【原创】为何iPhone 8用了它家的快充方案?

CDM 提交于 周四, 07/06/2017
为何iPhone 8用了它家的快充方案?

作者:电子创新网 张国斌

随着苹果iPhone 8发布日益临近,各种iPhone 8揭秘也越来越接近真相,近日某媒体曝光了iPhone 8的快充技术,称巴克莱银行分析师Blayne Curtis在一份研究报告中表示iPhone 8将附带有一个10W电源适配器,它将带有USB TYPE-C连接器并集成USB TYPE-C供电芯片。据报道,这一10W电源适配器内集成的USB-C供电芯片将由赛普拉斯半导体公司供应,与新10.5英寸的iPad Pro一样,使用的都是CYPD2104芯片。为什么苹果选择了赛普拉斯半导体的TYPE-C方案?这里结合我在台北电脑展上对赛普拉斯半导体的采访做个分析。(特别声明:上面提到的iPhone 8里的USB TYPE-C方案跟这个采访无关,而且上面媒体报道说iPhone 8带的是10W的电源适配器,这似乎还不算是快充,快充至少是15W以上吧)

 

为何iPhone 8用了它家的快充方案?

 

1、USB快充要一统江湖?

最近一两年,快充技术发展非常迅速,快充之所以快,是因为充电头的输出功率大,一般我们把输出功率大于等于15W的称之为快充,理论上,快充的速度至少要比传统的10W(5V/2A)充电要快50%,而要提高输出功率,要么提升电压,要么加大电流,高通、联发科、华为、OPPO都手机公司都发展了独有的快充技术,快充功率从最初的十几瓦发展到最高48W!采用24V高压快充,充电效率大大提升,不过呢,在我们目前熟悉的USB TYPE-C方案中,本身就自带强大的快充功能!在TYPE-C PD完整版中,最高可以支持100W充电!不但能给手机快充更可以给笔记本、游戏机等中大型设备快充,所以USB联盟也在大力推广这一个充电技术。

今年二月,USB-IF发布了USB PD 3.0重要更新,旨在一统快速充电技术规范的PPS(Programmable Power Supply),实现了对高通QC4.0/3.0、联发科PE3.0/2.0、华为/OPPO等方案的收编。同时,USB PPS还和我国工信部泰尔实验室达成了共识,预计将与国标实现统一。

 

为何iPhone 8用了它家的快充方案?

 

规格方面,USB PD 3.0加入PPS(可编程)后,输出电压范围从5V扩展到3.0V~21V。同时,步进调幅电压为20mV ,让低压大电流直充方式成为可能。据悉,新版的USB PD 3.0将不允许USB接口通过非USB PD的协议来实现电压调整,消费者终于可以期待在2017年开始享受适配器大统一带来的便利。另外,谷歌在安卓7.0的OEM规范中就明确指出,快充必须基于USB PD而来,也算是倒逼PPS出台的一个因素。

你知道哪家半导体公司是第一个支持USB PD 3.0的吗?就是赛普拉斯半导体!"赛普拉斯半导体目前是TYPE-C市场龙头老大,占据35%的市场!我们一直长期开发USB产品,紧随最新的标准。"在Computex2017上,赛普拉斯半导体微控制器与连接业务事业部高级市场总监Mark Fu在接受电子创新网采访时指出。“赛普拉斯从1996年开始开发USB产品,至今有超过20年的开发经验。”

 

为何iPhone 8用了它家的快充方案?

 

这是他列举的赛普拉斯半导体USB产品开发路线和产品型号一览。赛普拉斯的USB 产品覆盖的范围很广,从手机、便携产品一直到笔记本产品。

为何iPhone 8用了它家的快充方案?

 

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2、赛普拉斯的USB-C强在哪里?

USB TYPE-C接口不仅机械设计复杂度提升,由于要向下兼容过去的版本并大幅度提升传输速率,因此,其电子设计也更趋复杂。

 

为何iPhone 8用了它家的快充方案?为何iPhone 8用了它家的快充方案?

 

Mark 表示USB TYPE-C IC设计需要很多know-how,需要注意很多细微的设计,以兼容性为例,USB-IF每个季度都要举行USB兼容性测试在这些测试中,赛普拉斯产品兼容性通过最多的。下图就是USB协会公布的认证结果,认证的时候每个厂商带着产品去做认证,并且互相插拔进行测试。每个颜色代表什么时候参加认证,数字是做过几个认证。

为何iPhone 8用了它家的快充方案?

 

除了兼容性好,赛普拉斯还提供完整的参考设计,确保客户的方案稳定性好可靠性高。
Mark 表示传统上一个完整的USB-C 电源充电器需要多颗IC,包括耐压30V的稳压器、高压PFET栅极驱动器、过压保护和过流保护电路,VBUS到配置通道(CC)的短路保护,以及静电放电保护电路等,这的 CC(Configuration Channel配置通道)是USB Type-C里新增的关键通道,它的作用有检测USB连接,检测正反插,USB设备间数据与VBUS的连接建立与管理等。此外,还需要外部低侧电流感测和电压调节才能实现可编程的VBUS控制,这些都对USB-C IC设计提出了挑战。

Mark 表示赛普拉斯推出的EZ-PD CCG3PA控制器就是一个单芯片解决方案,集成了用于恒定电压、恒定电流和 PPS 应用的误差放大器、允许 VBus 直接操作的30 V 稳压器、配置通道(CC)引脚上的 VBus 短路保护、高压功率 FET 的栅极驱动器、低边电流检测放大器、传统充电器检测协议的专用硬件以及系统级静电放电(ESD)保护,可最大限度地降低 USB-C 电源产品的物料成本。可编程的过压过流电路可保护系统不受电源过载和其他错误操作的影响。它还集成了 ARM® Cortex®- M0 和 64KB Flash,固件升级时刻进行同时读写。此外,这款产品有助于设计适用于手机和个人电脑等广泛应用的高效 USB-C 电源适配器。

 

为何iPhone 8用了它家的快充方案?

 

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他表示赛普拉斯 EZ-PD CCG3PA 控制器目前处于样片阶段,采用 24 引脚 QFN (16 mm2) 和 16 引脚 SOIC (60 mm2) 封装,将于 2017 年第三季度量产。设计工程师可以先从 CY4532 CCG3PA 评估套件入手,现已有售,价格为 149 美元。此外,赛普拉斯已为 45W 笔记本电脑电源适配器、27W 手机充电器,60W 车载充电器和移动电源提供了 CCG3PA 解决方案参考设计,这些参考设计可以帮助客户迅速产品化。

 

为何iPhone 8用了它家的快充方案?

 

 

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回到我们的主题,苹果选择赛普拉斯半导体的TYPE-C方案不是没有道理的,不过仅仅是10W能算快充吗?应该更大吧?您说呢?

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