充电头PD协议和QC协议的理解

充电头PD协议和QC协议的理解
PD协议快充是什么意思
  USB-PowerDelivery(USBPD)是⽬前主流的快充协议之⼀。是由USB-IF组织制定的⼀种快速充电规范。USBPD透过USB电缆和连接器增加电⼒输送,扩展USB应⽤中的电缆总线供电能⼒。该规范可实现更⾼的电压电流,输送的功率最⾼可达100⽡,并可以⾃由的改变电⼒的输送⽅向。
  USBPD和Type-C的关系。经常会有⼈把USBPD和Type-C放在⼀起谈,甚⾄就把Type-C充电器叫做PD充电器。USBPD和Type-C其实是两码事,USBPD是⼀种快速充电协议,⽽Type-C则是⼀种新的接⼝规范。Type-C接⼝默认最⼤⽀持5V/3A,但在实现了USBPD协议以后,能够使输出功率最⼤⽀持到前⽂提到的100W。所以现在许多实⽤Type-C接⼝的设备都会⽀持USBPD协议。
琴谱架  USBPD的发展前景。USBPD现在已经发展到了USBPD3.0版本。在⾕歌的推动下⽬USBPD已经收编了⾼通的QC快充协议,并获得了中国⼯信部的⽀持。有望在不久统⼀⽬前混乱的快充市场。
  pd充电协议和qc可以混合吗
  虽然安卓阵营各有各的快充技术,但是QC3.0是兼容它们的。由于市⾯上绝⼤部分安卓⼿机都采⽤⾼通芯⽚或者基带,⾃然⾼通
QC3.0能给安卓⼿机进⾏快充。
  我们都知道iPhone8以上机型都⽀持快充,那么QC3.0充电器能给iPhone8快充吗?答案是虽然能充电也⽐5V1A充电快些,但是不能给iPhone开启快充。
  ⽽PD充电器则是全能型快充,它不仅能给iPhone8以上机型进⾏快充(需搭配C94端⼦头MFi认证的C to Lighting快充线),也能兼容QC3.0充电协议给市⾯主流的安卓⼿机进⾏快充。
  这样看来,买⼀个PD快充头反⽽更合算些,即可以给安卓⼿机快充,也能给iPhone进⾏快充。
  PD快充与QC快充能共⽤同⼀条数据线吗
  ①关于以上pd快充⽐如说,苹果的专属PD快充充电器直流输出:5∨/3A、9V/3A、12V/2.5A、15V/2A、18∨/1.5A、
20V/1.5A。总输出电流:3A、总输出⽡数:
  30W。
  ②向以上在⽐如说QC快充3.0原装充电器直流输出5V/2.5A、9V/2A、12V/1.5A。功率:18W。
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  ③所以说,以上PD快充与QC快充建议最好还是别共⽤⼀条数据线了,原因是,功率电参数等不⼀样的,前者功率⼤。
  也就是说QC快充协议与PD快充协议所输出的电参数和功率⼀样就可以公⽤同⼀条线材。
第⼀:电池的接受能⼒
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充电这个事情,说的通俗⼀点,就是喂饱电池。那⾸先得考虑⼀下电池的感受。以⽬前市⾯上⽐较流⾏的iphonexplus,华为P9,乐2,⼩⽶note为例,电池容量都不超过3000mAH。
按照4.35V作为最⾼电压,1.5C充电来看,最⼤可能接受的充电功率约为20W,当然,这是极限情况。除了功率接收能⼒,还要涉及到电流接受能⼒。
在1.5C充电时,3000mAH的电池充电电流将达到4.5A,因此,电池触点和电芯内部的电流传输结构都要进⾏必要的优化。
  第⼆:适配器的功率提供能⼒
  在不考虑接⼝承受能⼒的情况下,20W功率对适配器来说是轻⽽易举。但是传统的MicroUSB接⼝,在标准规范⾥⾯最⼤电流承载能⼒是2A,最⾼电压是5.25V。仅仅有10.5W,⽆法达到20W的要求。怎么解决这个问题呢?
显然有两种解决⽅案,增⼤电流,或者提升电压。如果不改动物理接⼝,增⼤电流是不可能的选项,所以,提升电压,是MicroUSB时代的唯⼀选项,这就是⾼通QC快速充电⽅法的由来。
所以,我们可以看到,1.5A是QC标准⽐较推荐的电流,因为2A是MicroUSB的极限,业界的普遍共识是,不要把器件⽤到极限值,⽽是要预留余量。
在这⽅⾯,OPPO与⾼通⾛了相反的道路,他们给MicroUSB在物理上打了补丁,增加了额外的接触针,专门⽤来传输⼤电流。最⼤充电电流达到了4.5A,但是电压维持在5V不变。
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同样达到了超过20W的功率传输。⽽Type-C接⼝的出现,让这个问题不再存在,因为TYPE-C⼝最⾼⽀持5A输⼊电流,完全能够满⾜现有⼿机电池的快速充电需求。
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  第三:⼿机的充电管理及散热能⼒
  ⼿机的充电管理及散热能⼒。充电管理,必然涉及到电压变换,恒流控制等环节,带来充电效率的下降和散热问题。因此,理论上最佳的充电设计⽅案是,⼿机内部不做充电管理,完全交给外部适配器去控制。
在这⼀点上,QC是⽐较吃亏的,因为⾼电压低电流输⼊,必然导致⼿机内部要进⾏能量转换,变为低电压和⼤电流。这会带来⼿机散热上的⼤问题。所以,从技术的⾓度来看,QC的历史局限性,已经凸
显。
更为严重的问题是,TYPE-C接⼝和USBPD中都严禁采⽤除USBPD以外的⽅式来调整充电电压。⾼通为此做出了很⼤的努⼒去说服USB-IF 组织,试图在TYPE-C接⼝中,让QC和PD同时存在。
但是,很可惜,被⽆情的拒绝了,最新的TYPE-C1.2和USBPD3.0维持了关于这⼀特性的描述。因此,QC不论在技术上还是在理论上,都将⾯临着被淘汰的危险。当然,⾼通⾃⾝是很清楚这⼀趋势的。因此,已经在最新的处理器内核中,集成了USBPD的协商功能
  USB-PD快速充电通信原理
  USB-PD的通信是将协议层的消息调制成24MHZ的FSK信号并耦合到VBUS上或者从VBUS上获得FSK信号来实现⼿机和充电器通信的过程。
  如图所⽰,在USB-PD通信中,是将24MHz的FSK通过cAC-Coupling耦合电容耦合到VBUS上的直流
电平上的,⽽为了使24MHz的FSK不对Power Supply或者USB Host的VBUS直流电压产⽣影响,在回路中同时添加了zIsolation电感组成的低通滤波器过滤掉FSK信号。
  USB PD的原理,以⼿机和充电器都⽀持USB PD为例讲解如下:
  1) USB-OTG的PHY监控VBUS电压,如果有VBUS的5V电压存在并且检测到OTG ID脚是1K下拉电阻(不是OTG Host模式,OTG Host模式的ID电阻是⼩于1K的),就说明该电缆是⽀持USB PD的;
  2)USB-OTG做正常BCS V1.2规范的充电器探测并且启动USB PD 设备策略管理器,策略管理器监控VBUS的直流电平上是否耦合了FSK信号,并且解码消息得出是CapabilitiesSource 消息,
就根据USB PD规范解析该消息得出USB PD充电器所⽀持的所有电压和电流列表对;
  3) ⼿机根据⽤户的配置从CapabilitiesSource消息中选择⼀个电压和电流对,并将电压和电流对加在Request消息的payload上,然后策略管理器将FSK信号耦合到VBUS直流电平上;
  4) 充电器解码FSK信号并发出Accept消息给⼿机,同时调整Power Supply的直流电压和电流输出;
  5) ⼿机收到Accept消息,调整Charger IC的充电电压和电流;
  6) ⼿机在充电过程中可以动态发送Request消息来请求充电器改变输出电压和电流,从⽽实现快速充电的过程。
  QC3.0快充协议CX7916
  概述:
  CX7918/CX7916是⼀款USB移动设备充电接⼝控制芯⽚,特别的,它采⽤⾼通QuickCharge3.0A类/B类规范对HVDCP进⾏⾃适应充电。CX7918/CX7916根据移动设备发送的电压请求能够精确的调整HVDCP输出电压,从⽽节省最⾼75%的充电时间。
  当移动设备插⼊USB端⼝后,CX7918/CX7916能够⾃动识别其类型并作出合理相应,从⽽使得移动设备总能从充电端⼝获得最⼤电流。CX7918/CX7916⽀持AppleiPad,AppleiPhone,SamsungGalaxyNote,
兼容BC1.2或YD/T1591标准的设备以及⼏乎所有的现代移动设备。CX7918/CX7916在启动输出电压调整之前会⾃动检测所连接的受电设备是否兼容QC2.0或者QC3.0协议规范,如果检测到受电设备不兼容QC2.0或者QC3.0协议,
CX7918/CX7916则禁⽌输出电压调整,仅以5v电压输出以确保旧型USB受电设备能够安全⼯作。
移动充电器  特点:
  ⽀持QuickCharge3.0的A类和B类规范
  USB充电接⼝智能识别
  Apple2.1A/2.4A
  SamsungGalaxyNote2.0A
  BC1.2&YD/T1591BatteryChargingSpecifications
  4kVESD
  -40~125℃℃⼯作温度范围
  输出5V时的功耗低⾄1mw
  CX7918封装形式SOP-8;CX7916封装形式SOT23-6
  pd协议和qc协议的区别
  USB-PowerDelivery(USBPD)是在⼀条线缆中同时⽀持⾼达100W电⼒传输和数据通信的协议规范。USBType-C则是⼀个全新的正反插USB连接器规范,能够⽀持USB3.1(Gen1和Gen2)、DisplayPort和USBPD等⼀系列新标准。
USBType-C端⼝默认最⾼可⽀持5V3A。如果在USBType-C端⼝中实现了USBPD,它就能⽀持USBPD规范中定义的100W功率(5V2

本文发布于:2024-09-22 21:32:11,感谢您对本站的认可!

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