前言
随着苹果推出M2处理器的MacBook Pro笔记本电脑以来,拓展了PD3.1 140W快充的使用范围。与此同时,更多支持PD3.1大功率的充电器和充电宝也陆续推出,满足不断扩展的市场需求,共同组建大功率快充生态。
智融科技推出了一款全新的双口PD快充降压控制器SW3566,这款降压控制器支持28V输出电压,满足140W PD3.1快充应用。并且支持C+C/C+A/A+A双口快充应用,内置双口控制逻辑。芯片内置M0内核CPU,可以满足多种快充协议定制需求。
充电头网已经拿到了智融这款SW3566的双口参考设计,这款参考设计为USB-C+USB-A接口配置,固定电压输入,降压输出,适合LLC架构多口及单口快充应用。芯片集成度高,外围元件精简,能够满足苹果新款笔记本的快充需求。
智融 SW3566降压控制器参考设计外观
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SW3566参考设计采用单面PCB设计,左侧焊接红黑导线用于电源输入,依次焊接输入滤波电容,降压MOS管,降压电感和输出滤波电容,下方焊接SW3556降压芯片。在右侧焊接两个USB-C和USB-A接口,接口内侧为两路电流取样电阻和输出VBUS开关管。
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PCBA模块背面印刷智融LOGO和产品型号SW3566。
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使用游标卡尺测得PCBA模块长度约为55.84mm。
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PCBA模块宽度约为42.87mm。
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PCBA模块最厚处厚度约为13.19mm。
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整体重量约为18g。
智融 SW3566降压控制器参考设计解析
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板子输出端设有两个USB-C接口。
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两侧各有一个USB-A接口,支持C+C,C+A,和A+A输出配置。
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这款参考设计的核心芯片是智融SW3566降压控制器,这颗芯片是一款高集成度的多快充协议双口充电SOC芯片,支持USB-C和USB-A接口充电,并支持双口独立限流。芯片内部集成了高效率同步降压转换器,支持20V7A和28V5A输出,支持PD3.1/QC/SCP/UFCS等快充协议,支持快充协议定制,最大支持140W输出功率。
SW3566集成了CC/CV模式,双口管理逻辑和母线电压检测,搭配对应的降压开关管和VBUS开关管即可实现双口降压输出。芯片内置的降压转换器工作频率为180KHz,支持PWM和PFM工作模式。输出电流,线损补偿等保护阈值均可通过I2C接口进行设定,内置的ADC可实现输入输出电压,输出电流,芯片温度等9个通道的数据采样,支持外接MCU进行参数显示。
SW3566支持36V输入电压,最高输出电流7A,芯片内置软启动,输入过压/欠压保护,输出过压/欠压保护,输出过流/短路保护,DP/DM/CC过压保护,芯片过热保护和外接NTC热敏电阻保护,以及限功率保护。芯片采用QFN4*4-32封装。
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智融 SW3566 详细资料。
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输入端滤波固态电容规格为100μF 35V。
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降压上管来自禾纳半导体,型号AER4061,采用PDFN3030封装。
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另一颗降压下管同样是禾纳半导体AER4061系列,是一颗耐压40V,导阻6.8mΩ的NMOS,采用PDFN3030封装。
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降压电感采用磁环绕制。
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输出滤波固态电容规格为220μF 35V。
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用于两路输出的VBUS开关管型号为AER4061,在上方焊接两颗3mΩ取样电阻用于输出电流检测。
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USB-C母座为黑色胶芯,过孔焊接固定。
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USB-A母座前端带有辅助触点。
智融 SW3566降压控制器参考设计测试
接口兼容性
智融SW3566支持C+C / A+C / A+A任意端口配置,我们拿到的参考设计为A+C配置,因此下面测试协议/PDO、单口充电功率表现时,只测试了配置对应的端口。
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使用ChargerLAB POWER-Z KM003C测得USB-C口支持UFCS、FCP、SCP、AFC、QC3+/5、SFCP、VOOC、SVOOC、MTK、PD3.1、PPS、Apple 2.4A、DCP充电协议。
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并且具备5V3A、9V3A、12V3A、15V3A、20V5A、28V5A六组固定电压档位,以及3.3-21V5A PPS电压档位和PD3.1快充标准下的AVS 15-28V 140W电压档位。
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测得USB-A口支持UFCS、FCP、SCP、AFC、QC3+、SFCP、VOOC、SVOOC、MTK、Apple 2.4A、DCP充电协议。
实际充电功率表现
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给苹果MacBook Pro 2021充电,测得充电功率为27.72V 4.95A 137.32W,开启28V5A PD3.1快充。
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给苹果MacBook Pro M2 2022充电,测得功率为20.14V 2.84A 57.26W。
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给联想小新Air 14充电,测得充电功率为20.13V 2.9A 58.3W。
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给苹果第四代 11 英寸 iPad Pro充电,测得充电功率为15.16V 1.98A 30W。
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充第十代 iPad,测得充电功率为15.17V 1.75A 26.54W。
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充三星Tab S8,测得充电功率为9.23V 3.83A 35.34W。
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给苹果iPhone 14 Pro Max充电,测得充电功率为9.3V 2.73A 25.39W。
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给三星S22+充电,测得充电功率为38.06W。
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给华为P40 Pro充电,测得充电功率为20.39W。
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给小米11 Pro充电,测得充电功率为26.44W。
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给黑鲨5 Pro充电,测得功率为85.42W。
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给OPPO Find X5 Pro充电,测得充电功率为9.17V 1.9A 17.42W。
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充iQOO 10 Pro,功率为22.65W。
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充iQOO Neo7的功率为17.87W。
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给真我GT Neo3充电,测得充电功率为16.52W。
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给努比亚Z30 Pro充电,测得充电功率达92.31W。
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给魅族18 Pro充电,测得功率为29.43W。
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充魅族17 Pro,测得充电功率为19.47W。
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给安克140W快充移动电源充电,测得充电功率为27.39V 4.46A 122.14W。
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给绿联145W充电宝充电,测得充电功率为67.6W。
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给iWALK F100W超快充移动电源充电,测得充电功率为95W。
效率表现
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如上表所示,智融详细测试记录了该DEMO在固定30V输入电压情况下,5V、9V、12V、15V、20V和28W电压档位下电流逐渐提升后的效率。
在5V输出情况下,电流从0.5A提升至3A,效率相应由82.86%提升至93.88%;而在28V输出情况下,电流从0.5A提升至5A,效率相应由97.31%提升至98.77%。
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智融SW3566多口快充方案效率曲线图
而从效率曲线图来看更加直观,随着输出电流增大,各档位下的输出效率提升,整体效率表现很好。
小结:从实际充电测试结果来看,智融SW3566兼容性以及效率表现非常好,适用于各种快充应用设计,满足主流大品牌笔电、平板、手机等设备快充需求。
充电头网拆解总结
目前,USB-C接口生态已经得到广泛应用,在手机,笔记本电脑上得到普及应用,并且在其他家用电器和电动工具上得到应用。USB-C接口以其绝佳的兼容性,成为主流的数据以及充电接口,伴随着传输功率的提升,未来也将在更多的场合得到广泛应用。
智融最新推出的SW3566,通过将同步降压控制器和PD协议芯片集成在一颗芯片内部,大大简化了多口降压快充应用,相比传统的降压与协议芯片方案,减少了一颗芯片的使用。同时内置I2C接口,支持输出参数采集,可供屏幕显示,了解设备充电状态,内置功率控制功能,满足大功率多口充电器应用。
此外,这颗芯片还内置M0内核的CPU,能够满足快充协议的定制需求,满足私有快充协议应用,无需外置MCU进行协议支持。SW3566支持140W的输出功率,以及简化的电路设计,非常适合USB PD3.1的快充应用,带来更简单易用的解决方案。
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