这套30W快充厉害了：自主电源芯片、PD认证协议，35款设备全兼容

Original 充电头网编辑部充电头网 2020-08-26

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苹果手机站队USB PD快充阵营，给整个行业带来了极大利好。也正是得益于苹果连续三代手机对USB PD快充的支持，才使得这项技术的普及速度大大加快，市场前景非常可观。

作为一家在AC-DC电源领域深耕了17年的厂商，近日芯茂微针对USB PD快充发布了旗下首颗PD3.0认证协议芯片LP5828，成为了业内为数不多的能够提供USB PD快充完整解决方案的芯片公司。

目前，充电头网已经拿到了芯茂微30W USB PD快充充电器参考设计。该套方案从初级PWM主控到次级同步整流再到协议芯片，均由芯茂微自主研发提供。下面就为大家带来这套参考设计的详细评测。

一、芯茂微30W USB PD快充参考设计外观

芯茂微30W USB PD快充参考设计的尺寸与苹果原装18W充电器体积相当；正面主要为插件元器件，布局有序。变压器居中设置，输入端设有延时保险丝、安规X电容、共模电感、浪涌抑制电阻等；初级滤波采用三颗铝电解电容并联，单颗容量为22μF；主控开关MOS加装金属散热片辅助散热。

次级侧采用两颗固态电容输出滤波；USB-C接口以及协议芯片等使用一块小尺寸的PCB板垂直焊接于主控PCB板上，提高空间利用率。

协议芯片为芯茂微最新发布的LP5828，其采用32位高速MCU内核，支持Type-C、PD3.0、PPS、QC4.0、QC3.0、QC2.0、FCP、SCP、AFC、PE+等多种快充协议，兼容性优良；并具有高集成度、高精度、外围器件简洁等特点。目前已经通过了USB-IF协会的PD3.0认证，TID号2156。

芯茂微LP5828采用TSSOP-16L封装，结构简单，脚位间距大，便于贴片生产。值得一提的是，该芯片还支持可多次擦写和在线升级，即使已经应用在成品中，同样支持在线协议程序设定烧录及更新，避免配件产品上市后因电子设备程序升级而出现不兼容的情况。可应用于USB PD快充充电器、USB PD快充车充等单向快充输出领域。

同时，芯茂微LP5828内置了Charge Pump，输出VBUS开关可支持N-MOSFET，节省系统成本；具有恒压（CV）、恒流（CC）环路控制功能，保证输出电压电流稳定；VOUT支持3V~20V电压输出，并自带过压、过流、欠压等保护功能。

PCB板背面布局非常精简，这也得益于采用了芯茂微电子的全套快充解决方案，包括初级PWM控制器LP8773H和次级同步整流控制器LPSR100N。初级和次级之间有明显的隔离，交流电源进线处与次级侧之间为镂空处理，以便加装绝缘档板，增强绝缘性能。

其中初级主控芯片LP8773H是芯茂微电子自研的第二代高性能准谐振PWM隔离反激控制器，内置专有的准谐振技术以及高可靠的保护功能。其“数字抗抖动”技术可以根据加载自动选择和锁定波谷，并实现无音频噪声操作。此外，“数字抖频”功能也让LP8773H的EMI性能比传统的QR更优秀。

芯茂微LP8773H具有多模式控制方式。满载时，根据输入电压不同，芯片工作于 CCM 模式或 QR 模式。当负载减轻，芯片进入“数字频率监控”模式来提高功率转换效率。当输出功率非常小时，芯片进入突发模式，可以达到 75mW以下的待机功耗。

同时LP8773H集成多种保护功能，包括欠压保护、VCC过压保护、输出过压保护、逐周期电流限、管脚浮空保护、过载保护、输入电压断电保护、软启动、VCC钳位、Gate 钳位等；并且这些保护功能都可以自适应恢复。

次级同步整流芯片LP10R100N为芯茂微电子的高性能的开关电源100V同步整流系列产品，兼容多种开关电源控制系统，支持DCM和CCM多种工作模式。

芯茂微LP10R100N采用专利的整流管开通判定技术，可以有效的避免因激磁振荡引起的驱动芯片误开通；同时具有极快的关断速度，可以大幅度降低在CCM工作条件下因关断延迟造成的效率损失。

值得一提的是，LP10R100N集成VCC供电技术，在不需要辅助绕组供电的情况下，保证芯片VCC不会欠压。

二、芯茂微30W USB PD快充参考设计测试

1、PDO报文

使用ChargerLAB POWER-Z KT001对该参考设计进行PDO检测，显示当前的协议版本为USB PD3.0，并支持5V/3A、9V/3V、12V/2.5A、15V/2A、20V/1.5A五组固定电压输出档；同时还兼容PPS快充协议，PPS电压档为3.3-11V/2.5A。

2、协议检测

除了支持USB PD3.0 PPS快充协议之外，这款参考设计还支持APPLE 2.4A、Samsung 5V/2A、USB DCP、QC3.0、QC2.0、AFC、FCP、SCP等多种充电协议，适用于苹果、华为、小米、三星、OPPO等主流品牌的机型快充，应用广泛。

3、兼容性测试

使用芯茂微30W USB PD快充充电器参考设计给iPhone 11 Pro Max充电，POWER-Z KM001C测得充电电压9.13V，电流2.52A，功率约为23W，开启USB PD快充。

给iPhone 11 充电，测得充电电压9.04V，电流2.01A，功率约为18.2W，开启USB PD快充。

给iPhone XS Max充电，测得充电电压9.04V，电流1.89A，功率约为17.1W，开启USB PD快充。

给iPhone XS充电，测得充电电压9.05V，电流1.8A，功率约为16.33W，开启USB PD快充。

给华为Mate 30充电，测得充电电压8.95V，电流1.26A，功率约为11.35W，开启USB PD快充。

给华为Mate 20 Pro充电，测得充电电压9.05V，电流1.7A，功率约为15.44W，开启USB PD快充。

给华为P30 Pro充电，测得充电电压8.96V，电流1.33A，功率约为12W，开启USB PD快充。

给华为P20 Pro充电，测得充电电压8.95V，电流1.48A，功率约为13.31W，开启USB PD快充。

给荣耀 8充电，测得充电电压8.95V，电流1.45A，功率约为13W，开启FCP快充。

给小米 9充电，测得充电电压5.17V，电流2.81A，功率约为14.53W，开启USB PD快充（5V/3A快充模式）。

给小米 8充电，测得充电电压8.12V，电流2.09A，功率约为17W，开启USB PD快充。

给小米 5充电，测得充电电压6.27V，电流1.73A，功率约为10.87W，开启QC3.0快充。

给OPPO Reno Ace充电，测得充电电压9.05V，电流1.91A，功率约为17.36W，开启USB PD快充。

给三星S10 Plus充电，测得充电电压8.95V，电流1.5A，功率约为13.48W，开启USB PD快充。

给三星S8 Plus充电，测得充电电压5.07V，电流2.24A，功率约为11.37W，开启USB PD快充（5V/3A快充模式）。

给魅族16th Plus充电，测得充电电压9.04V，电流1.89A，功率约为17.14W，开启MTK PE快充。

给魅族16T充电，测得充电电压9.22V，电流1.79A，功率约为14.78W，开启USB PD快充。

给魅族16 Xs充电，测得充电电压8.07V，电流1.79A，功率约为14.45W，开启USB PD快充。

给魅族16 Note9充电，测得充电电压8.03V，电流1.83A，功率约为14.7W，开启USB PD快充。

给苹果iPad Air3充电，测得充电电压14.98V，电流1.82A，功率约为27.36W，开启USB PD快充。

给苹果iPad Pro 10.5寸充电，测得充电电压14.87V，电流1.79A，功率约为26.6W，开启USB PD快充。

以上总共测试了包括苹果、华为、三星、小米、OPPO、魅族等品牌在内的21款主流快充手机及平板电脑，芯茂微30W USB PD快充充电器参考设计均能对其实现快充。下面为继续来看这款参设计对市面上主流快充移动电源的快充兼容情况。

使用芯茂微30W USB PD快充充电器参考设计给华为40W快充移动电源CP12S充电，测得充电电压19.84V，电流1.28A，功率约为25.46W，开启USB PD快充。

给mophie USB-C XXL快充移动电源充电，测得充电电压19.82V，电流1.54A，功率约为30.6W，开启USB PD快充。

给Belkin F7U063快充移动电源充电，测得充电电压19.83V，电流1.5A，功率约为30W，开启USB PD快充。

给小米PLM07ZM快充移动电源充电，测得充电电压14.97V，电流1.99A，功率约为30W，开启USB PD快充。

给小米PLM011ZM快充移动电源充电，测得充电电压9.05V，电流1.89A，功率约为17.13W，开启USB PD快充。

给小米PLM012ZM快充移动电源充电，测得充电电压9.05V，电流1.92A，功率约为17.39W，开启USB PD快充。

给RAVPower RP-PB058快充移动电源充电，测得充电电压9.05V，电流1.89A，功率约为17.13W，开启USB PD快充。

给紫米QB910快充移动电源充电，测得充电电压9.05V，电流1.95A，功率约为17.66W，开启USB PD快充。

给紫米QB820快充移动电源充电，测得充电电压14.97V，电流1.98A，功率约为29.68W，开启USB PD快充。

给紫米QB822快充移动电源充电，测得充电电压9.04V，电流2.36A，功率约为21.36W，开启USB PD快充。

给ZENDURE ZDPX6PD快充移动电源充电，测得充电电压19.82V，电流1.56A，功率约为31.1W，开启USB PD快充。

给黑鲨BPB01快充移动电源充电，测得充电电压12.03V，电流1.2A，功率约为14.46W，开启USB PD快充。

给红魔 PB1002S快充移动电源充电，测得充电电压11.92V，电流1.61A，功率约为19.21W，开启USB PD快充。

以上充电头网测试了华为、mophie、belkin、小米、紫米等多个品牌的14款移动电源产品，结果显示，芯茂微30W USB PD快充充电器参考设计均能全部兼容快充。

充电头网总结

芯茂微这款30W USB PD快充充电器参考设计采用单口输出设计，采用了芯茂微全套控制方案。初级PWM主控芯片LP8773H和次级同步整流芯片LP10R100N的采用，使得整个参考设计的AC-DC电路变得十分精简，方便调试，可降低产品开发过程中的系统成本。同时，USB-IF协会PD3.0认证的协议芯片LP5828让整套方案的兼容性能有足够保障。

充电头网测试发现，除了支持USB PD3.0快充协议之外，芯茂微这款30W USB PD快充充电器参考设计还可支持APPLE 2.4A、Samsung 5V/2A、USB DCP、QC3.0、QC2.0、AFC、FCP、SCP等多种充电协议，兼容性广泛。在对35款主流的手机、平板电脑以及移动电源的兼容性测试中，其表现也非常出色。

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