只需一顆晶片 10億台電腦秒變快充

2021 年 4 月 2 日
資訊
PC電腦, 快充

快充應用如雨後春筍般湧現，讓我們看到了顯示器、汽車、電動工具都逐步普及快充。

今天我們想為大家分享的是一個全新的快充應用領域，並且這個市場還非常龐大，跟每個讀者息息相關。

前言

電腦作為生產力工具，在我們的生活和工作中都起到了非常重要的作用，是我們日常離不開的夥伴。現在手機協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充電。

若能讓台式機提供USB-A、USB-C快充介面，在開機時支援快充對手機充電，充分利用碎片化時間充電，可減少一個充電器的購買，且節省桌面插座佔用。

據Gartner統計，2020年全球PC出貨量同比增長4.8%至2.75億台，為十年來最高增幅。加上以往出貨量，全球至少有數十億台電腦保有量。而這些個人電腦，也都有升級為USB-C快充的潛力。

一顆晶片讓台式機秒變快充

個人電腦主機箱內均內置了一台電源，常見的尺寸有ATX、SFX等。這些電源基於美國INTEL公司提出的ATX供電規範，是一個標準化的獨立產品。INTEL是全球CPU市場的霸主，參與了多種電腦標準技術的制訂和普及。

以個人電腦主機內部的ATX電源為例，這個最常見的電源均配置有12V輸出。標準化的12V輸出為手機快充提供了幾乎完美的支援，可以直接搭配市場上集成度非常高的DC-DC降壓晶片，並且協議支援廣泛。

輕鬆的就可以從電腦12V取電，通過降壓晶片為手機輸出快充，可滿足蘋果9V 2.22A 20W，Android11V 3A 33W快充。

電腦電源12V輸出，通過內置協議的DC-DC降壓晶片，由協議控制降壓，可輸出5V、9V PDO檔位，以及PPS、OPPO VOOC、華為SCP、三星AFC等快充協議，滿足不同手機充電需求。

個人電腦中的高性能電源不少採用了LLC架構，這一架構性能優秀，供電穩定，並且內部經過多次濾波，可以說為台式機升級快充提供了穩定的電能供應。

其中台式機電源輸出12V為CPU、顯示卡供電，有非常高的穩定性，可將降壓電路安裝在機箱內部，通過SATA硬碟供電介面或大4PIN介面從電源取電，通過降壓電路實現快充輸出。

使用時只需將數據線接到機箱的充電口即可實現快充，連接電腦傳輸數據時插回主板USB介面。

值得注意的是，這裡PCIe金手指僅用於固定，沒有從主板PCIe插槽取電，而是用SATA母座供電，因此擴展出來的USB-C介面，不具備數據傳輸功能。

台式機秒變快充，從使用場景能預見的優勢，可以為手機直接供電，也可以為無線充供電；此外，還能為小檯燈、小風扇等周邊用電器供電。

我們暫且叫它快充擴展卡，在設計初期就考慮到了全高機箱和半高機箱的PCI擋板尺寸，因此只需要更換不同擋板即可兼容這兩種機箱。無論你是ATX機箱，還是ITX、miniITX機箱，都能輕鬆應對。

舉一反三，這個理念也可以用於個人電腦桌面充改造，有待玩家進一步研究。

如果你需要多個USB-C、USB-A介面，也可以增加電源晶片自由組合，即使想要設計4個USB-C全快充介面也是可以實現的，內部使用全部獨立的方案，可以實現盲插功能。每個介面都可以實現快充，而不是單口可以快充，連接兩個設備就回落5V。快充擴展卡這個理念DIY可玩性非常強。

哪些晶片可以實現？

基於12V供電的降壓方案，中國多家大廠有完整的高度集成的解決方案，並且經過多年實際應用，兼容性和可靠性都非常好。

讓一台電腦支援快充，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、內置快充協議、開發高效，並且成本極具優勢；代表晶片品牌有智融、英集芯、富滿等。

DC-DC升降壓，這種方案也非常成熟，需要外掛快充協議晶片，適合開發大功率快充，發燒友的最愛；代表晶片品牌有南芯、寶礫微等。

值得注意的是，這些都是清一色國產晶片哦。目前國產晶片在這一領域已經做到世界一流水準，並且性能得到了市場驗證，累計出貨量近億顆了。

ismartware智融

智融對於車充降壓具有完整的產品線，其中內置協議的降壓晶片有SW3510、SW3513、SW3514、SW3516、SW3517、SW3518，搭配電感和降壓開關管等外圍元件即可實現功能完整的降壓電路。

此外，智融SW3521、SW3522、SW3526內置降壓開關管，為全部集成設計，外圍元件精簡，協議支援廣泛，一顆晶片搭配必須的外圍元件即可完成自帶協議的降壓轉換器產品。

智融一口氣推出9款三星S21+快充方案文章，歸納了智融可用於實現手機快充的降壓晶片和協議晶片。

智融SW3518S是一顆降壓控制器，需要外置開關管，但是SW3518S支援VOOC閃充，最高輸出電流5A，支援PD3.0/PPS快充，並且支援雙口快充輸出，支援QC4+、華為SCP、三星AFC等豐富的快充協議，現在很多氮化鎵多口充電器都在使用這顆晶片用來支援多口輸出。

智融SW3521為支援USB-A口快充的全集成降壓IC，內部集成開關管，支援華為高壓和低壓SCP，對華為手機的快充有很好的支援，搭配簡單的外圍元件，就可組成完整的高性能多快充協議的充電解決方案。

智融SW3522支援USB-C口，支援PD3.0快充和PPS快充，內部集成開關管，支援QC和AFC快充。智融SW3521和SW3522都採用ESOP8封裝，外圍元件精簡，集成度高，兩顆晶片分別實現USB-A和USB-C快充，智融車充參考設計介紹。

智融SW3526是一顆支援USB-C或USB-A口的全集成車充降壓IC，內部集成開關管，支援華為高壓和低壓SCP，對華為手機的快充具有很好的支援。同時還支援PD3.0/PPS快充，支援AFC和QC等快充協議，使用了SW3526的機樂堂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，可用於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，協議支援非常廣泛，支援PD和QC快充，支援PPS快充，並且還通過了PD3.0 USB IF協會認證。

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支援PD3.0/PPS輸出，支援華為高壓SCP、三星AFC以及QC快充協議。支援USB-C介面，支援18W PD快充。IP6520內部集成開關管，採用ESOP8封裝，外圍簡單方便布局。充電頭網實測兼容性非常好。

英集芯IP6525T全集成降壓轉換器，集成降壓控制和協議識別功能。IP6525T支援華為FCP、三星AFC和QC快充，支援USB-A口降壓輸出，內置開關管，外圍元件非常精簡，IP6525T支援18W輸出，支援完善的保護功能。三星車充都在用這款降壓晶片。

英集芯IP6537是一顆高集成的快充車充晶片，集成了高效同步降壓轉換器和協議識別功能，外圍精簡，可以為車載充電器的開發提供完整的解決方案。充電頭網通過ChargerLAB POWER-Z KM001C檢測，英集芯IP6537可支援5V/3A、9V/2.22A、3.3-11V/2A輸出。

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

FM富滿

富滿XPM5236晶片集成同步降壓控制與多協議識別功能，並且採用內置MOS的設計，最大輸出功率可達到36W。同時，該晶片還具有集成度高、封裝簡單等特點，可以有效減少晶片外圍的元器件數量，節省系統開發成本，加速產品上市。

富滿XPM5236系列採用ESOP8封裝，有XPM5236A和XPM5236B兩個型號，均採用ESOP8封裝，支援6.6V至 36V超寬電壓輸入，以及3.6V至12V輸出，並可依據充電協議自行調整。其中XPM5236A的PDO配置為5V/3A、9V/3A兩個電壓檔位，XPM5236B 的PDO配置為5V/3A、9V/3A、12V/3A三個電壓檔位。

協議方面，支援Apple 2.4A、USB DCP、QC3.0、QC2.0、AFC、FCP等協議。XPM5236內部集成開關管，內置補償功能，外圍僅需四顆元件，即可提供36W大功率快充，同時快充兼容性也不錯。

Southchip南芯

南芯是中國第一家升降壓控制器晶片廠商，旗下產品非常廣泛，南芯的方案適合做大功率升降壓快充使用，元件數量相對較多。