蘋果手機站隊USB PD快充陣營，給整個行業帶來了極大利好。也正是得益於蘋果連續三代手機對USB PD快充的支持，才使得這項技術的普及速度大大加快，市場前景非常可觀。
作為一家在AC-DC電源領域深耕了17年的廠商，近日芯茂微針對USB PD快充發布了旗下首顆PD3.0認證協議芯片LP5828，併成為了業內為數不多的能夠提供USB PD快充完整解決方案的芯片公司。
目前，充電頭網已經拿到了芯茂微30W USB PD快充充電器參考設計。該套方案從初級PWM主控到次級同步整流再到協議芯片，均由芯茂微自主研發提供。下面就為大家帶來這套參考設計的詳細評測。
一、芯茂微30W USB PD快充參考設計外觀
芯茂微30W USB PD快充參考設計的尺寸與蘋果原裝18W充電器體積相當；正面主要為插件元器件，佈局有序。變壓器居中設置，輸入端設有延時保險絲、安規X電容、共模電感、浪湧抑制電阻等；初級濾波採用三顆鋁電解電容並聯，單顆容量為22μF；主控開關MOS加裝金屬散熱片輔助散熱。
次級側採用兩顆固態電容輸出濾波；USB-C接口以及協議芯片等使用一塊小尺寸的PCB板垂直焊接於主控PCB板上，提高空間利用率。
協議芯片為芯茂微最新發布的LP5828，其採用32位高速MCU內核，支持Type-C、PD3.0、PPS、QC4.0、QC3.0、QC2.0、FCP、SCP、AFC、PE+等多種快充協議，兼容性優良；並具有高集成度、高精度、外圍器件簡潔等特點。目前已經通過了USB-IF協會的PD3.0認證，TID號2156。
芯茂微LP5828採用TSSOP-16L封裝，結構簡單，腳位間距大，便於貼片生產。值得一提的是，該芯片還支持可多次擦寫和在線升級，即使已經應用在成品中，同樣支持在線協議程序設定燒錄及更新，避免配件產品上市後因電子設備程序升級而出現不兼容的情況。可應用於USB PD快充充電器、USB PD快充車充等單向快充輸出領域。
同時，芯茂微LP5828內置了Charge Pump，輸出VBUS開關可支持N-MOSFET，節省系統成本；具有恆壓（CV）、恆流（CC）環路控制功能，保證輸出電壓電流穩定；VOUT支持3V~20V電壓輸出，並自帶過壓、過流、欠壓等保護功能。
PCB板背面佈局非常精簡，這也得益於採用了芯茂微電子的全套快充解決方案。包括初級PWM控制器LP8773H和次級同步整流控制器LPSR100N。初級和次級之間有明顯的隔離，交流電源進線處與次級側之間為鏤空處理，以便加裝絕緣檔板，增強絕緣性能。
其中初級主控芯片LP8773H是芯茂微電子自研的第二代高性能準諧振PWM隔離反激控制器，內置專有的準諧振技術以及高可靠的保護功能。其“數字抗抖動”技術可以根據加載自動選擇和鎖定波谷，並實現無音頻噪聲操作。此外，“數字抖頻”功能也讓LP8773H的EMI性能比傳統的QR更優秀。
芯茂微LP8773H具有多模式控制方式。滿載時，根據輸入電壓不同，芯片工作於 CCM 模式或 QR 模式。當負載減輕，芯片進入“數字頻率監控”模式來提高功率轉換效率。當輸出功率非常小時，芯片進入突發模式，可以達到 75mW以下的待機功耗。
同時LP8773H集成多種保護功能，包括欠壓保護、VCC過壓保護、輸出過壓保護、逐週期電流限、管腳浮空保護、過載保護、輸入電壓斷電保護、軟啟動、VCC鉗位、Gate 鉗位等；並且這些保護功能都可以自適應恢復。
次級同步整流芯片LP10R100N為芯茂微電子的高性能的開關電源100V同步整流系列產品，兼容多種開關電源控制系統，支持DCM和CCM多種工作模式。
芯茂微LP10R100N採用專利的整流管開通判定技術，可以有效的避免因激磁振盪引起的驅動芯片誤開通；同時具有極快的關斷速度，可以大幅度降低在CCM工作條件下因關斷延遲造成的效率損失。
值得一提的是，LP10R100N集成VCC供電技術，在不需要輔助繞組供電的情況下，保證芯片VCC不會欠壓。
二、芯茂微30W USB PD快充參考設計測試
1、PDO報文
使用ChargerLAB POWER-Z KT001對該參考設計進行PDO檢測，顯示當前的協議版本為USB PD3.0，並支持5V/3A、9V/3V、12V/2.5A、15V/2A、20V/1.5A五組固定電壓輸出檔；同時還兼容PPS快充協議，PPS電壓檔為3.3-11V/2.5A。
2、協議檢測
除了支持USB PD3.0 PPS快充協議之外，這款參考設計還支持APPLE 2.4A、Samsung 5V/2A、USB DCP、QC3.0、QC2.0、AFC、FCP、SCP等多種充電協議，適用於蘋果、華為、小米、三星、OPPO等主流品牌的機型快充，應用廣泛。
3、兼容性測試
使用芯茂微30W USB PD快充充電器參考設計給iPhone 11 Pro Max充電，POWER-Z KM001C測得充電電壓9.13V，電流2.52A，功率約為23W，開啟USB PD快充。
給iPhone 11 充電，測得充電電壓9.04V，電流2.01A，功率約為18.2W，開啟USB PD快充。
給iPhone XS Max充電，測得充電電壓9.04V，電流1.89A，功率約為17.1W，開啟USB PD快充。
給iPhone XS充電，測得充電電壓9.05V，電流1.8A，功率約為16.33W，開啟USB PD快充。
給華為Mate 30充電，測得充電電壓8.95V，電流1.26A，功率約為11.35W，開啟USB PD快充。
給華為Mate 20 Pro充電，測得充電電壓9.05V，電流1.7A，功率約為15.44W，開啟USB PD快充。
給華為P30 Pro充電，測得充電電壓8.96V，電流1.33A，功率約為12W，開啟USB PD快充。
給華為P20 Pro充電，測得充電電壓8.95V，電流1.48A，功率約為13.31W，開啟USB PD快充。
給榮耀 8充電，測得充電電壓8.95V，電流1.45A，功率約為13W，開啟FCP快充。
給小米 9充電，測得充電電壓5.17V，電流2.81A，功率約為14.53W，開啟USB PD快充（5V/3A快充模式）。
給小米 8充電，測得充電電壓8.12V，電流2.09A，功率約為17W，開啟USB PD快充。
給小米 5充電，測得充電電壓6.27V，電流1.73A，功率約為10.87W，開啟QC3.0快充。
給OPPO Reno Ace充電，測得充電電壓9.05V，電流1.91A，功率約為17.36W，開啟USB PD快充。
給三星S10 Plus充電，測得充電電壓8.95V，電流1.5A，功率約為13.48W，開啟USB PD快充。
給三星S8 Plus充電，測得充電電壓5.07V，電流2.24A，功率約為11.37W，開啟USB PD快充（5V/3A快充模式）。
給魅族16th Plus充電，測得充電電壓9.04V，電流1.89A，功率約為17.14W，開啟MTK PE快充。
給魅族16T充電，測得充電電壓9.22V，電流1.79A，功率約為14.78W，開啟USB PD快充。
給魅族16 Xs充電，測得充電電壓8.07V，電流1.79A，功率約為14.45W，開啟USB PD快充。
給魅族16 Note9充電，測得充電電壓8.03V，電流1.83A，功率約為14.7W，開啟USB PD快充。
給蘋果iPad Air3充電，測得充電電壓14.98V，電流1.82A，功率約為27.36W，開啟USB PD快充。
給蘋果iPad Pro 10.5寸充電，測得充電電壓14.87V，電流1.79A，功率約為26.6W，開啟USB PD快充。
以上總共測試了包括蘋果、華為、三星、小米、OPPO、魅族等品牌在內的21款主流快充手機及平板電腦，芯茂微30W USB PD快充充電器參考設計均能對其實現快充。下面為繼續來看這款參設計對市面上主流快充移動電源的快充兼容情況。
使用芯茂微30W USB PD快充充電器參考設計給華為40W快充移動電源CP12S充電，測得充電電壓19.84V，電流1.28A，功率約為25.46W，開啟USB PD快充。
給mophie USB-C XXL快充移動電源充電，測得充電電壓19.82V，電流1.54A，功率約為30.6W，開啟USB PD快充。
給Belkin F7U063快充移動電源充電，測得充電電壓19.83V，電流1.5A，功率約為30W，開啟USB PD快充。
給小米PLM07ZM快充移動電源充電，測得充電電壓14.97V，電流1.99A，功率約為30W，開啟USB PD快充。
給小米PLM011ZM快充移動電源充電，測得充電電壓9.05V，電流1.89A，功率約為17.13W，開啟USB PD快充。
給小米PLM012ZM快充移動電源充電，測得充電電壓9.05V，電流1.92A，功率約為17.39W，開啟USB PD快充。
給RAVPower RP-PB058快充移動電源充電，測得充電電壓9.05V，電流1.89A，功率約為17.13W，開啟USB PD快充。
給紫米QB910快充移動電源充電，測得充電電壓9.05V，電流1.95A，功率約為17.66W，開啟USB PD快充。
給紫米QB820快充移動電源充電，測得充電電壓14.97V，電流1.98A，功率約為29.68W，開啟USB PD快充。
給紫米QB822快充移動電源充電，測得充電電壓9.04V，電流2.36A，功率約為21.36W，開啟USB PD快充。
給ZENDURE ZDPX6PD快充移動電源充電，測得充電電壓19.82V，電流1.56A，功率約為31.1W，開啟USB PD快充。
給黑鯊BPB01快充移動電源充電，測得充電電壓12.03V，電流1.2A，功率約為14.46W，開啟USB PD快充。
給紅魔 PB1002S快充移動電源充電，測得充電電壓11.92V，電流1.61A，功率約為19.21W，開啟USB PD快充。
以上充電頭網測試了華為、mophie、belkin、小米、紫米等多個品牌的14款移動電源產品，結果顯示，芯茂微30W USB PD快充充電器參考設計均能全部兼容快充。
充電頭網總結
芯茂微這款30W USB PD快充充電器參考設計採用單口輸出設計，採用了芯茂微全套控制方案。初級PWM主控芯片LP8773H和次級同步整流芯片LP10R100N的採用，使得整個參考設計的AC-DC電路變得十分精簡，方便調試，可降低產品開發過程中的系統成本。同時，USB-IF協會PD3.0認證的協議芯片LP5828讓整套方案的兼容性能有足夠保障。
充電頭網測試發現，除了支持USB PD3.0快充協議之外，芯茂微這款30W USB PD快充充電器參考設計還可支持APPLE 2.4A、Samsung 5V/2A、USB DCP、QC3.0、QC2.0、AFC、FCP、SCP等多種充電協議，兼容性廣泛。在對35款主流的手機、平板電腦以及移動電源的兼容性測試中，其表現也非常出色。
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