根据HIS的预测，未来3年中采用USB Type-C接口的电子设备数量将快速增长。现实中，USB接口除了数据传输之外，另一个重要的功能就是功率传输，即“充电”，因此在可以预见的未来，随着USB Type-C市场的拓展，基于USB Type-C的智能功率传输标准USB-PD也将获得快速的发展。 0755-83946355

图1，USB Type-C 设备出货量预测

     虽然目前市场上并存着多种快速智能充电协议，不过有分析认为USB-PD协议未来将有望“一统江湖”。根据USB-PD标准的定义，在未来的USB Type-C接口中，将可以承载高达3A或5A的电流，传输的功率也将达到100W，大大超出了目前市场上的充电协议性能。此外，在USB Type-C接口中还特别定义了CC1&CC2专用通道，用于功率传输协议通讯。这些特性都让USB-PD成为最引人瞩目的充电协议。0755-83946355
对于智能的充电技术来说，两个特性尤为关键：一是实现电源管理的高效率，二是根据功率传输协议实现灵活的自适应调节。目前所有可供商用的智能充电解决方案，也都是从这两个方面入手确立自身的竞争优势。
日前，Power Integrations公司(以下简称PI)和Cypress公司就联合推出了一款兼容USB-PD协议的智能移动设备AC-DC充电器参考设计DER-533，该方案功率为20W，实现了USB-PD标准的Profile 2要求，能够通过标准3A、USB Type-C线缆提供5V/3A和9V/2.2A的功率传输。0755-83946355
该方案的AC/DC部分采用的是PI公司InnoSwitch-CP芯片，这是一款高度集成的隔离反激拓扑开关IC，由于采用了PI特有的FluxLink技术，基于InnoSwitch-CP芯片的AC/DC方案既实现了高性能的次级反馈控制，而在电路结构简洁性上又与初级反馈控制电路相当，省去了传统次级反馈控制中必须的光耦器件，电路所需的BOM大大简化。InnoSwitch-CP跨接于初次级隔离带之间，同时控制初级与次级开关，它采用同步整流驱动，在实现高效率的同时，也防止了两个功率MOSFET发生交越导通。在安全性方面，InnoSwitch-CP芯片具有全面的保护特性，能够满足隔离元件的所有法规及耐压要求。0755-83946355
InnoSwitch-CP芯片有机会实现高效率的电源设计。曾经在其他设计中实现过高于90%的平均效率，且空载功耗可以做到低于10 mW。在PI与Cypress联合推出的DER-533 参考设计中，其空载功耗低于30 mW，在负载端的效率均达到87%以上，能够满足DoE6能效要求。0755-83946355
该充电器参考设计的USB-PD协议IC，采用的是Cypress公司的CCG2 C型USB端口控制器。该器件中，集成了Type-C 收发器、终端电阻及系统级的ESD保护电路，包含了一个ARM Cortex-M0处理器及32KB闪存，出厂前已经固化了满足USB-IF 要求的固件程序，在进入“深度睡眠” 状态时仅消耗2.5μA电流。CCG2的特点在于其可编程性，开发者可以根据USB-PD标准的变化更新固件，满足不断变化的USB-IF规范要求，这让该方案获得了极强的适应性。0755-83946355

图2，PI和Cypress联合推出的USB-PD充电参考设计电路图

      以上两个关键器件奠定了这一USB-PD充电器参考设计的坚实基础，使其成为一个具有商用前景的方案。合作的双方也给出了积极的互评。0755-83946355
谈到未来的市场前景，Power Integrations市场营销总监Shyam Dujari表示，USB-PD将成为下一代移动设备的功率传输载体，并具有良好的可扩展性;它使用纤薄的、正反向可双面插入且连接稳固的连接器，在一个统一的架构内同时实现功率和数据的传输。他认为该方案中采用的Cypress的USB Type-C控制器是当前USB规范最成熟、的实现方案，同时由于其外形小巧且完全可编程，因此在这种重要的新接口技术的关键部署阶段具有很高的设计灵活性。0755-83946355
Cypress公司USB产品线总监Ganesh Subramaniam也对这一方案给予很高的评价，他认为PI的InnoSwitch AC-DC转换器IC能够实现智能移动行业快速充电适配器开发人员所希望的高效率、高可靠性以及小尺寸的设计要求，“充电器无处不在，而USB Type-C接口的采用会使得USB-PD广泛应用于笔记本电脑、平板电脑和手机的电源适配器。”0755-83946355

图3，该USB-PD充电方案强调简单、成本低的设计