快充 VS 普充

普通充電

對于 USB Type-A Standard 轉 USB Type-B Micro 接口的連接線給手機充電。

充電頭端的 USB Type-A Receptacle 作為供電端，在沒有充電協議的加持下，

最大只能對外提供 5V@900mA （USB3.0 是 900mA，USB2.0 是 500mA）的充電功率。這是 USB Type-A 接口的硬件設計規范。

對于 USB Type-A Plug 轉 USB Type-C Plug 的連接線給手機充電。

在沒有充電協議的加持下，Type-C 接口規定，Power Source 端供電能力取決于cc上的 Rp 電阻。Power Sink 端 cc 下拉 Rd=5.1K，根據 cc 分壓即可確定 Power Source 端的供電能力。

由于轉接線和充電頭可能不是配套的。如果充電頭端的 USB Type-A Receptacle 只能提供5V@900mA，那么即使轉接線 Type-C Plug 端 Rp聲明為 5V@3A，也沒法給手機提供5V@3A 的充電功率，還有可能損壞充電頭。

顯然，在沒有充電協議加持的情況下，Type-C 轉接線最大可以支持 5V3A 的充電功率，Type-B Micro 轉接線最大可以支持 5V@900mA 的充電功率，這都是單純的硬件設計規范。

快速充電

實際上，不管是 Type-C 接口，還是 Micro USB 接口，都出現過超過硬件接口設計規范的充電功率產品。這些都是快充協議的功勞，而且大都是利用轉接線中的 USB2.0 D+/- 兩個線完成通訊（注意這里的通信不是 USB通信，只是利用 D+/- 兩根線，設計的通訊協議而已。詳細協議此文不做介紹）。

手機市場巨大，各家雖然都采用同樣的充電接口，但是基本都設計了自家的私有快充協議。

關于手機的快充，有三點是關鍵。充電頭、充電線、充電設備。

以華為 Mate40 手機為例，支持最新的 FCP 快充協議，在使用原裝充電器和充電線的情況下，最大支持66W（11V@6A）充電。

連接充電后，首先充電頭端會發起 FCP 快充識別協議，同時充電線的接頭里面也設計有識別 IC。當充電頭通過 FCP 協議正確識別了手機和充電線后，手機充電才會進入超級快充。為了實現 66W 超級快充，充電線材需要承受 6A 的大電流，因此必須設計一個識別 IC，防止使用普通線材發熱起火（充電線接口也設計為橘黃色和普通線材做出區分）。

當使用的充電頭，或者充電線不是原裝的，都只能實現普通充電模式。Mate40 同時支持 PD快充，顯示為快速充電。原裝充電器加充電線才會顯示為超級快充。
PD 快充

PD 全稱 Power Delivery，是 USB-IF 協會設計并推廣的一種快充協議。以統一移動電子設備快充協議混亂的局面。最新的 PD3.1 協議可以最大支持 240W的充電功率，幾乎涵蓋了所有的移動電子設備。

支持 PD 快充，必須采用 USB-C to USB-C 的連接線，因為 PD 快充是基于 PD 協議實現的。PD 協議是在 Configuration Channel 上實現的，即下圖中的 A5 或者 B5。USB Type-A 轉 USB Type-C 充電線中是沒有 cc 通訊的。

如下圖，當充電設備通過 USB-C to USB-C 的充電線連接后，雙方的 cc 都會連接。經過 Power Negotiate 后，會實現 PD 快充。

PD 在 Power Negotiate 上比較簡單。如下圖，

1. Power Source 端發送 Source Capability（包含1-4組 Power Level）
2. Power Sink 根據自身需求請求一組合適的 Power Level
3. Power Source 安裝 Power Sink 請求提升電壓，設置限流閾值即可

抓取 PD 通信波形，以及 Vbus 變化情況，如下圖。

當然，PD 協議不僅僅會完成 Power Negotiate，還會繼續完成 AltMode 配置，為 DP、TBT、USB4、PCIe 等高速協議的鏈接做準備。

筆記本的充電需求一般在 45W-90W，因此Type-C 接口就是第一選擇，同時支持 PD 快充協議。一個 USB-C 口就可以實現 USB+DP+PD 所有功能。
筆記本電腦的 Type-C 充電器雖然最高會支持到 100W，但是根據 PD 充電協議的規則，也是可以給手機充電的。

手機作為 Power SInk 請求合適自己的 Power Level 即可。

多協議兼容

私有協議各有優勢，但是互不兼容。當 Power Source 端和 Power Sink 端的快充協議不一致，那么就猶如 “雞同鴨講”，無法實現快充了。
事實上，私有快充協議不兼容問題已經有工程師提出了解決方案，那就是多協議解碼器。通信協議實質上就是一定規則的電平變化，那么使用軟件配合 MCU 必然可以實現多協議兼容。如果 Power Source 端或者 Power Sink 端采用了多協議解碼器，就如同一個人學習了多門 “方言”，不管是粵語還是藏語，協議解碼器都能 “說” 或者 “聽”。

芯海科技就針對多協議充電推出完整的解決方案。

CS32G020 系列是芯海科技推出的支持 USB Type-C 和 PD3.0 協議的

USB Type-C 控制器，可應用于PC 電源適配器、手機充電器、移動電源、車充、 HUB 等領域。CS32G020 內嵌 ARM? Cortex?-M0 內核，主頻最高 48MHz， 可以支持很廣范圍的工業控制應用和需要高性能 CPU 的場合。內置 64K 字節程序flash，數據 flash 大小可配置(與程序 flash 共享) ,4K 字節 LDROM， 8K 字節 SRAM。CS32G020 封裝包括 QFN24 和 QFN32。

CS32G020支持 PD、QC4.0、SCP、FCP、AFC 等快充協議。

采用 CS32G020 設計的充電寶，使用 ChargerLAB POWER-Z KT001 檢測充電寶的 USB-C口，發現支持 Apple-2.4A、BC1.2、QC2.0/3.0，HUAWEI-FCP、HUAWEI-SCP 等多個快充協議。