大功率PD3.1 140W智融SW3566双USB-C快充方案解析
前言
随着苹果推出M2处理器的MacBook Pro笔记本电脑以来，拓展了PD3.1 140W快充的使用范围。与此同时，更多支持PD3.1大功率的充电器和充电宝也陆续推出，满足不断扩展的市场需求，共同组建大功率快充生态。
智融科技推出了一款全新的双口PD快充降压控制器SW3566，这款降压控制器支持28V输出电压，满足140W PD3.1快充应用。并且支持C+C/C+A/A+A双口快充应用，内置双口控制逻辑。芯片内置M0内核CPU，可以满足多种快充协议定制需求。
充电头网已经拿到了智融这款SW3566的双口参考设计，这款参考设计为USB-C+USB-A接口配置，固定电压输入，降压输出，适合LLC架构多口及单口快充应用。芯片集成度高，外围元件精简，能够满足苹果新款笔记本的快充需求。
智融SW3566降压控制器参考设计外观
SW3566参考设计采用单面PCB设计，左侧焊接红黑导线用于电源输入，依次焊接输入滤波电容，降压MOS管，降压电感和输出滤波电容，下方焊接SW3556降压芯片。在右侧焊接两个USB-C和USB-A接口，接口内侧为两路电流取样电阻和输出VBUS开关管。
PCBA模块背面印刷智融LOGO和产品型号SW3566。
使用游标卡尺测得PCBA模块长度约为55.84mm。
PCBA模块宽度约为42.87mm。
PCBA模块最厚处厚度约为13.19mm。
整体重量约为18g。
智融SW3566降压控制器参考设计解析
板子输出端设有两个USB-C接口。
两侧各有一个USB-A接口，支持C+C，C+A，和A+A输出配置。
这款参考设计的核心芯片是智融SW3566降压控制器，这颗芯片是一款高集成度的多快充协议双口充电SOC芯片，支持USB-C和USB-A接口充电，并支持双口独立限流。芯片内部集成了高效率同步降压转换器，支持20V7A和28V5A输出，支持PD3.1/QC/SCP/UFCS等快充协议，支持快充协议定制，最大支持140W输出功率。
SW3566集成了CC/CV模式，双口管理逻辑和母线电压检测，搭配对应的降压开关管和VBUS开关管即可实现双口降压输出。芯片内置的降压转换器工作频率为180KHz，支持PWM和PFM工作模式。输出电流，线损补偿等保护阈值均可通过I2C接口进行设定，内置的ADC可实现输入输出电压，输出电流，芯片温度等9个通道的数据采样，支持外接MCU进行参数显示。
SW3566支持36V输入电压，最高输出电流7A，芯片内置软启动，输入过压/欠压保护，输出过压/欠压保护，输出过流/短路保护，DP/DM/CC过压保护，芯片过热保护和外接NTC热敏电阻保护，以及限功率保护。芯片采用QFN4*4-32封装。
智融 SW3566 详细资料。
输入端滤波固态电容规格为100μF 35V。
降压上管来自禾纳半导体，型号AER4061，采用PDFN3030封装。
另一颗降压下管同样是禾纳半导体AER4061系列，是一颗耐压40V，导阻6.8mΩ的NMOS，采用PDFN3030封装。
降压电感采用磁环绕制。
输出滤波固态电容规格为220μF 35V。
用于两路输出的VBUS开关管型号为AER4061，在上方焊接两颗3mΩ取样电阻用于输出电流检测。
USB-C母座为黑色胶芯，过孔焊接固定。
USB-A母座前端带有辅助触点。
智融SW3566降压控制器参考设计测试
接口兼容性
智融SW3566支持C+C / A+C / A+A任意端口配置，我们拿到的参考设计为A+C配置，因此下面测试协议/PDO、单口充电功率表现时，只测试了配置对应的端口。
使用ChargerLAB POWER-Z KM002C测得USB-C口支持UFCS、FCP、SCP、AFC、QC3+/5、SFCP、VOOC、SVOOC、MTK、PD3.1、PPS、Apple 2.4A、DCP充电协议。
并且具备5V3A、9V3A、12V3A、15V3A、20V5A、28V5A六组固定电压档位，以及3.3-21V5A PPS电压档位和PD3.1快充标准下的AVS 15-28V 140W电压档位。
测得USB-A口支持UFCS、FCP、SCP、AFC、QC3+、SFCP、VOOC、SVOOC、MTK、Apple 2.4A、DCP充电协议。
实际充电功率表现
给苹果MacBook Pro 2021充电，测得充电功率为27.72V 4.95A 137.32W，开启28V5A PD3.1快充。
给苹果MacBook Pro M2 2022充电，测得功率为20.14V 2.84A 57.26W。
给联想小新Air 14充电，测得充电功率为20.13V 2.9A 58.3W。
给苹果第四代 11 英寸 iPad Pro充电，测得充电功率为15.16V 1.98A 30W。
充第十代 iPad，测得充电功率为15.17V 1.75A 26.54W。
充三星Tab S8，测得充电功率为9.23V 3.83A 35.34W。
给苹果iPhone 14 Pro Max充电，测得充电功率为9.3V 2.73A 25.39W。
给三星S22+充电，测得充电功率为38.06W。
给华为P40 Pro充电，测得充电功率为20.39W。
给小米11 Pro充电，测得充电功率为26.44W。
给黑鲨5 Pro充电，测得功率为85.42W。
给OPPO Find X5 Pro充电，测得充电功率为9.17V 1.9A 17.42W。
充iQOO 10 Pro，功率为22.65W。
充iQOO Neo7的功率为17.87W。
给真我GT Neo3充电，测得充电功率为16.52W。
给努比亚Z30 Pro充电，测得充电功率达92.31W。
给魅族18 Pro充电，测得功率为29.43W。
充魅族17 Pro，测得充电功率为19.47W。
给安克140W快充移动电源充电，测得充电功率为27.39V 4.46A 122.14W。
给绿联145W充电宝充电，测得充电功率为67.6W。
给iWALK F100W超快充移动电源充电，测得充电功率为95W。
效率表现
如上表所示，智融详细测试记录了该DEMO在固定30V输入电压情况下，5V、9V、12V、15V、20V和28W电压档位下电流逐渐提升后的效率。
在5V输出情况下，电流从0.5A提升至3A，效率相应由82.86%提升至93.88%；而在28V输出情况下，电流从0.5A提升至5A，效率相应由97.31%提升至98.77%。
智融SW3566多口快充方案效率曲线图
而从效率曲线图来看更加直观，随着输出电流增大，各档位下的输出效率提升，整体效率表现很好。
小结：从实际充电测试结果来看，智融SW3566兼容性以及效率表现非常好，适用于各种快充应用设计，满足主流大品牌笔电、平板、手机等设备快充需求。
充电头网拆解总结
目前，USB-C接口生态已经得到广泛应用，在手机，笔记本电脑上得到普及应用，并且在其他家用电器和电动工具上得到应用。USB-C接口以其绝佳的兼容性，成为主流的数据以及充电接口，伴随着传输功率的提升，未来也将在更多的场合得到广泛应用。
智融最新推出的SW3566，通过将同步降压控制器和PD协议芯片集成在一颗芯片内部，大大简化了多口降压快充应用，相比传统的降压与协议芯片方案，减少了一颗芯片的使用。同时内置I2C接口，支持输出参数采集，可供屏幕显示，了解设备充电状态，内置功率控制功能，满足大功率多口充电器应用。
此外，这颗芯片还内置M0内核的CPU，能够满足快充协议的定制需求，满足私有快充协议应用，无需外置MCU进行协议支持。SW3566支持140W的输出功率，以及简化的电路设计，非常适合USB PD3.1的快充应用，带来更简单易用的解决方案。
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