内置智能功率分配功能,智融升降压65W双口氮化镓快充方案评测
要问多口快充芯片哪家强?可能业内人士都会不约而同地想到智融科技。从目前充电头网的拆解数据分析来看,智融芯片确实在多口快充市场拥有非常高的占有率,同时也收获了市场的一致好评。
在继续保持多口降压快充芯片的技术优势之外,智融科技今年有陆续推出了采用ARM Cortex M0架构的协议芯片SW2325,以及100W双向升降压芯片SW7203。其中SW2325不仅兼容多种快充协议,还支持多次在线烧录,可应用于充电器、车充等领域;SW7203可用于100W车充、移动电源、充电器等领域。
在近期,智融科技基于SW2325、SW7203以及SW2303推出了一款65W 1A1C快充电源方案,支持在线修改PDO,不仅可以单口最大65W输出,而且还无需外置MCU即可实现双口输出智能功率分配。
一、智融65W 1A1C快充参考设计外观
智融这款全新的65W 1A1C快充方案,在电源架构方面选用的是开关电源+协议芯片控制输出,AC-DC部分可以任意搭配,智融主要负责两个接口的快充协议识别以及功率智能分配,且不需要借助外置MCU。
这套方案搭配的是一套QR架构的氮化镓开关电源,为了实现高密度的特点,方案整体设计比较紧凑,内部采用了多块PCB板的设计,充分利用空间。
充电器主PCB板一览,主要布局了AC-DC开关电源控制电路。
实测PCB板的长度约为53.3mm。
实测PCB板的宽度度约为26.17mm。
实测PCB板的厚度约为24.11mm,功率密度达到了1.93W/cm³。
套上外壳后,这款65W 1A1C快充充电器的尺寸仅为65.35mm×30.86mm×30.91mm,并且还是折叠插脚设计,其功率密度突破了1W/cm³,这在双口充电器中十分少见。
智融65W氮化镓双口快充体积对比华为66W氮化镓多口充电器,前者外壳尺寸稍长,但配了折叠插脚,方便收纳。
二、核心芯片简介
前面提到这套方案基于高频QR的氮化镓快充架构开发,其初级侧的核心功率器件来自GaNext镓未来,型号G1N65R240PB。搭配安森美NCP1342以及同步整流电路就构成了一套经典的氮化镓快充电源。
输出部分的USB-C口由智融全新的协议芯片SW2325控制。这是一款兼容性非常强大的快充协议控制器,内置40MHz主频的ARM M0内核,内置车规级64K eFlash+4K RAM。支持3-30V超宽输入电压范围。支持光耦反馈,FB反馈和I2C反馈三种调压方式,并支持I2C/UART通用外设接口,支持二次开发。
智融SW2325集成了Type-C接口逻辑,USB PD PHY,VOOC/SCP PHY 以及 QC/PE/SFCP/TCN等快充协议的检测电路,并集成光耦反馈和 FB 反馈驱动电路、NMOS和PMOS驱动电路以及CV/CC控制环路。
不仅如此,智融SW2325还通过了USB PD3.0及PPS快充认证,并支持UFCS融合快充规范的协议。
USB-A接口为升降压输出,采用智融SW7203作为升降压芯片。这是一个高效率的同步 4 管双向升降压充放电控制器,支持1-4节电池的充放电管理,支持 NVDC 功能,可以提供最大 100W 的功率输出,支持多路输入输出检测及通路驱动,配合 MCU和协议芯片可组成一个简洁完整的双向快充充放电方案。
智融SW7203详细规格资料。
同时A口还采用了一颗智融SW2303作为协议芯片,可以支持 PD、QC、FCP、高低压 SCP、AFC、SFCP以及PE等主流快充协议,支持光耦反馈和 FB 反馈两种工作模式。配合 AC-DC 或 DC-DC 以及少量的外围元器件,即可组成完整的高性能的Type-C 口/Type-A 口快速充电解决方案。
智融SW2303详细规格资料。
三、全协议,智能降功率
全协议是智融快充芯片的一贯特色,这套65W 1A1C快充参考设计也是如此。使用ChargerLAB POWER-Z KT002检测USB-A接口的快充协议,显示支持Apple2.4A、三星5V2A、DCP协议,以及AC3.0/2.0、AFC、FCP、SCP、VOOC、PE等多种主流快充协议。
USB-C接口的快充协议更丰富,除了A口的所有快充协议外,还支持QC4+、PD3.0 PPS等协议。
智能降功率方面,将智融65W 1A1C氮化镓快充参考设计接上电源,在单口输出的情况下,可以使用ChargerLAB POWER-Z KT002测得USB-C接口的最大输出功率为65W。支持5V3A、9V3A、12V3A、15V3A、20V3.25A五组固定电压档位以及5-21V3.25A的PPS电压档位。
当USB-A接口连接设备时,充电器可以对外实现18W快充供电。此时检测USB-C接口的输出PDO更新为5V3A、9V3A、12V3A、15V3A、20V2.25A以及5-21V2.25A,最大输出功率为45W,双口总功率为63W。
四、支持多次重复烧录
二次烧录的优势在于,当快充充电器处于量产阶段或者已经量产后,一旦碰到突发情况需要修改芯片的协议或调整内部其他程序时,可以不用破坏充电器外壳,也不用借助复杂的烧录设备,就能轻松达到更新固件的目的,从而避免快充厂商的损失。下面分享一段智融SW2325的二次烧录过程:
第一步:将智融65W 1A1C快充参考设计接上电源,测得C口支持最大65W输出。
第二步:拔掉测试仪,接上智融科技的便携式烧录器,并用5V电源供电,按下按键即可实现一键烧录。
第三步:再次检测C口的PDO时,显示最大输出功率已更新为30W,烧录成功,65W充电器妙变30W充电器。
通过演示可以看到,智融65W 1A1C参考设计在单口输出时,C口的PDO报文最大支持65W输出,在不打开充电器外壳的情况下,使用智融特制的烧录工具进行二次烧录,再次检测C口的PDO报文,最大功率就变成了30W。成功验证了智融SW2325快充协议芯片支持二次烧录。
五、兼容性测试
最后来看一下智融65W 1A1C快充电源的快充兼容性:
给iPhone13 Pro Max充电,测得最大功率可达到26.7W,进入USB PD快充模式。
给iPhone13 Pro充电,最大充电功率约为22.5W,进入USB PD快充模式。
给iPhone12 Pro max充电,最大充电功率约为23.1W,进入USB PD快充模式。
给努比亚Z30 Pro充电,功率达到了56W,进入PPS快充模式。
给三星S20 Ultra充电时,充电功率约为29.8W,充电性能媲美原装充电器。
给小米11 Pro充电,功率约为28.3W。
给魅族18 Pro充电,功率约为29.1W。
给华为Mate40 Pro充电,功率约为20.7W。
华为P40 Pro,充电功率约为21W。
给一加9 Pro充电,功率约为17.2W。
给红魔 6 Pro充电,功率约为56.1W。
iQOO 8 Pro充电,功率约为17.4W。
给OPPO Reno6 Pro充电,功率约为24.8W。
给iPad mini6充电,功率约为17.4W。
给iPad Pro充电,功率约为32.3W。
给苹果MacBook Air充电,功率约为45.6W。
给13.3英寸MacBook Pro充电,功率约为57.7W。
给16英寸MacBook Pro 2021充电,功率约为58.4W。
通过充电测试结果显示,搭载智融SW2325快充协议芯片的65W氮化镓快充方案对主流的手机、笔电、平板均能实现快充速充电。
充电头网总结
智融最新推出的这套65W 1A1C双口快充方案采用了全新的设计,其中USB-C接口输出省略了DC-DC转换电路,直接有SW2325控制,相较于传统的二次降压方案来说,电源的整体效率更高;USB-A口输出则选用SW7203+SW2303的升降压方案,三颗芯片无需借助外置的MCU即可实现协同工作,精简了外围电路设计。
得益于SW2325的强大性能,这套65W 1A1C快充方案不仅能够实现全协议兼容,而且可支持多次烧录,只需简单的步骤就能完成PDO的重新定义,对于目前快充市场复杂多变的环境,产品适应能力更强。
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