PD充電是什么？電腦充電器能給手機(jī)充電嗎？

快充 VS 普充

普通充電

對(duì)于 USB Type-A Standard 轉(zhuǎn) USB Type-B Micro 接口的連接線給手機(jī)充電。

充電頭端的 USB Type-A Receptacle 作為供電端，在沒有充電協(xié)議的加持下，

最大只能對(duì)外提供 5V@900mA （USB3.0 是 900mA，USB2.0 是 500mA）的充電功率。這是 USB Type-A 接口的硬件設(shè)計(jì)規(guī)范。

對(duì)于 USB Type-A Plug 轉(zhuǎn) USB Type-C Plug 的連接線給手機(jī)充電。

在沒有充電協(xié)議的加持下，Type-C 接口規(guī)定，Power Source 端供電能力取決于cc上的 Rp 電阻。Power Sink 端 cc 下拉 Rd=5.1K，根據(jù) cc 分壓即可確定 Power Source 端的供電能力。

由于轉(zhuǎn)接線和充電頭可能不是配套的。如果充電頭端的 USB Type-A Receptacle 只能提供5V@900mA，那么即使轉(zhuǎn)接線 Type-C Plug 端 Rp聲明為 5V@3A，也沒法給手機(jī)提供5V@3A 的充電功率，還有可能損壞充電頭。

顯然，在沒有充電協(xié)議加持的情況下，Type-C 轉(zhuǎn)接線最大可以支持 5V3A 的充電功率，Type-B Micro 轉(zhuǎn)接線最大可以支持 5V@900mA 的充電功率，這都是單純的硬件設(shè)計(jì)規(guī)范。

快速充電

實(shí)際上，不管是 Type-C 接口，還是 Micro USB 接口，都出現(xiàn)過(guò)超過(guò)硬件接口設(shè)計(jì)規(guī)范的充電功率產(chǎn)品。這些都是快充協(xié)議的功勞，而且大都是利用轉(zhuǎn)接線中的 USB2.0 D+/- 兩個(gè)線完成通訊（注意這里的通信不是 USB通信，只是利用 D+/- 兩根線，設(shè)計(jì)的通訊協(xié)議而已。詳細(xì)協(xié)議此文不做介紹）。

手機(jī)市場(chǎng)巨大，各家雖然都采用同樣的充電接口，但是基本都設(shè)計(jì)了自家的私有快充協(xié)議。

關(guān)于手機(jī)的快充，有三點(diǎn)是關(guān)鍵。充電頭、充電線、充電設(shè)備。

以華為 Mate40 手機(jī)為例，支持最新的 FCP 快充協(xié)議，在使用原裝充電器和充電線的情況下，最大支持66W（11V@6A）充電。

連接充電后，首先充電頭端會(huì)發(fā)起 FCP 快充識(shí)別協(xié)議，同時(shí)充電線的接頭里面也設(shè)計(jì)有識(shí)別 IC。當(dāng)充電頭通過(guò) FCP 協(xié)議正確識(shí)別了手機(jī)和充電線后，手機(jī)充電才會(huì)進(jìn)入超級(jí)快充。為了實(shí)現(xiàn) 66W 超級(jí)快充，充電線材需要承受 6A 的大電流，因此必須設(shè)計(jì)一個(gè)識(shí)別 IC，防止使用普通線材發(fā)熱起火（充電線接口也設(shè)計(jì)為橘黃色和普通線材做出區(qū)分）。

當(dāng)使用的充電頭，或者充電線不是原裝的，都只能實(shí)現(xiàn)普通充電模式。Mate40 同時(shí)支持 PD快充，顯示為快速充電。原裝充電器加充電線才會(huì)顯示為超級(jí)快充。
PD 快充

PD 全稱 Power Delivery，是 USB-IF 協(xié)會(huì)設(shè)計(jì)并推廣的一種快充協(xié)議。以統(tǒng)一移動(dòng)電子設(shè)備快充協(xié)議混亂的局面。最新的 PD3.1 協(xié)議可以最大支持 240W的充電功率，幾乎涵蓋了所有的移動(dòng)電子設(shè)備。

支持 PD 快充，必須采用 USB-C to USB-C 的連接線，因?yàn)?PD 快充是基于 PD 協(xié)議實(shí)現(xiàn)的。PD 協(xié)議是在 Configuration Channel 上實(shí)現(xiàn)的，即下圖中的 A5 或者 B5。USB Type-A 轉(zhuǎn) USB Type-C 充電線中是沒有 cc 通訊的。

如下圖，當(dāng)充電設(shè)備通過(guò) USB-C to USB-C 的充電線連接后，雙方的 cc 都會(huì)連接。經(jīng)過(guò) Power Negotiate 后，會(huì)實(shí)現(xiàn) PD 快充。

PD 在 Power Negotiate 上比較簡(jiǎn)單。如下圖，

1. Power Source 端發(fā)送 Source Capability（包含1-4組 Power Level）
2. Power Sink 根據(jù)自身需求請(qǐng)求一組合適的 Power Level
3. Power Source 安裝 Power Sink 請(qǐng)求提升電壓，設(shè)置限流閾值即可

抓取 PD 通信波形，以及 Vbus 變化情況，如下圖。

當(dāng)然，PD 協(xié)議不僅僅會(huì)完成 Power Negotiate，還會(huì)繼續(xù)完成 AltMode 配置，為 DP、TBT、USB4、PCIe 等高速協(xié)議的鏈接做準(zhǔn)備。

筆記本的充電需求一般在 45W-90W，因此Type-C 接口就是第一選擇，同時(shí)支持 PD 快充協(xié)議。一個(gè) USB-C 口就可以實(shí)現(xiàn) USB+DP+PD 所有功能。
筆記本電腦的 Type-C 充電器雖然最高會(huì)支持到 100W，但是根據(jù) PD 充電協(xié)議的規(guī)則，也是可以給手機(jī)充電的。

手機(jī)作為 Power SInk 請(qǐng)求合適自己的 Power Level 即可。

多協(xié)議兼容

私有協(xié)議各有優(yōu)勢(shì)，但是互不兼容。當(dāng) Power Source 端和 Power Sink 端的快充協(xié)議不一致，那么就猶如 “雞同鴨講”，無(wú)法實(shí)現(xiàn)快充了。
事實(shí)上，私有快充協(xié)議不兼容問(wèn)題已經(jīng)有工程師提出了解決方案，那就是多協(xié)議解碼器。通信協(xié)議實(shí)質(zhì)上就是一定規(guī)則的電平變化，那么使用軟件配合 MCU 必然可以實(shí)現(xiàn)多協(xié)議兼容。如果 Power Source 端或者 Power Sink 端采用了多協(xié)議解碼器，就如同一個(gè)人學(xué)習(xí)了多門 “方言”，不管是粵語(yǔ)還是藏語(yǔ)，協(xié)議解碼器都能 “說(shuō)” 或者 “聽”。

芯?？萍?/u>就針對(duì)多協(xié)議充電推出完整的解決方案。

CS32G020 系列是芯?？萍纪瞥龅闹С?USB Type-C 和 PD3.0 協(xié)議的

USB Type-C 控制器，可應(yīng)用于PC 電源適配器、手機(jī)充電器、移動(dòng)電源、車充、 HUB 等領(lǐng)域。CS32G020 內(nèi)嵌 ARM? Cortex?-M0 內(nèi)核，主頻最高 48MHz， 可以支持很廣范圍的工業(yè)控制應(yīng)用和需要高性能 CPU 的場(chǎng)合。內(nèi)置 64K 字節(jié)程序flash，數(shù)據(jù) flash 大小可配置(與程序 flash 共享) ,4K 字節(jié) LDROM， 8K 字節(jié) SRAM。CS32G020 封裝包括 QFN24 和 QFN32。

CS32G020支持 PD、QC4.0、SCP、FCP、AFC 等快充協(xié)議。

采用 CS32G020 設(shè)計(jì)的充電寶，使用 ChargerLAB POWER-Z KT001 檢測(cè)充電寶的 USB-C口，發(fā)現(xiàn)支持 Apple-2.4A、BC1.2、QC2.0/3.0，HUAWEI-FCP、HUAWEI-SCP 等多個(gè)快充協(xié)議。