前言

笔记本全面向 USB-C 供电与 PD3.2 EPR 迈进,把适配器功率上限推至 140W,同时用户对“笔电 + 手机/平板”同步快充的需求也迅速增长。一拖二高功率方案因此成为桌面充电器、插线板等形态的主流方向。

智融科技近期基于 SW3578 打造了一款支持 PD3.2 140W 的一拖二快充 Demo,将多协议、功率调度与安全保护高度集成到一块小型PCB中,既兼顾高功率输出与兼容性,也为品牌厂做小体积、多端口产品提供了清晰的工程落地路径。

SW3578+SW2505H 140W 一拖二快充方案demo

智融科技这款一拖二 140W 快充方案具体如上图所示,从电路结构上看,该方案采用单母线降压 + 双 USB-C 独立功率路径,两路 USB-C 端口分别通过独立 NMOS 与电流采样接入主母线,完成端口限流、放电与插拔管理,单口最高支持 28V/5 A(140 W),双口并行满足笔电与手机组合充电。

在接入快充电源后,两个 USB-C 端口分别接入 POWER-Z KT002,从测试仪上可以看到两个 C 口都在 PD3.0 固定 PDO 档位下对外广播最高 20V/2.5A(50 W)。同时,该方案协议覆盖 PD3.2(含 SPR/EPR、PPS/AVS)以及 UFCS、QC、AFC、FCP、TFCP 等,默认 100 mV/A 线损补偿与输入/输出过压欠压、过流/短路、芯片/NTC 过温、DP/DM/CC 过压、VCONN 过流等保护齐全,适用于车充、适配器与插排等高功率一拖二产品化落地。

为方便理解该方案的原理,这边也提供了一个电路结构图。这套一拖二 140W 双 C 快充参考设计以左侧 Type-C 口为输入,SW2505 负责 PD3.1 及 DPDM 快充协议协商、BC1.2 识别和输入电压电流检测,并通过 I²C 将输入功率信息传给主控 SW3578。SW3578 配合外部功率管、电感电容完成同步降压,为系统提供统一母线电压,再通过右侧多组 MOS 管分别给 Type-C1、Type-C2 建立独立的 VBUS 开关通路,同时在各自 CC/DP/DM 端实现快充协议与功率分配控制,从而实现最高 140W 的单口或双口快充输出及完善的保护功能。

接下来也将简单介绍一下这款方案的主控芯片SW3578以及协议芯片SW2505,让大家对这款方案有个更加深入的了解。

智融SW3578

SW3578 是一款面向双 USB-C 口快充应用的高集成 SoC,内部集成32bit MCU 并集成 双路独立的Type-C 逻辑,支持 PD3.2 SPR AVS、PD3.2 EPR AVS、UFCS、SCP/FCP、QC5/4+/4/3+/3.0/2.0、AFC、PE2.0/1.1、TFCP 等多种快充协议,并支持私有协议定制。

SW3578 内置 10A 高效率开关降压变换器,采用外置双 N 功率管,支持母线实时调压功能,同时额定输出电流可达 10A,开关频率可在 125/180/333/500 kHz 四个档位之间配置,并支持轻载 PFM/中重载 PWM 的自动切换,最大占空比>99%。

SW3578 支持4.5-32V 宽输入电压,支持三路 NMOS 驱动控制,使该芯片既能直挂车载电源母线,也便于与外部功率路径或二级 DC/DC 搭配实现更复杂的供电拓扑。

作为“双口独立”方案的核心,SW3578 为两路 C 口分别提供 CC/DP/DM、VBUS 检测与放电、独立电流采样和独立功率通路控制,配合内部 DAC 与环路 CV/CC 即可在单芯片内完成端口级功率分配、限流和电压编程。同时该芯片两路端口均支持高边采样,既适配 28 V/5 A 等高压大电流输出,又能在长线缆或细线材产生显著压降时,通过更准确的到端电流/电压判断进行电压微调和限流动作,减少掉档与重复协商。

在保护机制方面,SW3578 从输入到输出提供了完整的保护矩阵,包括输入过压/欠压、输出过压/欠压、过流与短路保护,快速/慢速 OVP 阈值分档,VCONN 过流,DP/DM/CC 过压与弱短保护,以及 LPS 限功率防护,端口插拔还支持自动放电与母线电压检测,配合片内/NTC 过温与热调节阈值,可在高环境温度与高负载占空条件下维持系统稳定。

同时为方便整机控制与平台化复用,SW3578 内置 32bit MCU,提供 I²C/UART 等数据通信接口,支持固件加密与 OTA 在线升级,支持18路可复用 GPIO,以及 12bit ADC,待机电流典型仅60 µA,可实现更细致的状态监测、按需点亮与低功耗待机。SW3578 采用 QFN36 封装,适用于多口快充适配器、智能车充、智能插排等充电设备。

智融SW2505H

SW2505 是一款集成全协议支持的低功耗控制器芯片,支持DPDM双向快充协议,允许充电器与设备之间进行双向通信,支持多种快充协议以及私有协议定制功能,并通过了USB PD3.1 EPR以及UFCS双认证,支持DRP模式,内嵌MCU,拥有16路GPIO,C口支持在线升级,支持在线仿真调试,支持光耦/FB控制/I2C支持主从模式。支持死电池激活以及低功耗检测模式,可智能协调最佳充电参数,满足不同设备的需求,提供高效充电和数据传输。

充电头网总结

从方案完成度来看,这套 140W 一拖二设计在协议覆盖、端口独立限流与线损补偿、完备保护等关键环节上均已成体系,可满足“单口 28V5A / 双口并行”的主流应用,并在适配器、桌充与车载场景具备较强的通用性。

对于计划布局 PD3.2 高功率产品的厂商,它的价值在于以更简洁的BOM实现高功率与双口协同,缩短开发周期、降低调试难度。配合合理的热设计与线缆策略,能够顺畅地走向产品化与规模量产。

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