20W PD快充的工作原理和構(gòu)成

2024-05-21 來(lái)源：廣東合科泰實(shí)業(yè)有限公司作者：廣東合科泰實(shí)業(yè)有限公司

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快充產(chǎn)品具有高效、便捷的充電特點(diǎn)，給我們生活帶來(lái)很多便利。如今，快充技術(shù)逐漸成熟，目前，這種技術(shù)廣泛應(yīng)用于手機(jī)、電腦和眾多消費(fèi)、工業(yè)等電子產(chǎn)品上，快充是通過(guò)提高充電電壓和電流來(lái)實(shí)現(xiàn)快速充電的，這樣可以在短時(shí)間內(nèi)將電池充滿。

快充對(duì)電池有一定的傷害，但是現(xiàn)代電池技術(shù)已經(jīng)得到了很大的改善，許多電池都具有更好的耐用性和更高的充電速度，廠商也會(huì)采取措施來(lái)減少快充對(duì)電池的影響，如采用更好的散熱設(shè)計(jì)和更智能的充電管理系統(tǒng)。快充對(duì)電池有一定的傷害，但是現(xiàn)代電池技術(shù)和手機(jī)廠商的改進(jìn)已經(jīng)使得快充成為了一種更加安全和可靠的充電方式。本期，合科泰給大家介紹20W快充產(chǎn)品以及其內(nèi)部工作原理、結(jié)構(gòu)和所需要的電子元器件等。

一、PD快充工作原理

PD快充，全稱(chēng)USB Power Delivery快充，它主要是基于USB Power Delivery（USBPD）協(xié)議，這是一種開(kāi)放的標(biāo)準(zhǔn)，用于快速充電和電源管理。

PD快充遵循的原理是最基本的 P = U × I，快充的兩條技術(shù)路徑，一是高壓小電流：優(yōu)點(diǎn)是線損小，缺點(diǎn)是手機(jī)端需降壓，手機(jī)發(fā)熱嚴(yán)重（僅在黑屏下快充）;二是低壓大電流：優(yōu)點(diǎn)是手機(jī)端損耗小，可邊玩邊快充，缺點(diǎn)是線損大，需要改進(jìn)充電線材及端口。

其工作原理主要涉及以下幾個(gè)方面：

1.協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)USB PD是由USB-IF組織制定的一種快速充電規(guī)范，是主流的快充協(xié)議之一。這種快充協(xié)議以USB Type-C接口輸出為主，但并非所有具備USBType-C接口的設(shè)備都支持USB PD協(xié)議快充。

2.電壓提升PD快充技術(shù)使用了一種叫做“Supercharger”的設(shè)備來(lái)實(shí)現(xiàn)快速充電。這個(gè)設(shè)備類(lèi)似于一個(gè)變壓器，可以將電壓提高到超過(guò)標(biāo)準(zhǔn)USB的3.6V水平，從而實(shí)現(xiàn)更快的充電速度。

3.雙向通訊PD快充通過(guò)在設(shè)備和電源之間進(jìn)行雙向通信來(lái)協(xié)商和確定充電參數(shù)。這種通信過(guò)程使得充電器可以識(shí)別設(shè)備的需求，并調(diào)整其輸出電壓和電流以滿足設(shè)備的最佳充電條件。

4.功率管理PD快充還包括功率管理功能，用于監(jiān)控和管理功率傳輸過(guò)程。通過(guò)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)功率傳輸情況，PD快充可以進(jìn)行功率調(diào)整和優(yōu)化，以確保充電的安全和高效。這有助于防止過(guò)熱、過(guò)充和其他潛在的安全問(wèn)題。根據(jù)設(shè)備的需要，PD充電器可以提供5V、9V、15V、20V等不同的電壓，以及0.5-2A、1-3A、3-5A、5-10A等不同的電流。通過(guò)同時(shí)調(diào)整電壓和電流，可以實(shí)現(xiàn)更高的充電功率，最高可達(dá)100W。

要使用PD快充功能，需要確保充電器和設(shè)備都支持PD快充協(xié)議，并且使用符合規(guī)范的USB-C接口和線纜。

二、PD快充的結(jié)構(gòu)和組成

通常，一個(gè)PD充電器由整流電路 + 初級(jí)高頻轉(zhuǎn)換電路 + 次級(jí)同步整流電路+ 協(xié)議輸出電路等組成。具體的組成可能包括變壓器、大濾波電容、共模電感、X電容、輸入保險(xiǎn)絲、差模電感、整流橋、散熱鐵片、MOS管、固態(tài)電容、USB快充管理芯片等元件。