一、 什么是QC和PD协议QCQuick Charge是高通公司专为骁龙处理器终端研发的快速充电技术首代版本于2013年推出。QC的本质是高通与高端SOC芯片深度绑定的私有协议通过在充电器与设备之间建立握手通信突破标准USB 5V/2A的功率天花板。而PDUSB Power Delivery是USB-IF制定的通用快充规范通过USB-C接口的CC线进行双向通信协商电压与电流功率范围从15W覆盖到240W。二、 高通QC协议发展历程QC 1.02013年首代发布直接将USB传统的5V/1A充电能力提升至5V/2A功率约10W充电速度比以往快了40%。QC 2.02014-2015年划时代地改变充电电压从常规5V提升至9V/12V/20V在2A电流下实现18W大功率传输线材无需特殊处理即可通用。QC 3.02015年引入INOV智能协商算法以200mV为一档在3.6-20V间动态调节电压效率提升最高38%发热降低45%。全面采用Type-C接口最大电流提升至3A。QC 4.0 / QC 42016-2017年功率提升至28W取消12V电压档。QC 4.0首次兼容USB PD 2.0QC 4则在USB PD 3.0、PPS基础上增加了对QC 3.0、QC 2.0的兼容支持实现多协议融合。QC 5.0 / QC 52020-2025年QC 5.0功率达100W采用多路充电技术。2025年QC 5进一步提升至140W动态调节优化温度控制与充电效率。总结QC从5V/2A起步到现在的140W走了一条从“高压低流”到兼容PD协议再到全面拥抱标准化的融合路线。三、USB PD协议发展历程PD 1.02012年初代版本支持5V/12V/20V固定电压档位最高100W定义了供电角色Source/Sink和数据角色。PD 2.02014年伴随Type-C接口普及将固定电压扩展到5V/9V/15V/20V四档功率推至约100W成为2015-2018年主流旗舰设备的充电标准。PD 3.02015-2017年最具突破性的一代。引入PPS可编程电源支持3.3-21V以20mV/step精度动态调节电压新增快速角色交换功能FRS供电方向切换可在500微秒内完成增加协议层认证机制防范劣质充电器。PD 3.12021年将功率划分为SPR标准功率范围和EPR扩展功率范围新增28V、36V、48V三档EPR电压最高240W首次将PD协议覆盖到笔电、服务器等大功率设备。PD 3.22024年在沿用240W能力的基础上进一步细化SPR/AVS调压规范完善以Type-C为核心的统一充电生态。生态交融高通QC4主动拥抱PD 3.0OPPO、vivo、小米等头部厂商也先后兼容PD/PPS协议。PD协议凭借Type-C接口的物理基础和开放生态正在成为连接所有设备的终极通用语言。四、沁恒WCH的全方位PD产品生态理解了QC与PD的进化史那么在具体的方案开发中应该如何利用这些技术呢沁恒WCH作为一家深耕Type-C PD应用的国产芯片厂商通过构建完整的PD产品生态为工程师提供了从受电到供电、从单口到多口、从数据到电源的丰富选择。PD_SINK受电端代表产品CH224系列CH224Q/CH224A为支持USB PD 3.2的PD快充协议受电芯片最高支持PD 3.2 EPR 140W功率支持单电阻配置、I/O电平配置及I2C配置。芯片内置高压LDO静态功耗低集成度高外围精简集成输出电压检测及过压保护功能。CH224K/CH224D/CH221K 为支持 USB PD3.0 的 USB PD 快充协议受电芯片最高支持 100W 功率 支持单电阻配置和 I/O 电平配置。应用“诱骗取电”神器。可广泛应用于无线充电器、锂电池电动工具、小家电等各类需要从PD充电器获取高功率的场合。PD_SOURCE供电端沁恒PD_SOURCE产品线覆盖从超小封装到高压大功率的全方位需求CH235SESSOP-10封装的Type-C单口快充协议芯片支持PD 3.0/2.0、PPS等协议支持TL431等各类电压基准或DC-DC系统的FB灌电流调节集成VBUS检测与放电功能并提供过压、欠压、过流、过温保护。CH236D单芯片集成USB PD等多种协议支持AC/DC恒压或恒流输出模式内置DC/DC控制模块集成VBUS检测与放电功能可应用于交流电源适配器、车载充电器、UPS、移动电源等场合。CH238PQFN16封装的Type-C单口快充协议芯片支持PD 3.0/2.0、PPS等协议内置电源通路NMOS支持全反馈电流调节和增量开环电流调节两种模式可用于直接光耦控制电压调节或FB灌电流电压调节带有VBUS检测与放电功能并提供过温保护。CH237DCH237为Type-A/C双口快充协议芯片单芯片集成USB PD等多种协议支持一个Type-C接口和一 个Type-A接口同时使用支持PD2.0/3.0、PPS、BC1.2等主流快充协议支持AC-DC和DC-DC恒压、恒 流输出模式反馈调节高集成度外围精简。集成VBUS检测与放电功能并且提供过流、过温、过压、 欠压保护等。应用充电器、车充、移动电源等供电设备的核心快控芯片。PD_DRP双角色电力DRPDual Role Port的核心能力是在Source供电与Sink受电两种角色间动态切换从而实现灵活的双向充放电管理。典型方案CH32X035 CH211CH32X035是一款内置PD PHY的32位RISC-V MCU集成USB通信与PD电源管理支持USB PD 2.0/3.0、PPS及BC1.2快充协议可灵活配置为纯Source、纯Sink或DRP双角色模式。搭配CH211芯片可完整实现DRP方案的软件协议栈与硬件逻辑控制官方evt里面提供了原理图和例程。灵活可选的替代方案 CH32L103/CH32M030若开发者倾向于更简化的系统集成或特定的功耗需求官网EVT中提供的CH32L103/CH32M030等系列MCU加CH211实现PD sink/source/DRP的例程。应用双向快充电源、Type-C接口设备等需要角色动态切换的场景。PD_HUB扩展与集线器PD_HUB需要同时满足多端口扩展、协议转换和充电路径管理的复杂需求。沁恒针对不同的HUB场景提供了多款专用芯片CH227系列Type-C双向快充管理芯片。单芯片集成USB PD协议支持数据角色与电源角色切换、双口数据包透传CH227F最大可提供高达140WEPR模式的充电功率内置高压LDO是双向快充扩展坞的核心器件。CH227 CH634组合在多口快充HUB场景中CH227负责PD协议握手与电源管理CH634四端口USB 3.0 HUB芯片负责高速数据扩展两者配合可为笔记本扩展坞等应用提供“数据电源”的完整解决方案。CH225系列 / CH226系列CH225单芯片集成USB PD协议、电源/数据角色切换与音频输出可实现Type-C转音频充电的一站式扩展外围精简即插即用代表方案如CH225K和CH225S其中 CH225S 同时支持 DisplayPort(简称 DP)视频输出拓展内置 PD 通讯模块集成度高外围精简。CH226作为CH225的升级版其充电端口支持PD 2.0、BC1.2等握手协议最大可提供12V/3A的充电功率。该系列主要面向手机、平板等Type-C充电口扩展音频时“边充边听”的应用场景。应用笔记本扩展坞、双向快充HUB、边听边充转接头、多口快充线等复杂集线设备。eMarker电子标签芯片eMarker芯片用于标记USB-C线缆的功率传输能力和数据传输速度是开启大功率快充通常超过3A的必要器件。沁恒提供了一系列针对不同类型Type-C线缆设计的电子标签芯片CH251系列简化版eMarker芯片单芯片集成VCONN二极管和Ra电阻支持USB Type-C 2.1标准和USB PD 3.1标准VBUS支持高压供电可用于Type-C五芯线缆相关应用。CH252系列USB Type-C线缆E-Marker芯片支持USB Type-C 2.1标准和USB PD 3.1标准。出厂时烧录有默认配置并支持通过Type-C接口对成品线缆进行配置数据的更新烧写最多支持5次更新。CH253系列高耐压USB Type-C线缆电子标签芯片支持USB Type-C 2.1标准和USB PD 3.1标准内部集成VCONN二极管、Ra电阻和高压LDO可以单芯片工作无需外围器件。VCONN引脚耐压高达51VCC引脚耐压55V并已通过USB-IF PD3.1认证TID号11163。CH254系列支持温度保护的eMarker芯片单芯片集成VCONN二极管和Ra电阻支持USB Type-C 2.1标准和USB PD 3.1标准VBUS支持高压供电。上述芯片出厂时内部均烧录有默认配置并支持对成品线缆进行配置数据的更新烧写每片至多支持5次更新同时具备数据锁定功能。应用各类Type-C线缆、USB4 Passive Cable等电子标签应用是高品质快充线不可或缺的身份标识。一进多出快充线专用SoC CH9241依托自研青稞RISC-V微处理器、USB PD PHY、PD协议处理、高压功率处理与模拟开关技术沁恒专用SoC芯片CH9241实现了一进多出快充线核心器件的全内置和全集成让一拖二、一拖三专业快充线体积更小、成本更优、结构更灵活——外围仅需DCDC和NMOS无需MCU、无需PD受电芯片/PD收发芯片、无需高压LDO、无需模拟开关。核心特性支持PD 3.2/2.0协议内置eMarker功能最高支持140W PD协议功率输入支持智能功率分配及电源通路控制双口/三口同时快充内置高压LDO可由VBUS直接供电内置NMOS栅极升压驱动支持多通路高侧NMOS直驱内置双路输出电流检测功能支持USB数据通信及D/D-快充协议支持基于输入端Type-C接口的固件升级典型应用方案CH9241A一拖二快充线方案支持140W双口智能自适应功率分配方案支持USB数据通信功能CH9241F一拖三快充线方案支持智能功率分配主控内置模拟开关主口原生支持USB通信CH9241K一拖二电源共享方案支持100W。应用一拖二、一拖三专业快充线的核心SoC让多口快充线的设计从多芯片组合走向单芯片高度集成。产品总览速查表品类代表方案/型号核心能力典型应用场景PD_SINKCH224系列PD 3.2 高达140W受电I2C可配置诱骗充电头输出高压给电动工具、小家电供电PD_SOURCECH235S / CH236D / CH237D / CH238P支持PD 3.0、PPS及BC1.2(CH 238P内置MOSFET)充电器、车充、移动电源、AC-DC电源适配器PD_DRPCH32X035 / CH32L103 / CH32M030 CH211软件配置Source/Sink/DRP模式内置PD PHY双向快充电源、Type-C接口设备PD_HUBCH227 / CH227CH634 / CH225 / CH226双向快充管理、多端口数据扩展、音频扩展笔记本扩展坞、双向快充HUB、边听边充转接头eMarkerCH251 / CH252 / CH253 / CH254单芯片集成VCONN二极管及Ra电阻支持配置更新Type-C线缆、USB4 Passive Cable电子标签一进多出SoCCH9241A/F/K系列内置RISC-V处理器、PD PHY、eMarker支持智能功率分配一拖二、一拖三专业快充线总结QC经历了从独善其身到兼容并蓄的漫长转型而PD则凭借Type-C接口和不断迭代的通用规范从100W到240W将智能手机、笔记本电脑乃至电动工具纳入了同一条充电生态。对于工程师与产品开发者而言沁恒WCH提供的这套从受电SINK到供电SOURCE从双角色切换DRP到多口扩展PD HUB的全系列芯片方案已经能够灵活覆盖绝大多数Type-C应用场景让高速快充与数据扩展的设计变得更加简单、高效、可靠。