自从苹果推出MacBook Pro 16笔记本电脑以来，正式拉开了USB PD3.1应用的序幕。这款笔记本电脑搭载了性能强大的M1 PRO和M1 MAX处理器，并且支持140W快速充电，在半小时内可以为笔记本充入50%的电量，做到了与手机相同的快充体验。与传统USB PD3.0的电源最大输出功率为100W不同，USB PD3.1通过将输出电压从20V提升到28V，实现输出功率的提升。但输出功率的提升，对充电器内部的功率器件，电容等器件均提出了新的要求。能够在体积增加不明显的前提下，增大输出功率，成为厂商的首要追求，氮化镓器件以及新型电路架构，也成为充电器的标配。时隔近一年，PD3.1快充生态在苹果的推动下日趋完善，充电头网为大家整理了目前行业上下游包括PD3.1 协议芯片、E-Marker芯片、笔电、充电器、移动电源等相关产品信息，借此带大家对该生态目前现状有基本了解。最新USB PD3.1快充标准是USB PD3.0标准的进阶版本，PD3.1涵盖了PD3.0的内容，可以完全向下兼容；同时在标准的称呼方面，USB PD3.0也逐渐被USB PD3.1 SPR取代，SPR指的是标准功率范围，当PD快充产品的功率在100W以内时，都可以称之为USB PD3.1 SPR。当产品功率大于100W时，就属于USB PD3.1 EPR（扩展功率范围）设备。对于电脑应用而言，目前的USB PD3.0标准的最大100W功率仅够维持部分轻薄型笔记本电脑的供电需求，更大功率的游戏本还是需要继续使用传统的大型DC适配器。USB PD3.1标准可提供最大240W的充电功率，这几乎覆盖了所有高性能独显游戏本、移动工作站以及部分台式机供电，同时还将进一步提升USB PD快充标准在消费类电源领域的普及率，用先进的USB PD3.1适配器取代传统笨重的电源适配器。2021年10月19日凌晨1点，苹果举行特别活动，发布了2021 Macbook Pro笔记本电脑，采用了M1 PRO / M1 MAX处理器，配备丰富实用的雷电、HDMI、3.5mm耳麦等机身接口，磁吸充电也得以回归，苹果还发布了全新的140W USB-C充电器，使用了全新的USB PD3.1充电技术。苹果2021 MacBook Pro 16笔记本的推出为PD3.1快充市场的发展注入了强大动力，可以看到期间不断有厂商推出相应的快充协议芯片、数据线以及充电器等产品。但就终端设备而言，目前依旧只有苹果一款笔记本支持140W PD3.1快速充电，而那个爆发点仍在到来的路上。协议芯片对于USB PD3.1快充充电器而言至关重要，距USB PD3.1快充标准发布以及苹果140W氮化镓快充推出已经过了蛮长一段时间，期间英飞凌、英集芯、伟诠、广芯微等几家厂商推出了USB PD3.1 EPR协议芯片。英集芯IP2736是一颗小封装，支持多种协议的协议芯片，并且支持多种反馈方式。小体积封装，精简的外围电路，可满足多种设计应用场景。协议支持方面，英集芯IP2736协议芯片支持USB PD3.0/3.1协议，支持28V EPR档位输出。同时这颗协议芯片还支持QC5/QC4+QC3+/QC3.0/QC2.0快充协议，支持中国融合快充标准UFCS，支持FCP/SCP快充协议，支持AFC快充协议，支持SFCP快充协议和MTK PE快充。手机电脑快充全部通吃，协议支持非常全面。英飞凌CYPD3135是USB PD3.0快充协议芯片，属于EZ-PD CCG3系列，是一款高度集成的USB-C型控制器，符合最新的USB-C和PD标准。CCG3是一个完整的USB-C和USB电源端口控制解决方案，可用于笔记本电脑、显视器、拓展坞以及电源适配器等设备。英飞凌CCG3使用专有的M0S8技术，具有32位、48-MHz ARM Cortex-M0处理器，具有128 KB闪存、8KB SRAM、20GPIOS、全速USB设备控制器。可用于认证的密码引擎、20V容错调节器，以及一对FET开关5V（VCON）电源，为电缆供电。CCG3还集成了两对栅极驱动器来控制外部VBUS FET和系统级ESD保护，电源领域应用中，CGG3常用封装有40-QFN、32-QFN两种封装形式。通嘉 LD6617 是一款高度集成的 USB PD 3.1 控制器，集成 32kbyte OTP 和 256+384bytes SRAM 的嵌入式8位MCU、11位模数转换器、阻塞 N-MOSFET 驱动器、并联稳压器、电压/电流监视器和控制器，外围精简。通嘉 LD6617 具有 3.3V~45V 的宽工作电压，可以支持 USB PD 3.1 SPR 和 EPR 28V/36V 协议规范，以及如 QC3.0、FCP、AFC 等其他专有协议。可应用在适配器、墙充、车充等PD充电产品中。通嘉 LD6617 支持通过 E-mark 电缆的 VCONN 电源控制，支持 CC/CV 控制、电容快速放电、可编程电缆补偿、PFC开关控制等多种功能，具备可编程 OVP、UVP、OCP、SCP、OTP 等多重保护措施。广芯微UM3506-BPQH SOC芯片是一颗支持PD3.0 3.1规格的快充控制器，具备全功能的SRC/SNK/DRP支持能力，同时也可以支持EMARK电子标记的SOP'报文交互功能，全面满足PD3.0，PD3.1规格，支持SPR，EPR(PD3.1)模式，以及PD报文的chunk模式和260bytes 长包。芯片内置高压LDO，支持3.3-24V供电，使用灵活。UM3506具有2对DP DM引脚，支持BC，QC等协议。支持可持续升级和灵活扩展。芯片内置高性能32位RISC-V内核，主频最高为33MHz，内置8KB SRAM和256KB FLASH，内置15通道12位ADC用以电压和电流采样，内置2路UART和2路I2C以及一路SPI接口，支持低侧电流检测，使用QFN32封装。伟诠WT6676F是一颗支持USB PD3.1的协议芯片，支持36V输出电压，支持可编程的恒压恒流控制，内部集成低侧电流采样放大器，支持线损补偿。WT6676F支持可编程的保护功能，支持过压、欠压、过流和过热保护。芯片内置10位ADC用于电压和电流检测，芯片内置NMOS负载开关驱动器，内置输出放电管，内置供电稳压，支持PFC控制，支持节能模式，输入电压可达45V，采用QFN-16封装。在芯片右侧焊接一颗热敏电阻，用于检测充电器内部温度，进行过热保护。在USB PD3.1快充标准发布后，2021年10月，USB Type-C电缆和连接器规范修订版2.1公布，更新了USB-C线缆的最新规范，使其能够支持最高支持240W快充，进一步完善了整个USB PD3.1标准的生态。线缆规范的更新也带来了E-Marker芯片的升级，据充电头网了解，目前已有易冲、英集芯、威锋电子、慧能泰等厂商推出了符合USB PD3.1快充标准的E-Marker芯片。丝印B1aB的是来自易冲半导体的USB PD3.1规格 E-Marker芯片CPS8821，该芯片可支持USB PD3.1快充，最高240W功率，还兼容USB4&雷电4&雷电3&USB3.2数据传输，目前已经量产出货。英集芯IP2133一颗高集成的USB Type-C数据线E-Marker芯片，支持USB Type-C2.1和PD3.1协议标准，支持USB PD3.1 EPR扩展功率应用，支持SOP'通讯。同时内部集成硬件的BMC协议以及物理层协议，支持获取制造商信息指令，支持EPR模式。Hynetek慧能泰半导体的USB E-Marker芯片HUSB332B已经获得USB PD3.1认证， TID 6773。该芯片支持PD3.1 EPR 240W功率传输和USB4 Gen3 40Gbps数据传输，也支持Thunderbolt 3功能，适用于搭载240W USB-C to USB-C线缆上。据悉，HUSB332B也是业内率先通过USB PD3.1认证的芯片。其封装向下兼容HUSB332和HUSB332A，近期将推向市场。在成品方面，继苹果推出USB PD3.1快充充电器之后，第三方快充厂商也迅速做出响应，积极布局这一全新的快充充电器市场。据充电头网不完全统计，目前安克、绿联、闪极等知名3C配件品牌也相继推出了USB PD3.1快充充电器。并且相较于苹果140W单口快充充电器而言，这些厂商产品定位方面均有所差异，并各具特色。苹果这款140W氮化镓充电器作为新款MacBook Pro标配充电器，延续光滑圆润风格设计，配备可拆卸折叠插脚和电源线，便携便用。当然作为首款支持USB PD3.1快充的充电器，支持最大28V5A 140W快充，性能也是杠杠的。这款140W氮化镓充电器延续了苹果一贯的高水准用料做工要求。采用主动整流+PFC+同步降压+LLC开关电源架构设计，通过同步降压调节输出电压。控制器、MOS管大多为定制料号，来自意法、英飞凌、安森美、东芝等国际知名大厂。电源初级采用一颗ST单片机控制，搭配两路安森美驱动器进行降压和LLC控制，此外还有两颗氮化镓功率管。采用日系红宝石电解电容进行初级侧滤波，次级侧同步整流控制器和同步整流管均来自安森美，整体又是一款堆料十足的产品，可以说相当符合苹果风格。作为全球首款支持USB PD3.1快充的充电器，其推出的意义是不言而喻的，相信在苹果的影响下，更多的厂商会快速跟进，届时一系列支持新快充标准的笔电、充电器、数据线等配件也会如雨后春笋般纷纷冒出，消费者也会享受到科技升级带来的好处。Anker最新推出的全氮化镓140W充电器具备强悍的输出性能，兼容QC、PD、PPS主流快充协议，能够满足MacBook Pro 2021笔记本使用，可获得与原装充电器相同的快充体验。内部采用PFC+HFB电路架构，具有高性能小体积优势。其中PFC升压控制器采用安森美NCP1623，搭配纳微氮化镓功率芯片NV6136A，HFB半桥采用英飞凌XDPS2201混合反激控制器搭配IGI60F1414A1L半桥氮化镓芯片组成，为氮化镓快充提供集成度更高，体积更小，能效更高的解决方案。输出协议芯片采用伟诠WT6676F，支持3.3V~45V宽工作电压范围，支持USB PD 3.1 SPR 和EPR36V 规范，接口丰富，支持过热保护和PFC控制。充电器内部采用多块PCB焊接组合，并采用导热胶灌封工艺，增强散热性能，提升机械强度和耐候性，充分利用空间，缩小充电器体积。绿联这款氮化镓快充采用折叠插脚设计，便于携带收纳，充电器外壳采用管状装饰，独具特色。充电器支持单口140W输出，双口65W输出，对于两台笔记本需要同时充电来说，非常方便。同时具备USB-A口，对于手机、游戏机、平板、耳机等多类设备都有很好的快充兼容性。充电头网通过拆解了解到，绿联这款140W充电器采用PFC+LLC+DC-DC的架构设计，PFC使用两颗纳微的氮化镓功率芯片配合美浦森碳化硅二极管整流，LLC采用两颗维安的MOS管组成半桥。输出使用两颗平伟的低压MOS管用于同步整流，电源初级主控芯片和同步整流控制器均来自NXP恩智浦。开关电源采用固定电压输出，输出采用二次降压电路，由英集芯IP2736和IP2738协议芯片控制三路IP6550同步降压控制器进行降压输出，满足三路独立的快充输出。充电器内部电容来自丰宾和绿宝石，输出全部使用固态电容，纹波更低，寿命更长。摩米士140W氮化镓充电器采用2C1A接口设计，支持 Apple2.4A、QC3.0、QC5.0、AFC、FCP、SCP、PD3.1 和PPS等充电协议，USB-C1支持PD3.1快充协议，支持高达140W的快充功率，USB-C2支持100W PD快充，USB-A接口支持30W快充。在兼容性测试中对手机、平板、笔记本的兼容性稳定，长时间充电工作时电压、温度相对稳定，一个充电器即可为设备全家桶提供一站式充电服务。SHARGEEK闪极140W 2C1A氮化镓充电器
闪极140W三口氮化镓充电器支持新一代PD3.1快速充电标准，支持 28V5A 电力输出，高达140W输出完美适配 Macbook Pro 16 2021 满功率快充需求，且向下兼容 PD3.0、PD2.0，通用市面上绝大部分数码设备使用。在造型上，闪极140W三口氮化镓充电器延续家族方正造型，醒目的橘红配色独树一帜，折叠插脚设计便于外出携带，而2C1A的接口配置为各种数码产品留足了快充空间，采用第三代半导体氮化镓技术制作，配合立体堆叠设计，功率密度达到0.92W/cm³。性能上，USB-C1 接口支持140W功率，新增了 28V5A 电压档位；USB-C2 接口最大支持100W输出功率；USB-A 接口则最大输出功率30W。三个接口均支持多种快充协议，同时兼顾多设备同时充电的使用需求。如果你想购买一款支持 PD3.1 的多口充电器，那么它就是你目前唯一的选择。L Lab爱兰博推出的这款USB PD3.1充电器独具特点，其标志性的模拟电路搭建设计，专利双电压双口直通电路在PD3.0，PD3.1高功率条件下，皆能实现高效率以及温度优势，且仅使用了通用器件，使其在市面上具备相当的竞争优势。充电器具备2C1A三个输出接口，其中两个USB-C口支持盲插，均可输出140W功率，并支持功率自动分配(65W+65W同时输出)，满足两台笔记本同时充电使用。USB-A口支持快充，对传统老式手机的快充支持也不错。充电头网通过拆解了解到，L Lab爱兰博这款充电器采用多块PCB组合焊接设计，一方面将发热元件分散布置，避免局部积热，另外一方面充分利用内部空间，减小大功率充电器的体积。充电器内部PCBA模块采用散热片包裹散热，内部使用导热垫填充，充分散热。电源内部采用MPS HR1211二合一控制器进行PFC+LLC控制。其中PFC运行在CCM模式下，升压开关管采用英诺赛科INN650D150A，碳化硅二极管采用亿源CDM0D04065N6。LLC开关管采用英诺赛科INN650DA260A。同步整流使用MPS MP6924A搭配恒泰柯HGN046NE6AL。输出降压部分采用英集芯IP2738搭配两颗芯潭微NDP1460QB组成，用于两路USB-C接口输出，USB-A接口采用英集芯IP6525S进行降压。电源初级滤波电容来自永铭，输出滤波电容来自云星。内部设计紧凑，做工扎实。雅晶源140W氮化镓充电器采用白色外壳、外形方正，输入为折叠插脚设计，输出除了双USB-C接口之外，还配有一个LED电源指示灯。性能方面，这款充电器的两个接口在单口输出时，均支持USB PD3.1快充协议，最大输出功率为140W，在双口同时对外供电时，两个接口的输出功率智能分配，均为65W，总功率130W，可以满足两台笔电产品的充电需求。协议方面，两个接口均兼容APPLE2.4A、Samsung5V2A、DCP、QC3.0、QC2.0、AFC、FCP、SCP等。体积方面，雅晶源140W氮化镓充电器内置第三代半导体器件氮化镓功率器件，效率和体积均得到优化，整机尺寸约为30.8mm X 72.8mm X 78mm，功率密度达到0.8W/cm³，相比苹果原装140W单口充电器缩减了16%。新斯宝最新推出的USB PD3.1快充充电器型号PQ1401，采用白色中性外观设计，整机尺寸73*73*29mm，功率密度约为0.9W/cm³。并且输入端配折叠插脚，输出端为2C1A两个接口配置，其中C1接口支持28V/5A、20V/5A、15V/3A、12V/3A、9V/3A、5V/3A输出，单口最大140W，C2接口支持5V/3A、9V/3A、12V/3A、15V/3A、20V/5A输出，单口最大100W，A口输出最大30W。这款充电拥有丰富的快充协议，除了最新的USB PD3.1快充外，兼容市面上多数快充标准，并且可以一次性满足三台设备的充电需求，非常实用。新斯宝140W氮化镓双C口快充充电器的外观尺寸与140W 2C1A版本保持不变，功率密度0.9W/cm³，输出端采用两个USB-C接口配置，在单口模式下，两个接口支持盲插输出140W快充，满足苹果MacBook Pro 16寸的PD3.1快充需求，当两个接口同时对外供电时，功率采用100W+35W智能分配，两台设备均能快充。瑞嘉达140W快充充电器采用三USB-C接口设计，其中USB-C1接口和USB-C2接口支持140W盲插输出，可以为苹果最新的笔记本电脑开启全速快充模式，USB-C3接口支持最大30W输出功率，可以满足手机、平板等设备的充电需求。整个充电器采用折叠插脚设计，收纳较为方便，同时标配美规插脚，并且插脚端采用可更换设计，可以根据不同国家和地区的市电标准替换不同规格的插脚。斯泰克140W充电器有PD3.1 140W-2C、PD3.1 140W-1A1C、PD3.1 140W-1C三种款式。PD3.1 140W 2C基于最新PD3.1标准开发，两个USB-C接口均支持28V5A快充输出，实测对Macbook Pro 2021充电能正确握手28V高压，并达到设备最大值。同时，输出也向下兼容PD3.0标准，双口输出时支持92W+42W，同时为两款设备提供PD快充支持。PD3.1 1A1C、PD3.1 1C两款都具备28V5A输出性能，给予客户更多选择。移动电源内置6节21700电池，提供24000mAh容量，支持140W自充和140W输出，搭配MacBook Pro 2021笔记本使用，可获得与原装充电器相同的快充体验。自充30分钟即可充电70%，充分体验USB PD3.1的140W快充的高功率优势。移动电源上面还带有一块屏幕，能够显示温度，电量以及输出功率，简便实用。充电头网通过拆解了解到，安克这款24000mAh移动电源采用力神动力21700电池，6节串联，电池与保护板点焊组成电池组，并通过排针连接到另一块电路板上进行升降压转换，为模块化设计。电池保护芯片采用创芯微CM1361，支持均衡功能，能充分发挥电池性能，并采用赛微微电CW2217BA进行高精度电量计量，提供精准的百分比显示。升降压电路板采用东软载波ES32F3654LT MCU进行整机控制及屏幕显示，内置三路南芯科技SC8815用于三路输出电压转换，两颗协议芯片采用英飞凌CYPD3171，支持USB PD3.1应用。电池采用单独的框架固定，提升保护性能，电路板之间采用导热胶和导热垫填充，有效降低大功率快充时的温升，总体来说用料和设计都很不错，是高性能移动电源的理想选择。USB PD3.1作为最新的大功率充电器标准，带来了全新的快充体验，为笔记本等大功率设备场合，带来了更通用，更兼容的解决方案。可以使用一个充电器满足多种不同设备的供电需求，无需生产专用的充电器，降低碳排放，减少包装等垃圾的产生。
本次汇总可以发现配件爆发主要集中在充电器方面，目前市面上的140W充电器有单口和多口丰富设计，例如安克的单口充电器，体积相对苹果140W有大幅缩减，配合折叠插脚便于携带。摩米士、闪极和绿联等品牌的产品为多口设计，能够满足单口140W输出或两台65W的笔记本电脑同时充电，满足出行差旅多设备充电需求。充电器无一例外均采用了氮化镓器件取代传统硅器件，并且使用HFB以及LLC高效电源架构，满足大功率小体积要求下，对充电器效率的追求。通过新型架构和第三代半导体，缩小充电器体积，提升转换效率。
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