20W PD快充的工作原理和构成

时间： 2024-06-24 来源：合科泰半导体公众号

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快充产品具有高效、便捷的充电特点，给我们生活带来很多便利。如今，快充技术逐渐成熟，目前，这种技术广泛应用于手机、电脑和众多消费、工业等电子产品上，快充是通过提高充电电压和电流来实现快速充电的，这样可以在短时间内将电池充满。

PD快充，全称USB Power Delivery快充，它主要是基于USB Power Delivery(USBPD)协议，这是一种开放的标准，用于快速充电和电源管理。理论上，快充对电池有一定的伤害，但是现代电池技术已经得到了很大的改善，许多电池都具有更好的耐用性和更高的充电速度，厂商也会采取措施来减少快充对电池的影响，如采用更好的散热设计和更智能的充电管理系统。快充对电池有一定的伤害，但是现代电池技术和手机厂商的改进已经使得快充成为了一种更加安全和可靠的充电方式。本期，合科泰给大家介绍20W快充产品以及其内部工作原理、结构和所需要的电子元器件等。

一、PD快充工作原理

PD快充遵循的原理是最基本的 P=U×I，快充的两条技术路径，一是高压小电流：优点是线损小，缺点是手机端需降压，手机发热严重(仅在黑屏下快充);二是低压大电流：优点是手机端损耗小，可边玩边快充，缺点是线损大，需要改进充电线材及端口。

其工作原理主要涉及以下几个方面：

1.协议标准USB PD是由USB-IF组织制定的一种快速充电规范，是主流的快充协议之一。这种快充协议以USB Type-C接口输出为主，但并非所有具备USBType-C接口的设备都支持USB PD协议快充。

2.电压提升PD快充技术使用了一种叫做“Supercharger”的设备来实现快速充电。这个设备类似于一个变压器，可以将电压提高到超过标准USB的3.6V水平，从而实现更快的充电速度。

3.双向通讯PD快充通过在设备和电源之间进行双向通信来协商和确定充电参数。这种通信过程使得充电器可以识别设备的需求，并调整其输出电压和电流以满足设备的最佳充电条件。

4.功率管理PD快充还包括功率管理功能，用于监控和管理功率传输过程。通过实时监测功率传输情况，PD快充可以进行功率调整和优化，以确保充电的安全和高效。这有助于防止过热、过充和其他潜在的安全问题。根据设备的需要，PD充电器可以提供5V、9V、15V、20V等不同的电压，以及0.5-2A、1-3A、3-5A、5-10A等不同的电流。通过同时调整电压和电流，可以实现更高的充电功率，最高可达100W。

要使用PD快充功能，需要确保充电器和设备都支持PD快充协议，并且使用符合规范的USB-C接口和线缆。

二、PD快充的结构和组成

通常，一个PD充电器由整流电路 + 初级高频转换电路 + 次级同步整流电路+ 协议输出电路等组成。具体的组成可能包括变压器、大滤波电容、共模电感、X电容、输入保险丝、差模电感、整流桥、散热铁片、MOS管、固态电容、USB快充管理芯片等元件。

20W快充可能用到的分立器件产品包括整流桥、快恢复整流二极管、整流二极管、开关MOS管、整流MOS管、VBUS开关MOS管等，采用何种器件根据客户具体的需求决定。

PD充电的未来将更加注重用户体验和设备的兼容性，充电速度和功率更大，客户要想得到更安全、更快的充电体验，采购更好的元器件是必备的。

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