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隨著USB Type-C接口的應用越來越普及，USB PD電源的需求也不斷增長，PD 電源控制晶片供應商之間的競爭也越來越激烈。在國產半導體崛起的大背景下，有一家晶片設計公司，作為USB PD 領域的一匹黑馬，從一個無名的半導體品牌到千萬級晶片出貨量供應商，僅用不到2年時間，它就是慧能泰半導體（Hynetek Semiconductor）。 慧能泰走自主創新路線，迄今為止有用二十多個專利獲得正式授權，其中包括六個中國、美國發明專利授權。與此同時，慧能泰堅持高品質路線，在產品定義、開發設計和測試老化方面按照工業級的高標準來進行，品質控制走在國產半導體的前列。慧能泰PD產品支持18W到150W的功率範圍，也支持雙口和多口的智能分配功率應用，是PD電源市場極具競爭力的選擇。本文介紹慧能泰在多口USB PD的各類方案，供廣大攻城獅參考。 一、慧能泰1C1A方案 目前市場最受歡迎的多口充電器主要是1C1A雙口充電器，即行業內常說的A+C雙口充電器。慧能泰提供多種不同智能功能分配方案供大家參考。 方案一：如圖1所示，該方案最大優勢是A口和C口在任何使用場景均支持快充，這是眾多消費者都希望的。但從技術及成本考慮，它具有一些劣勢，比如BUCK-BOOST成本高，EMI比較難處理，以及A口工作在18W QC模式下而此時C口同時輸出5V3A時，對AC-DC輸出端同步整流電路帶載能力是不小挑戰。 ...表1：1C1A A口支持QC快充方案運用功率分配示例 ...圖1：1C1A方案一原理框圖 ...圖2：採用1C1A方案一的SlimQ 65W GaN 1C1A 雙口PD旅充 方案二：如圖3所示，A口是固定5V2.4A輸出，由於C口母線電壓在5.2V-20V範圍內變動，所以A口僅需要一個100% Duty的BUCK 即可穩定輸出5.1V。該方案成本低，電路簡單，唯一缺點是A口不支持快充。 ...表2：1C1A A口5V2.4A方案常見運用功率分配示例 ...圖3：1C1A方案二原理框圖 ...圖4：採用1C1A方案二的圖拉斯/南孚雙口PD旅充 方案三：如圖5所示，該方案是慧能泰目前主推的1C1A方案，它的優勢是A口不採用價格高，線路複雜，EMI難整的BUCK-BOOST，而是採用價格低廉，線路簡單的BUCK就可以實現A單獨使用時支持QC等快充功能。雙口使用時C口依然支持PD快充，但A口會變為5V2.4A模式。 ...表3：1C1A A口單獨使用QC快充，同時使用時A口5V2.4A方案運用功率分配示例 ... 圖5：1C1A方案三原理框圖 綜上所述， 1C1A雙口三種方案各有優劣，唯一不變的是慧能泰提供的非常實用，智能功率分配功能。即在A口閒置不用時，C口將提供最大設計功率輸出給終端設備充電，若檢測到A口插入終端設備,立刻將C口功率分出一部分給A口使用。而C口僅降低輸出電流，依然保持PD高壓快充功能。這與市面眾多雙插退5V方案相比，可以給用戶完全不一樣的體驗。 二、慧能泰2C方案 目前常見雙C方案分為雙C盲插和大小C兩類，而常見大小C的實現方式又有兩種。 方案一：雙C盲插，如圖6所示，雙C盲插的優勢是任意某口單獨使用均為最大功率輸出，同時使用均分功率輸出，消費者不需要花時間去識別C口功率大小。典型運用案例如表4所示。 ...表4：雙C盲插方案運用功率分配示例 ...圖6：雙C盲插方案原理框圖 方案二：大小雙C方案一，如圖7所示，出於成本、外形尺寸及效率等綜合考量，大功率C1口將作主迴路直接去控制AC-DC，中間無DC-DC轉換，以達到最高效率目的；而小功率C2口可以通過BUCK-BOOST 配合慧能泰專門為18W定製的低成本方案HUSB338A來實現。該方案同樣支持智能功率分配來達到最大功率有效利用。典型運用案例如表5所示。 ...表5：大小雙C方案運用功率分配示例 ...圖7：大小雙C方案一原理框圖 ...圖8：Belkin 68W GaN雙口 PD旅充（採用大小雙C方案一） 方案三：大小雙C方案二，如圖9所示，對於某些項目對產品尺寸及效率沒有較高要求，也不願意去採用BUCK-BOOST的工程師來說,可以採用AC-DC輸出母線電壓，後級每個C口均採用BUCK來實現PD快充。該方案調試相對簡單，特別C1口工作在5V時AC-DC同步整流電路電流不會太大，這樣相關器件選型、散熱及變壓器設計相對容易。 ...圖9：大小雙C方案二原理框圖 三、慧能泰1C2A方案 在USB-A到USB-C過渡階段，A+C多口運用及要求可謂五花八門，如圖10和圖12所示，它是1C2A的快充方案，該方案最大優勢是任何一個USB口在單獨使用時均支持快充功能，任何A口與C口組合使用時支持功率分配.一個典型運用案例如表6所示。 ...表6：1C2A方案運用功率分配示例 ...圖10：1C2A方案一原理框圖 ...圖11：1C2A產品外觀 ...圖12：1C2A方案二原理框圖 四、慧能泰2C1A 方案 上面我們有介紹雙C的方案，目前過渡階段為了滿足市場對A口的現實需求，往往在產品開發時還是會考慮增加1個A口，如圖13所示，該方案是在AC-DC輸出一母線電壓後每個USB口通過BUCK轉換來實現。採用慧能泰C口協議HUSB350可以靈活實現多口任意組合智能功率分配.典型運用如表7所示。 ...表7：2C1A方案運用功率分配示例 ...圖13：2C1A方案原理框圖 ...圖14：1C2A產品外觀(圖片來自網絡) 五、慧能泰2C2A方案 對於更多USB口運用，如2C2A，我們提供如圖15和圖16兩個方案供您設計參考。當然這種多口運用有非常多的實現方法及組合運用，有興趣工程師歡迎與我們交流。 2C2A方案一，如圖15所示，2C功率可以任意定義，比如雙C盲插和大小功率任意雙C均可。A口任何場景使用時均可支持快充功能。典型運用可參考表7所示。 ...表7：2C2A方案一之87W功率分配示例 ...圖15：2C2A方案一原理框圖 2C2A方案二：如圖16所示，處於成本或尺寸考慮，C2口固定18W PD，當C2和A口使用時來降低C1輸出功率,到達輸出功率最大利用。A口部分，可以採用雙A協議實現任意A口單獨使用支持QC3.0，同時使用共享5V3A。典型運用可參考表8所示。 ...表8：2C2A方案二之65W功率分配示例 ...圖16：2C2A方案二原理框圖 ...圖17：2C2A產品外觀
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每日頭條 https://kknews.cc/digital/g4o5b8e.html
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