总有一款适合你，慧能泰推出10款多口USB PD解决方案
随着USB Type-C接口的应用越来越普及，USB PD电源的需求也不断增长，PD电源控制芯片供应商之间的竞争也越来越激烈。在国产半导体崛起的大背景下，有一家芯片设计公司，作为USB PD 领域的一匹黑马，从一个无名的半导体品牌到千万级芯片出货量供应商，仅用不到2年时间，它就是慧能泰半导体（Hynetek Semiconductor）。
慧能泰走自主创新路线，迄今为止有用二十多个专利获得正式授权，其中包括六个中国、美国发明专利授权。与此同时，慧能泰坚持高品质路线，在产品定义、开发设计和测试老化方面按照工业级的高标准来进行，品质控制走在国产半导体的前列。慧能泰PD产品支持18W到150W的功率范围，也支持双口和多口的智能分配功率应用，是PD电源市场极具竞争力的选择。本文介绍慧能泰在多口USB PD的各类方案，供广大攻城狮参考。
一、慧能泰1C1A方案
目前市场最受欢迎的多口充电器主要是1C1A双口充电器，即行业内常说的A+C双口充电器。慧能泰提供多种不同智能功能分配方案供大家参考。
方案一：如图1所示，该方案最大优势是A口和C口在任何使用场景均支持快充，这是众多消费者都希望的。但从技术及成本考虑，它具有一些劣势，比如BUCK-BOOST成本高，EMI比较难处理，以及A口工作在18W QC模式下而此时C口同时输出5V3A时，对AC-DC输出端同步整流电路带载能力是不小挑战。
表1：1C1A A口支持QC快充方案运用功率分配示例
图1：1C1A方案一原理框图
图2：采用1C1A方案一的SlimQ 65W GaN 1C1A 双口PD旅充
方案二：如图3所示，A口是固定5V2.4A输出，由于C口母线电压在5.2V-20V范围内变动，所以A口仅需要一个100% Duty的BUCK 即可稳定输出5.1V。该方案成本低，电路简单，唯一缺点是A口不支持快充。
表2：1C1A A口5V2.4A方案常见运用功率分配示例
图3：1C1A方案二原理框图
方案三：如图5所示，该方案是慧能泰目前主推的1C1A方案，它的优势是A口不采用价格高，线路复杂，EMI难整的BUCK-BOOST，而是采用价格低廉，线路简单的BUCK就可以实现A单独使用时支持QC等快充功能。双口使用时C口依然支持PD快充，但A口会变为5V2.4A模式。
表3：1C1A A口单独使用QC快充，同时使用时A口5V2.4A方案运用功率分配示例
图5：1C1A方案三原理框图
综上所述， 1C1A双口三种方案各有优劣，唯一不变的是慧能泰提供的非常实用，智能功率分配功能。即在A口闲置不用时，C口将提供最大设计功率输出给终端设备充电，若检测到A口插入终端设备,立刻将C口功率分出一部分给A口使用。而C口仅降低输出电流，依然保持PD高压快充功能。这与市面众多双插退5V方案相比，可以给用户完全不一样的体验。
二、慧能泰2C方案
目前常见双C方案分为双C盲插和大小C两类，而常见大小C的实现方式又有两种。
方案一：双C盲插，如图6所示，双C盲插的优势是任意某口单独使用均为最大功率输出，同时使用均分功率输出，消费者不需要花时间去识别C口功率大小。典型运用案例如表4所示。
表4：双C盲插方案运用功率分配示例
图6：双C盲插方案原理框图
方案二：大小双C方案一，如图7所示，出于成本、外形尺寸及效率等综合考量，大功率C1口将作主回路直接去控制AC-DC，中间无DC-DC转换，以达到最高效率目的；而小功率C2口可以通过BUCK-BOOST 配合慧能泰专门为18W定制的低成本方案HUSB338A来实现。该方案同样支持智能功率分配来达到最大功率有效利用。典型运用案例如表5所示。
表5：大小双C方案运用功率分配示例
图7：大小双C方案一原理框图
图8：Belkin 68W GaN双口 PD旅充（采用大小双C方案一）
方案三：大小双C方案二，如图9所示，对于某些项目对产品尺寸及效率没有较高要求，也不愿意去采用BUCK-BOOST的工程师来说,可以采用AC-DC输出母线电压，后级每个C口均采用BUCK来实现PD快充。该方案调试相对简单，特别C1口工作在5V时AC-DC同步整流电路电流不会太大，这样相关器件选型、散热及变压器设计相对容易。
图9：大小双C方案二原理框图
三、慧能泰1C2A方案
在USB-A到USB-C过渡阶段，A+C多口运用及要求可谓五花八门，如图10和图12所示，它是1C2A的快充方案，该方案最大优势是任何一个USB口在单独使用时均支持快充功能，任何A口与C口组合使用时支持功率分配.一个典型运用案例如表6所示。
表6：1C2A方案运用功率分配示例
图10：1C2A方案一原理框图
图11：1C2A产品外观
图12：1C2A方案二原理框图
四、慧能泰2C1A 方案
上面我们有介绍双C的方案，目前过渡阶段为了满足市场对A口的现实需求，往往在产品开发时还是会考虑增加1个A口，如图13所示，该方案是在AC-DC输出一母线电压后每个USB口通过BUCK转换来实现。采用慧能泰C口协议HUSB350可以灵活实现多口任意组合智能功率分配.典型运用如表7所示。
表7：2C1A方案运用功率分配示例
图13：2C1A方案原理框图
图14：1C2A产品外观(图片来自网络)
五、慧能泰2C2A方案
对于更多USB口运用，如2C2A，我们提供如图15和图16两个方案供您设计参考。当然这种多口运用有非常多的实现方法及组合运用，有兴趣工程师欢迎与我们交流。
2C2A方案一：如图15所示，2C功率可以任意定义，比如双C盲插和大小功率任意双C均可。A口任何场景使用时均可支持快充功能。典型运用可参考表7所示。
表7：2C2A方案一之87W功率分配示例
图15：2C2A方案一原理框图
2C2A方案二：如图16所示，处于成本或尺寸考虑，C2口固定18W PD，当C2和A口使用时来降低C1输出功率,到达输出功率最大利用。A口部分，可以采用双A协议实现任意A口单独使用支持QC3.0，同时使用共享5V3A。典型运用可参考表8所示。
表8：2C2A方案二之65W功率分配示例
图16：2C2A方案二原理框图
图17：2C2A产品外观(图片来自网络)
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