市面上比較常見的多口產品為電源適配器、車載充電器、排插、墻面充等。多口主要呈現為2C、1A1C、2C1A、3C1A、2A2C、4C、3C、4C2A等,集中在2C、1A1C、2C1A、3C1A這幾類。2022年多口適配器的接口分布情況如下圖(數據來源:工程師據公開數據整理,僅供參考)。

圖1:2022年多口適配器的接口分布情況 從多口快充適配器市場分布來看,占比最大的為2C快充電源,當然這個跟蘋果公司推出2C充電器不無關系,其他的主要還是1A1C、2C1A充電器。從上圖可以看出多口市場主要是A口C口結合或者多個C口,熱度方向為2~3個口。了解了多口快充的趨勢,我們來梳理目前市面上快充電源適配器的主流多口架構情況,并將其分為了3種:全共享架構、全獨立架構、半獨立架構。
1
全共享架構
全共享架構主要通過一個Multi-Port Controller來同時控制多個充電口,其特點有:
產品適合20W~30W的小功率快充應用
產品具有超小體積,方便攜帶
產品的任意口單獨工作時支持快充,同時工作時支持5V充電

圖2:全共享架構線路圖
2
全獨立架構
全獨立架構通過兩個或多個Port Controller實現多口快充,這種架構在大功率應用中使用較多。其特點有:
產品適合65W及以上的中大功率應用,能滿足更多類型電子產品的充電需求
產品的任一口單獨使用時滿功率輸出;多口工作同時支持快充
產品可智能分配功率,能效較高

圖2:全獨立架構線路圖 形態一
采用全獨立架構的多口快充產品,在設計上類似堆積木,可延展出2個及以上的。但正是因為這種搭積木的形式,注定了其產品體積較大的問題。在這種架構下,如果采用DCDC 2次降功率(如下圖),可減小產品體積,但是效率對比之前將會稍弱。

圖3:全獨立架構線路圖 形態二
3
半獨立架構
半獨立架構通過DCDC+Port Controller來控制多個口,主要應用于30W~65W的產品。其特點有:
產品適用于30W~65W等中小功率應用
產品任一口單獨使用均支持快充;多口工作時,C1口永遠支持快充

圖4:半獨立架構線路圖
4
總結
查看一些主流電商平臺的快充電源適配器售賣排名,可以發現排名靠前的充電器功率基本為20W;同時查看平板電腦的電源適配器排名,發現功率大多集中在65W。面向不同應用場景以及快充功率需求,選擇適合的多口快充設計,可以有效降低成本并提高性能與效率。慧能泰半導體在快充芯片產品線上的有著全面布局,即將推出的USB Type-C和USB Type-A雙端口控制器HUSB365專門針對中小功率(15W~65W)多口快充應用市場打造,支持采用全共享架構實現1A1C或者2A2C以及更多A+C口的多口快充設計,其超小封裝尺寸(4 mm x 4 mmQFN-24L)也有利于小型化多口快充電源的設計。
審核編輯 :李倩
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原文標題:對話工程師|多口快充的主流架構分析與實現方式介紹
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