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快充應(yīng)用如雨后春筍般涌現(xiàn)，讓我們看到了顯示器、汽車、電動(dòng)工具都逐步普及快充。

今天我們想為大家分享的是一個(gè)全新的快充應(yīng)用領(lǐng)域，并且這個(gè)市場(chǎng)還非常龐大，跟每個(gè)讀者息息相關(guān)。

前言

電腦作為生產(chǎn)力工具，在我們的生活和工作中都起到了非常重要的作用，是我們?nèi)粘ｋx不開的伙伴。現(xiàn)在手機(jī)協(xié)同電腦辦公也是越來越多，大家也都是一邊工作一邊為手機(jī)充電。

若能讓臺(tái)式機(jī)提供USB-A、USB-C快充接口，在開機(jī)時(shí)支持快充對(duì)手機(jī)充電，充分利用碎片化時(shí)間充電，可減少一個(gè)充電器的購買，且節(jié)省桌面插座占用。

據(jù)Gartner統(tǒng)計(jì)，2020年全球PC出貨量同比增長4.8%至2.75億臺(tái)，為十年來最高增幅。加上以往出貨量，全球至少有數(shù)十億臺(tái)電腦保有量。而這些個(gè)人電腦，也都有升級(jí)為USB-C快充的潛力。

一顆芯片讓臺(tái)式機(jī)秒變快充

個(gè)人電腦主機(jī)箱內(nèi)均內(nèi)置了一臺(tái)電源，常見的尺寸有ATX、SFX等。這些電源基于美國INTEL公司提出的ATX供電規(guī)范，是一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)化的獨(dú)立產(chǎn)品。INTEL是全球CPU市場(chǎng)的霸主，參與了多種電腦標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)的制訂和普及。

以個(gè)人電腦主機(jī)內(nèi)部的ATX電源為例，這個(gè)最常見的電源均配置有12V輸出。標(biāo)準(zhǔn)化的12V輸出為手機(jī)快充提供了幾乎完美的支持，可以直接搭配市場(chǎng)上集成度非常高的DC-DC降壓芯片，并且協(xié)議支持廣泛。

輕松的就可以從電腦12V取電，通過降壓芯片為手機(jī)輸出快充，可滿足蘋果9V 2.22A 20W，安卓11V 3A 33W快充。

電腦電源12V輸出，通過內(nèi)置協(xié)議的DC-DC降壓芯片，由協(xié)議控制降壓，可輸出5V、9V PDO檔位，以及PPS、OPPO VOOC、華為SCP、三星AFC等快充協(xié)議，滿足不同手機(jī)充電需求。

個(gè)人電腦中的高性能電源不少采用了LLC架構(gòu)，這一架構(gòu)性能優(yōu)秀，供電穩(wěn)定，并且內(nèi)部經(jīng)過多次濾波，可以說為臺(tái)式機(jī)升級(jí)快充提供了穩(wěn)定的電能供應(yīng)。

其中臺(tái)式機(jī)電源輸出12V為CPU、顯卡供電，有非常高的穩(wěn)定性，可將降壓電路安裝在機(jī)箱內(nèi)部，通過SATA硬盤供電接口或大4PIN接口從電源取電，通過降壓電路實(shí)現(xiàn)快充輸出。

使用時(shí)只需將數(shù)據(jù)線接到機(jī)箱的充電口即可實(shí)現(xiàn)快充，連接電腦傳輸數(shù)據(jù)時(shí)插回主板USB接口。

值得注意的是，這里PCIe金手指僅用于固定，沒有從主板PCIe插槽取電，而是用SATA母座供電，因此擴(kuò)展出來的USB-C接口，不具備數(shù)據(jù)傳輸功能。

臺(tái)式機(jī)秒變快充，從使用場(chǎng)景能預(yù)見的優(yōu)勢(shì)，可以為手機(jī)直接供電，也可以為無線充供電;此外，還能為小臺(tái)燈、小風(fēng)扇等周邊用電器供電。

我們暫且叫它快充擴(kuò)展卡，在設(shè)計(jì)初期就考慮到了全高機(jī)箱和半高機(jī)箱的PCI擋板尺寸，因此只需要更換不同擋板即可兼容這兩種機(jī)箱。無論你是ATX機(jī)箱，還是ITX、miniITX機(jī)箱，都能輕松應(yīng)對(duì)。

舉一反三，這個(gè)理念也可以用于個(gè)人電腦桌面充改造，有待玩家進(jìn)一步研究。

如果你需要多個(gè)USB-C、USB-A接口，也可以增加電源芯片自由組合，即使想要設(shè)計(jì)4個(gè)USB-C全快充接口也是可以實(shí)現(xiàn)的，內(nèi)部使用全部獨(dú)立的方案，可以實(shí)現(xiàn)盲插功能。每個(gè)接口都可以實(shí)現(xiàn)快充，而不是單口可以快充，連接兩個(gè)設(shè)備就回落5V?？斐鋽U(kuò)展卡這個(gè)理念DIY可玩性非常強(qiáng)。

哪些芯片可以實(shí)現(xiàn)?

基于12V供電的降壓方案，國內(nèi)多家大廠有完整的高度集成的解決方案，并且經(jīng)過多年實(shí)際應(yīng)用，兼容性和可靠性都非常好。

讓一臺(tái)電腦支持快充，電路上有兩種類型，分別是DC-DC降壓和DC-DC升降壓。

DC-DC降壓，這類方案集成度高、內(nèi)置快充協(xié)議、開發(fā)高效，并且成本極具優(yōu)勢(shì);代表芯片品牌有智融、英集芯、富滿等。

DC-DC升降壓，這種方案也非常成熟，需要外掛快充協(xié)議芯片，適合開發(fā)大功率快充，發(fā)燒友的最愛;代表芯片品牌有南芯、寶礫微等。

值得注意的是，這些都是清一色國產(chǎn)芯片哦。目前國產(chǎn)芯片在這一領(lǐng)域已經(jīng)做到世界一流水準(zhǔn)，并且性能得到了市場(chǎng)驗(yàn)證，累計(jì)出貨量近億顆了。

ismartware智融

智融對(duì)于車充降壓具有完整的產(chǎn)品線，其中內(nèi)置協(xié)議的降壓芯片有SW3510、SW3513、SW3514、SW3516、SW3517、SW3518，搭配電感和降壓開關(guān)管等外圍元件即可實(shí)現(xiàn)功能完整的降壓電路。

此外，智融SW3521、SW3522、SW3526內(nèi)置降壓開關(guān)管，為全部集成設(shè)計(jì)，外圍元件精簡，協(xié)議支持廣泛，一顆芯片搭配必須的外圍元件即可完成自帶協(xié)議的降壓轉(zhuǎn)換器產(chǎn)品。

智融一口氣推出9款三星S21+快充方案文章，歸納了智融可用于實(shí)現(xiàn)手機(jī)快充的降壓芯片和協(xié)議芯片。

智融SW3518S是一顆降壓控制器，需要外置開關(guān)管，但是SW3518S支持VOOC閃充，最高輸出電流5A，支持PD3.0/PPS快充，并且支持雙口快充輸出，支持QC4+、華為SCP、三星AFC等豐富的快充協(xié)議，現(xiàn)在很多氮化鎵多口充電器都在使用這顆芯片用來支持多口輸出。

智融SW3521為支持USB-A口快充的全集成降壓IC，內(nèi)部集成開關(guān)管，支持華為高壓和低壓SCP，對(duì)華為手機(jī)的快充有很好的支持，搭配簡單的外圍元件，就可組成完整的高性能多快充協(xié)議的充電解決方案。

智融SW3522支持USB-C口，支持PD3.0快充和PPS快充，內(nèi)部集成開關(guān)管，支持QC和AFC快充。智融SW3521和SW3522都采用ESOP8封裝，外圍元件精簡，集成度高，兩顆芯片分別實(shí)現(xiàn)USB-A和USB-C快充，智融車充參考設(shè)計(jì)介紹。

智融SW3526是一顆支持USB-C或USB-A口的全集成車充降壓IC，內(nèi)部集成開關(guān)管，支持華為高壓和低壓SCP，對(duì)華為手機(jī)的快充具有很好的支持。同時(shí)還支持PD3.0/PPS快充，支持AFC和QC等快充協(xié)議，使用了SW3526的機(jī)樂堂38W車充拆解。

INJOINIC英集芯

通過拆解，英集芯具有多顆全集成的車充降壓IC，可用于12V輸入的降壓輸出。挑幾款最常用的來說吧，IP6520是一顆高度集成的降壓IC，協(xié)議支持非常廣泛，支持PD和QC快充，支持PPS快充，并且還通過了PD3.0 USB IF協(xié)會(huì)認(rèn)證。

圖為IP6520車充Demo，背面僅有電感和濾波電容，外圍元件非常精簡。英集芯IP6520支持PD3.0/PPS輸出，支持華為高壓SCP、三星AFC以及QC快充協(xié)議。支持USB-C接口，支持18W PD快充。IP6520內(nèi)部集成開關(guān)管，采用ESOP8封裝，外圍簡單方便布局。充電頭網(wǎng)實(shí)測(cè)兼容性非常好。

英集芯IP6525T全集成降壓轉(zhuǎn)換器，集成降壓控制和協(xié)議識(shí)別功能。IP6525T支持華為FCP、三星AFC和QC快充，支持USB-A口降壓輸出，內(nèi)置開關(guān)管，外圍元件非常精簡，IP6525T支持18W輸出，支持完善的保護(hù)功能。三星車充都在用這款降壓芯片。

英集芯IP6537是一顆高集成的快充車充芯片，集成了高效同步降壓轉(zhuǎn)換器和協(xié)議識(shí)別功能，外圍精簡，可以為車載充電器的開發(fā)提供完整的解決方案。充電頭網(wǎng)通過ChargerLAB POWER-Z KM001C檢測(cè)，英集芯IP6537可支持5V/3A、9V/2.22A、3.3-11V/2A輸出。

英集芯IP6538是一款集成同步開關(guān)的降壓轉(zhuǎn)換器、支持14種輸出快充協(xié)議、支持Type-C輸出和USB PD2.0、PD3.0(PPS)協(xié)議的雙口輸出SOC IC，支持USB-C和USB-A口輸出，為車載充電器、快充適配器、智能排插提供完整的解決方案，機(jī)樂堂1A1C 20W車充使用了IP6538。

FM富滿

富滿XPM5236芯片集成同步降壓控制與多協(xié)議識(shí)別功能，并且采用內(nèi)置MOS的設(shè)計(jì)，最大輸出功率可達(dá)到36W。同時(shí)，該芯片還具有集成度高、封裝簡單等特點(diǎn)，可以有效減少芯片外圍的元器件數(shù)量，節(jié)省系統(tǒng)開發(fā)成本，加速產(chǎn)品上市。

富滿XPM5236系列采用ESOP8封裝，有XPM5236A和XPM5236B兩個(gè)型號(hào)，均采用ESOP8封裝，支持6.6V至 36V超寬電壓輸入，以及3.6V至12V輸出，并可依據(jù)充電協(xié)議自行調(diào)整。其中XPM5236A的PDO配置為5V/3A、9V/3A兩個(gè)電壓檔位，XPM5236B 的PDO配置為5V/3A、9V/3A、12V/3A三個(gè)電壓檔位。

協(xié)議方面，支持Apple 2.4A、USB DCP、QC3.0、QC2.0、AFC、FCP等協(xié)議。XPM5236內(nèi)部集成開關(guān)管，內(nèi)置補(bǔ)償功能，外圍僅需四顆元件，即可提供36W大功率快充，同時(shí)快充兼容性也不錯(cuò)。

Southchip南芯

南芯是國內(nèi)第一家升降壓控制器芯片廠商，旗下產(chǎn)品非常廣泛，南芯的方案適合做大功率升降壓快充使用，元件數(shù)量相對(duì)較多。

首先介紹的南芯SC8102是一顆內(nèi)置降壓開關(guān)管的同步整流降壓轉(zhuǎn)換器，內(nèi)部集成低阻開關(guān)管，最大輸出電流6A，可搭配協(xié)議IC使用。SC8102支持雙口輸出，具有獨(dú)立的電流檢測(cè)，可搭配協(xié)議IC做單口快充，也可作為雙口5V輸出。采用QFN5*5mm封裝，在適配器內(nèi)部搭配協(xié)議IC做大功率降壓輸出。

南芯SC8112是一顆內(nèi)置降壓開關(guān)管的同步整流降壓轉(zhuǎn)換器，內(nèi)部集成低阻開關(guān)管，最大輸出電流6A，可搭配協(xié)議IC使用。SC8112支持雙口輸出，具有獨(dú)立的電流檢測(cè)，可搭配協(xié)議IC做單口快充，也可作為雙口5V輸出。采用QFN5*5mm封裝，在車充內(nèi)部搭配協(xié)議IC降壓輸出。

南芯SC8815是一款數(shù)字控制的H橋升降壓控制器，使用時(shí)需外置協(xié)議芯片和開關(guān)管與電感等元件。SC8815參數(shù)可由I2C接口配置，搭配協(xié)議IC使用，支持寬范圍電壓轉(zhuǎn)換，內(nèi)置ADC可用于輸入輸出電壓及電流檢測(cè)，可用于回傳電壓電流等功率信息，功能全面被三星45W車充使用。

南芯SC8721是一顆內(nèi)置四顆H橋開關(guān)管的升降壓轉(zhuǎn)換器，支持最高22V輸出，可通過I2C總線接口進(jìn)行輸出電壓調(diào)節(jié)和輸出限流調(diào)節(jié)，搭配I2C接口的協(xié)議芯片可以做升降壓輸出，內(nèi)置的ADC可用于輸入輸出電壓和電流檢測(cè)，可用于輸出參數(shù)回傳，提高產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)力。

Powlicon寶礫微

寶礫微PL5500是一顆雙向H橋升降壓控制器，可實(shí)現(xiàn)升降壓操作以及對(duì)電池的充放電管理。PL5500在使用時(shí)需要搭配協(xié)議IC和開關(guān)管等外置元件，可實(shí)現(xiàn)20V 45W升降壓大功率輸出，支持完善的保護(hù)功能，被俊凱達(dá)63W車充使用。

寶礫微PL5501是一顆同步四開關(guān)單向升降壓控制器，支持最高36V輸入電壓，內(nèi)置LDO可為協(xié)議芯片供電，簡化設(shè)計(jì)。外置開關(guān)管，在車充內(nèi)可實(shí)現(xiàn)65W大功率升降壓輸出，倍思65W車充使用了這顆芯片。

寶礫微PL9405是一款同步四開關(guān)雙向BUCK-BOOST轉(zhuǎn)換器，支持最高36V工作電壓，持續(xù)負(fù)載電流可達(dá)5A。PL9405還具有電池充放電管理功能，支持1到6節(jié)電池充放電管理。

內(nèi)部集成兩個(gè)耐壓高達(dá)40V、9mΩ低導(dǎo)通電阻的功率MOSFET，只需要外置兩個(gè)MOSFET。且外置MOSFET分?jǐn)偘l(fā)熱、降低整機(jī)溫升且節(jié)省PCBLayout布局空間。倍思45W車充在使用寶礫微PL9405。

總結(jié)

想不到吧，個(gè)人電腦實(shí)現(xiàn)快充改造，其實(shí)并不難。

以上是為大家盤點(diǎn)的適合應(yīng)用在電腦上的同步降壓芯片，和同步升降壓芯片。以上芯片均具有外圍元件精簡、保護(hù)全面、協(xié)議支持廣泛的優(yōu)點(diǎn)，可方便地為臺(tái)式機(jī)提供主流手機(jī)的快充支持，實(shí)現(xiàn)新的產(chǎn)品賣點(diǎn)。

電路方案如上介紹，具體實(shí)現(xiàn)方式，可由SATA或大4PIN口取電，在機(jī)箱內(nèi)增加電路板和輸出接口。

臺(tái)式機(jī)加裝快充，可以減少插排的占用，并且輸出的電源，也可為無線充、小風(fēng)扇、移動(dòng)電源等供電，使桌面不再凌亂。

降壓方案目前可實(shí)現(xiàn)單口最大33W的輸出功率，若需更高的輸出功率如45-65W，則需要同步升降壓芯片來實(shí)現(xiàn)15V、20V輸出，成本和復(fù)雜度有所提升。

得益于國內(nèi)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)化的進(jìn)步和快充技術(shù)的發(fā)展，高性價(jià)比的快充解決方案才得以普及。加上標(biāo)準(zhǔn)化的部件和標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格，更大幅簡化了兼容性設(shè)計(jì)，總之一句話，科技讓生活更便捷。