入门：USB type C和USB PD快充充电协议
- 2018-11-30 13:05:00
- 郑琼锋 原创
- 20141
USB type C，关于PD快充的入门知识
对于USB TYPE C的PD快充这块来说，熟悉的人很熟悉，不熟悉的人，那就是不熟悉啊。
首先，我们从最简单的说起，看下图，先认识一下我们常见手机充电的需要的USB接口。
- TYPE A呢就是我们日常生活中最常见的一种 USB 接口了；
- Micro B呢是移动设备，如安卓手机中采用的是 Micro USB 接口，不过现在新手机很多改用TYPE C；
- TYPE C 呢就是我们现在文章要说的这种，优点很多，USB接口统一性，正反插，传输数据还有充电都是更强。
注意一点是：我们常说的USB1.0，USB2.0，USB3.0，USB3.1，这种完整名称是：USB传输协议。上图的是USB接口，传输协议跟USB接口是两码事，
下图是USB type C接口的标准引脚：24 PIN，可以看出把普通USB接口兼容，和影像，数据传输（如HDMI、DVI、VGA接口）都能兼容，就是说以后只需要一条USB Type C接口即可完成。我们这次讲的是供电充电这块的，所以当USB type C只用于供电时(如充电宝，适配器，车充，排插等)，可以不需要标准的24 PIN，可以去掉如A2,A3,A8,A10,A11，B2,B3,B8,B10,B11等PIN脚，这些USB 接口厂商已经有这样的，可以省成本.
USB-PowerDelivery既我们常说的USB PD快充协议，PD快充。是由USB-IF组织制定的一种快速充电规范。USBPD透过USB电缆和连接器增加电力输送，扩展USB应用中的电缆总线供电能力。该规范可实现更高的电压和电流，输送的功率最高可达100瓦，并可以自由的改变电力的输送方向（如充电宝的输入输出充电口和移动设备的双向充电，如IPAD PRO，华为MATE20）。
USB PD协议是在 USB Type C接口上诞生的快充充电协议。所以有些人对于USBPD和Type-C的关系容易混淆，type c是一种接口规范，默认最大支持5V3A的充电，但在type C接口实现PD协议后,将可以把充电功率最大支持到：18W，30W，45W，60W等甚至到最大的100W。
目前市场上很多品牌已经有支持PD快充的手机（iphone8以上机型，小米，华为，三星，诺基亚，努比亚，锤子，索尼，魅族，雷蛇，奇酷，HTC，LG等，2），2019年将会有更多的机型爆发出来，手机充电功率一般以18W为主，如果要做PD充电产品（如充电宝，适配器，车充，排插等），18W的建议搭配FP6606C的PD快充协议芯片，来做充电宝，适配器，车充，排插等等。
或许有的人还没开始接触QC3.0或者QC2.0快充，需要了解 {点击这里} 。这里不做介绍. 不过需要讲的是，QC3.0/2.0和目前的PD快充，是高压快充（9V，12V，15V，），20V是笔记本。
QuickCharge3.0/2.0是纯快速充电的协议，专注的只有充电，只能单向电能传输。协议是通过D+,D-手机和协议芯片来通讯进行握手匹配，然后再提高改变V+（输出电压），使充电功率增加，充电就更快。
USB-PowerDelivery （USB PD看似只是电源传输与管理的协议，实际上它可改变端口角色，可与有源电缆通讯，允许成为受电设备等诸多高级功能，就是手机给另外一部手机的反向充电，这个知道就可以了。USB PD协议是通过 type C口独有的CC 引脚来进行通讯。
QC3.0/2.0和USB PD的通讯引脚不一样，所以我们在做PD充电器/充电宝和车充时，可以做到既能支持QC和PD的快充产品出来。如这款PD快充协议芯片：FP6606C
产品信息： 芯片一级代理商：深圳市百盛新纪元半导体有限公司
| QC3.0快充协议IC | 封装 | 输出电压档 | 支持协议 | 注 |
| FP6601Q | SOT23-6 | 3.6V～12V / 5V, 9V, 12V |
QC3.0, QC2.0 ， FCP ， AFC ， BC1.2,Apple 2.4A， Apple 2A |
|
| FP6600Q | SOP8 | 3.6V～120 / 5V, 9V, 12V,20V |
QC3.0, QC2.0 ， FCP ， AFC ， BC1.2,Apple 2.4A， Apple 2A |
|
| FP6601AM 多口快充 |
SSOP10 SSOP16 |
3.6V～12V / 5V, 9V, 12V |
QC3.0, QC2.0 ， FCP ， AFC ， BC1.2,Apple 2.4A， Apple 2A |
| PD快充协议芯片 | 封装 | 输出电压档 | 支持协议 | 注 |
FP6606AC (A+C双口) |
QFN20 SSOP20 |
3.6V～12V / 5V, 9V, 12V,15V |
PD3.0,PD2.0, QC3.0， QC2.0， FCP，AFC， BC1.2,Apple 2.4A/2A |
|
| FP6606C | SOP8 | 3.6V～12V / 5V, 9V, 12V |
PD3.0,PD2.0, QC3.0， QC2.0， FCP，AFC， BC1.2,Apple 2.4A/2A |
|
FP6606CM 多口 |
SSOP16 | 3.6V～12V / 5V, 9V, 12V，15V |
PD3.0,PD2.0, QC3.0， QC2.0， FCP，AFC， BC1.2,Apple 2.4A/2A |
|
| FP6606 | QFN16 QFN24 |
3.3V～20V | PD3.0等全兼容（外挂MCU） |
USB PD快速充电通信原理：（知道下就可以了）
USBPD的通信是将协议层的消息调制成24MHZ的FSK信号并耦合到VBUS上或者从VBUS上获得FSK信号来实现手机和充电器通信的过程。如图所示，在USB PD通信中，是将24MHz的FSK通过cAC-Coupling耦合电容耦合到VBUS上的直流电平上的，而为了使24MHz的FSK不对PowerSupply或者USBHost的VBUS直流电压产生影响，在回路中同时添加了zIsolation电感组成的低通滤波器过滤掉FSK信号。
US BPD的原理，以手机和充电器都支持USBPD为例讲解如下：
1）USBOTG的PHY监控VBUS电压，如果有VBUS的5V电压存在并且检测到OTGID脚是1K下拉电阻（不是OTGHost模式，OTGHost模式的ID电阻是小于1K的），就说明该电缆是支持USBPD的；
2）USBOTG做正常BCSV1.2规范的充电器探测并且启动USBPD设备策略管理器，策略管理器监控VBUS的直流电平上是否耦合了FSK信号，并且解码消息得出是CapabilitiesSource消息，就根据USBPD规范解析该消息得出USBPD充电器所支持的所有电压和电流列表对；
3）手机根据用户的配置从CapabilitiesSource消息中选择一个电压和电流对，并将电压和电流对加在Request消息的payload上，然后策略管理器将FSK信号耦合到VBUS直流电平上；
4）充电器解码FSK信号并发出Accept消息给手机，同时调整PowerSupply的直流电压和电流输出；
5）手机收到Accept消息，调整ChargerIC的充电电压和电流；
6）手机在充电过程中可以动态发送Request消息来请求充电器改变输出电压和电流，从而实现快速充电的过程。
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