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关于c3xr保险丝盒线路图我想说如何快速开发iPhone12迷你快充?8款20W电源方案推荐

苹果公司10月14日最新发布的iphone 12系列全面废除标准充电器,同时提供USB-C to Lightning快速充电线。

不仅如此,目前苹果官网在售的iPhone 11、iPhone XR、iPhone SE等机型也都全部取消了标配充电器。

苹果的这一举措将在一定程度上解决用户原装充电配件闲置的问题。更重要的是,iPhone新机不送充电器以及USB-C to Lightning快充线成为标配,将对培养普通用户的快充习惯有着积极的作用。

据充电头网统计,目前苹果已有14款支持USB PD快充的手机,其中官网在售的7款机型均已不再赠送充电器,用户要么沿用老款机型的充电器,要么另外下单购买。

可以预见,随着各款iPhone不再标配充电器,整个消费类电源市场将对20W PD快充的需求变得异常旺盛。同时,面对苹果官网售价高达149元的20W PD快充而言,第三方20W PD快充配件或将成为大部分用户的选择,而由此产生的巨大市场缺口,则有望引发第三方20W PD快充销量爆单。

如何才能在20W PD快充爆发之际抓住市场机遇、抢占先机?如何才能快速的开发出高性能的20W PD快充方案?相信这是很多快充厂商正在考虑的问题。

据充电头网了解,在iPhone 12发布之前,已有多家芯片厂商闻风而动,提前准备了多款20W PD快充方案。并且朝着越来越高集成度,越来越小体积的方向发展。

例如倍思近期推出的20W超级硅快充,其内部就采用了业界领先集成电路,将传统充电器中所要采用的4-6颗常用芯片,集成到了两颗主控芯片中,并将超级硅技术应用在20W快充当中,属于业界首创,从而实现了小巧的体积。不仅可以为最新iPhone手机提供快充,而且相比苹果原装20W,性价比超高。

这篇文章就主要挑选一些高集成20W PD快充方案套片分享给大家,帮助快充厂商加速产品落实,抢占20W PD快充市场。

APD SEMI矽力科技

1、APD SEMI矽力科技20W PD快充方案

为了迎接iPhone 12新机发布带来的市场增长,矽力科技携手伊凡微电子一口气推出了19款20W PD快充方案,同时还可提供从PCBA方案到外壳的一整套服务,大大简化了快充电源厂商的新品开发流程,帮助电源厂商加速新品上市周期,抢占市场先机。

结合当前市场发展趋势,矽力科技携手伊凡微推出的这近20款快充方案中,包含了丰富的产品类型,接口可分为1A1C和单USB-C两种,插脚也有固定式和可折叠之分。值得一提的是,这批20W快充方案丰富的外观造型,可以全方位满足客户对20W PD快充的选型需求。

矽力科技20W PD快充方案采用高集成电源芯片,初级PWM控制芯片AP205B和次级同步整流控制芯片AP405B均来自矽力科技。高度集成的芯片设计让PCB变得精简,两颗芯片以及少量的外围器件就能实现20W开关电源的开发。快充协议芯片则搭配的是慧能泰HUSB339B,协会认证,性能稳定。

矽力科技20W正面一览,非常简洁。

矽力科技AP205BCP是一款内置超级硅MOS的外围简单高效的AC-DC芯片,有恒功率和恒压两种模式选择;有很好的EMC特性,高压和低压的OCP一致性非常好,具备完整的保护功能;拥有50mW以内的超低待机功耗,可轻松通过欧洲VI级能效。

矽力科技AP405B是一款内置MOS外围简单高效的SR同步整流芯片,支持三种模式工作CCM/DCM/QR,无需辅助绕组,芯片高压自供电技术,使得AP405B完美支持输出电压低到3V,内置mos的驱动电压始终维持在9V,确保高效率工作,外围最简单,可以正端接法或负端接法,外围仅需一个0.22μF电容,拥有完整的保护功能。

ChargerLAB POWER-Z KT002检测显示,矽力科技携手伊凡微推出的20W PD快充方案均支持USB PD3.0快充协议,并支持5V/3A、9V、12V三档输出,最大功率为20W。

除了USB PD3.0快充协议外,还可兼容A、Samsung5V/2A、QC2.0、QC3.0、DCP、AFC、FCP等协议。

DONGKE东科半导体

1、DONGKE东科半导体20W PD快充方案

面对即将成为兴起的20W PD快充市场,东科半导体推出了一套高集成20W PD快充方案,不仅只用两颗芯片就能实现了AC-DC电源转换,而且芯片外围的电路都精简到了极致,是业内为数不多的极简20W PD快充方案。

通过对观察发现,东科20W PD快充的初级主控芯片采用的是东科DK224M,次级同步整流芯片采用的是东科DK5V100R15S。整块PCB板上的元器件非常少,高压侧主控芯片外围仅有8颗贴片的阻容元器件,次级同步整流芯片外围仅有9颗贴片阻容元器件。整个20W PD快充方案的AC-DC电源部分用到的贴片元器件不足20颗,极大地为快充电源厂商降低了系统成本。

东科DK224M是一款符合6级能效标准的次级反馈、反激式AC-DC高性能准谐振开关电源控制芯片,内部集成650V高压开关功率管。芯片内还包含有准谐振检测、SLEEP 超低待机、自供电等电路,并具有输出短路、次级开路、过温、光耦失效、输出过压等保护功能。芯片采用高集成度的CMOS电路设计,具有外围元件极少,变压器设计简单(隔离输出电路的变压器只需要两个绕组)等特点。

东科DK5V100R15S是一款简单高效率的同步整流芯片,只有A、K两个引脚,分别对应肖特基二极管PN管脚。芯片内部集成了100V功率NMOS管, 可以大幅降低二极管导通损耗,提高整机效率,取代或替换目前市场上等规的肖特基整流二极管。DK5V100R15S采用SM-7封装(兼容TO-277封装)。

使用ChargerLAB POWER-Z KM001C检测该方案的输出PDO,显示支持5V/3A、9V、12V三组固定电压输出,以及3.3-5.9V/3A、3.3-11V/1A两组PPS电压输出。

除了USB PD快充协议之外,该方案还支持BC1.2、A、AFC、FCP、QC3.0等快充协议。

MIX-DESIGN美思迪赛半导体

1、MIX-DESIGN美思迪赛20W PD快充方案

业内知名电源芯片设计公司美思迪赛推出了一套极简的20W PD快充参考设计,内置了全套美思迪赛电源芯片及快充协议芯片MX6590和MX5480,方案体积十分小巧,工程机外壳尺寸仅为27×27×30mm,与苹果5W充电器体积对比,尺寸几乎没有差别,可谓是iPhone新机的绝配。

美思迪赛20W PD快充方案单块PCB板尺寸与1元硬币相当。

值得一提的是,这是首个基于全套本土电源芯片开发的高密度20W PD快充方案,竞争力优势明显。同时,这套电源方案的问世,也对小功率PD快充产品往更高功率密度的方向发展起到重要的推动作用。

初级PWM芯片MX6590将700V高压功率MOS集成在一个SOP-7的封装内,微小的SOP-7的内置功率器件和PWM控制器,在无需任何散热片的情况下及宽电压条件下输出20W的额定功率。其功率密度有点不可思议,同时也是目前看到的输出功率最大的SOP-7芯片,这个算是黑科技了。

美思迪赛半导体MX5480是业界首颗集成同步整流控制器、同步整流MOS管、多协议处理三大功能的次级芯片,实现了最精简的外围电路,这颗芯片以前的文章有介绍过,它一样继承了美思迪赛的产品一如既往的精简、极致,将次级一切必要的功能All in one,用外部最少的Pin脚完成极复杂的功能。

使用ChargerLAB POWER-Z KT002检测美思迪赛20W PD快充的输出协议,显示支持A、Samsung5V/2A、QC3.0、QC2.0、DCP、AFC、FCP等协议,而且竟然还支持MTK PE2.0+协议。

PDO报文显示支持USB PD3.0 PPS快充协议,并有5V/3A、9V、12V三组固定电压档位以及3.3-5.9V/3A、3.3-11V/2A两组PPS电压档位。

2、美思迪赛20W超级硅PD快充方案

美思迪赛20W超级硅PD快充方案是一套量产版方案,目前已经协助倍思开发出了全球首款20W超级硅PD快充充电器。该方案秉承了美思迪赛方案高度集成的特点,初级侧和次级侧均只用了一颗芯片,外围器件十分精简。

主控芯片美思迪赛半导体MX6911是一款高性能开关电源控制器,专为高度集成的快充适配器设计,为高效率,低待机功耗而优化。其内置超级硅功率开关器件和数模电源控制单元及Smart-Feedback模块,该IC引脚设计为了保证高低压引脚的绝缘距离,采用了高低压脚分离设计,把中间两个引脚空起来增加安全性。

美思迪赛半导体MX5480是业界首颗集成同步整流控制器、同步整流MOS管、多协议处理三大功能的次级芯片。MX5480支持USB PD快充A+C解决方案,支持QC、PD和其它多个私有快充协议。该芯片将次级一切必要的功能All in one,用外部最少的Pin脚完成极复杂的功能。

使用ChargerLAB POWER-Z KT002检测USB-C口的输出协议,显示支持Apple 2.4A、Samsung 5V/2A和DCP协议,以及QC2.0、AFC、FCP、PD3.0和PPS快充协议。

除此之外,PDO报文显示USB-C口具备5V3A、9V2.22A、12V1.67A、15V1.33A、20V1A五组固定电压档位,以及3.3-5.9V/3A和3.3-11V两组PPS电压档位。

Power Integrations

1、PI 20W PD快充方案INN3265C

作为苹果20W PD快充电源芯片供应商,PI在快充电源领域有着丰富的经验。除了苹果深度定制的20W PD快充方案之外,PI也推出了其他系列的20W PD快充芯片,并且通过后期的设计,可以让充电器实现更高的集成度。

目前PI的INN3265C已被Anker nano 20W PD快充充电器采用,内置了初级PWM控制器,开关管以及次级同步整流控制器,集成度高,支持宽电压输入,22W输出功率。搭配赛普拉斯CYPD3175协议芯片可以实现5V3A和9V2.22A输出,并支持Apple 2.4A、Samsung 5V/2A和DCP协议,以及QC2.0、QC3.0、PD3.0快充协议。

2、PI 20W PD快充方案SC1548C

小小黑20W PD快充采用PI SC1548C芯片搭配慧能泰HUSB339B协议芯片,同样实现了高密度的设计,并已经实现了量产出货。

PI SC1548C内置反激式控制器、初级开关管,以及次级侧检测和同步整流控制器,此外还带有HIPOT隔离保护的集成反馈链路,集成度非常高。使用时无需搭配光耦,内建多重保护功能,用于适配器时,最大功率为20W。

使用ChargerLAB POWER-Z KT002检测USB-C口的输出协议,显示支持Apple 2.4A、Samsung 5V/2A和DCP协议。

除此之外,其PDO报文显示USB-C口还支持USB PD3.0快充标准,具备5V3A和9V2.22A两组固定电压档位。

Reactor-Micro亚成微

1、Reactor-Micro亚成微20W PD快充方案

针对iPhone 12系列,亚成微电子近期推出了一套全新的20W PD快充方案,并通过高度集成的芯片设计以及巧妙的结构组合,实现了精简的外围电路和紧凑的PCB布局,帮助快充电源厂商加速20W PD快充量产并节省物料成本。

亚成微20W PD快充方案正面采用了三块PCB板组成,主PCB板上设置了变压器、电容、电感等器件;输入端使用小块PCB板设置保险丝和整流桥,输出端同样采用小块PCB板用作协议识别和输出控制,多块PCB板的组合结构,充分利用了充电器的内部空间。

该款方案的PCB板背面的元器件布局十分精简,这也得益于初级侧和次级侧均采用了亚成微旗下的内置MOS高集成芯片RM6717S和RM3414SH,外围电路简单,USB PD协议控制器则来自凌拓微科技,同样是高集成设计。

初级PWM主控芯片型号为RM6717S,这是一种双绕组离线式开关电源管理芯片,内置高压MOSFET及电流模式PWM+PFM控制器,满足六级能效标准。

同时,亚成微RM6717S内置高压启动电阻,采用VCC自供电技术,无需外部辅助绕组,节约设计成本。该芯片内置多种工作模式,在轻载情况下,芯片进入Burst mode模式,消除变压器的音频噪音,提高转换效率;在待机模式下,电路进入打嗝模式,有效降低电路的待机功耗。内部集成斜坡补偿模块,有利于 CCM 模式下系统闭环反馈回路的稳定性,减小了输出纹波电压。

此外,亚成微RM6717S内部集成多种异常状态保护功能。在电路发生异常时,芯片进入保护状态并自动重启检测,异常解除,恢复正常输出。

次级同步整流芯片RM3414SH通过驱动内部MOSFET,效率较传统的二极管整流器有显著提高。当RM3414SH感应到内部MOSFET的VDS小于-300mV时,它打开内部MOSFET,一旦VSWS大于-7mV,RM3414SH关闭内部MOSFET,可支持DCM、CrCM、CCM和准谐振等多种工作模式。

亚成微20W PD快充方案与1元硬币对比,很是小巧。

将亚成微20W PD快充方案接上电源测试,ChargerLAB POWER-Z KT002显示支持USB PD3.0 PPS快充协议,并具备5V 3A、9V 2.25A、12V 1.75A、3.3-5.9V 3A、3.3-11V 1.8A。

除了USB PD3.0 PPS快充协议之外,这套方案还支持Apple 2.4A、Samsung5V2A、DCP等协议。使用这套方案给iPhone 11 Pro Max充电,测得电压9V,电流2.2A,充电功率约19.8W,进入USB PD快充。

Si-Power硅动力

1、Si-Power硅动力20W PD快充方案

针对日益增长的20W PD快充市场需求,硅动力提前进行的产品布局,并充分发挥自身优势,推出了一套20W PD快充方案套片。该套快充方案基于初级芯片SP6649DF和次级芯片SP6516F开发,两颗芯片均匀为内置MOS设计,从而实现了精简的外围电路。

硅动力SP6649DF是一颗电流模式PWM控制芯片,内置650V高压功率 MOSFET,芯片可以工作在绿色模式,以此来减小轻载时的损耗, 提高整机的工作效率。

SP6649DF在启动和工作时只需要很小的电流,可以在启动电路中使用一个很大的电阻,以此来进一步减小待机时的功耗。SP6649DF内置多种保护,包括逐周期限流保护(OCP)、过载保护(OLP)、过压保护(VDD OVP)、VDD过压箝位,欠压保护(UVLO),过温保护(OTP)等,通过内部 的图腾柱驱动结构可以更好的改善系统的 EMI 特性和开关的软启动控制。

硅动力SP6516F次级同步整流芯片内置耐压60V的NMOSFET同步整流开关,且具有极低的内阻,典型RdsON低至11mΩ,可提供系统高达3A的应用输出,工作电压范围宽,支持多种工作模式,应用方便。

硅动力20W PD快充方案正面的电路布局同样是很精简的设计,这可以帮助客户降低生产成本,加速产品上市。

充电头网总结

苹果官网在售手机全部取消标配充电器并标配一条USB-C to Lighting快充线,这标志着iPhone正式告别沿用了多年的5W充电器,20W PD快充由此成为手机主力充电器。苹果的这一革命性举措,将给第三方PD快充配件厂商带来极大利好,尤其是第三方20W PD快充市场,将迎来前所未有的爆发期。

20W PD快充市场方兴未艾,充电头网了解到,目前仅有Anker、Aukey、Baseus等少数品牌上架了20W PD快充,其他大部分20W PD快充产业链仍处于起步阶段。随着iPhone手机的上市以及在上亿销量的刺激下,市场对20W PD快充的需求量将会逐步提升,前景异常可观。

无论是品牌商还是快充电源厂商,目前切入20W PD快充产品线最快速的方法就是找到一套合适的快充套片方案,而上文中提到的6套20W PD快充套片方案均由业内各家知名电源芯片原厂工程师操刀设计,并且初级、次级控制芯片均为自家产品,可通过调试发挥芯片的最优性能。相比快充厂商单独开模设计方案更加省时、省事、省心,有助于加速20W PD快充成品的量产,抢占市场。

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