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目标140W充电功率!USB PD3.1氮化镓充电器值得选吗?

admin 35 95

从今年开始,你会发现部分游戏本和全能本开始支持使用基于USBType-C接口的140W氮化镓充电器供电了,突破了长期以来的100W功率限制。没错,这就是充电协议的妙处,可以进一步帮我们减轻笔记本的旅行重量(主机+电源)。那么,这种支持协议的新款充电器是否值得我们期待?

全新标准

作为历史上通用性和兼容性最佳的接口,USB在诞生之初就提供了供电(即给其他数码产品充电)的功能。为了满足使用USB给手机、平板电脑、笔记本等数码设备充电的需求,USB-IF组织从2010年开始便先后推出了、、、和+PPS充电协议,将充电功率一步步从7.5W推升到100W。


其中,与我们接触最密切的就是2017年更新的+PPS。市面上几乎所有的氮化镓充电器都支持这个标准,一个充电器就能满足给手机、平板电脑和笔记本充电的能力,出差时再也无须同时为每个数码产品准备单独的充电器了。

但是,+PPS的充电功率上限依旧是100W,面对搭载U系列酷睿/锐龙处理器的轻薄本毫无压力,但遇到搭载H系列酷睿/锐龙处理器全能本或游戏本就“压力山大”了,高负载工作时甚至会出现电量越充越小的现象。

为了进一步提高笔记本的充电效率,USB-IF组织在2021年5月发布了最新的协议标准,新增28V、36V和48V三种固定电压档和三种AVS可调电压档,对应140W、180W和240W三种充电功率,试图将智能手机、笔记本电脑、穿戴式和IoT设备、智能家居、通信和安防设备以及电动车都纳入到PD的充电版图中来。


需要注意的是,充电功率越高,对充电器以及线缆的要求越高。考虑到当前的市场需求与商业化量产的成本,短期内我们只能看到兼容28W电压的充电器。但即便如此,140W的充电功率,也足以满足武装RTX3050独显级别游戏本的全力输出了,哪怕是高端游戏本也能实现中负载下不掉电的目标。

的首秀

能够快速商业化,离不开苹果的“鼎力支持”——2021年10月发布的16英寸MacBookPro,成为了全球首款支持快充技术的笔记本电脑。

不过,MacBookPro想要实现140W快充,需要AppleA2452充电器+匹配的USBType-CtoMagSafe3充电线,二者缺一不可,单独购买成本高昂。

的核心部件

实际上,苹果外设就从来没有便宜过,的普及还是需要整个供应链和主流品牌的携手推广,背后涉及到协议芯片、E-marker芯片、同步整流、DC-DC降压芯片等诸多模块。好消息是,目前与生态相关的芯片越来越丰富,成本控制越来越理想。

本图来自充电头网

其中,协议芯片会用在充电器内,负责与充电设备和充电线的“握手”。以英集芯IP2736协议芯片为例,它不仅支持/3.1协议和28VEPR档位输出,还同时兼容高通QC5(向下兼容QC4等早期协议)、中国融合快充标准UFCS、FCP、SFCP、SCP、AFC以及MTKPE等绝大多数快充协议,可以适配很多型号的手机。

E-marker芯片则是用在充电线内,调节充电器与充电设备之间的电流与电压以及数据传输标准。以Hynetek慧能泰半导体推出的HUSB332BE-Marker芯片为例,它不仅支持EPR240W功率传输,还兼容雷电3和USB440Gbps的数据传输。一般来说,充电器自带的充电线集成的E-marker都不带数据传输或仅支持的传输速度,同时支持高功率和高传输速度的充电线价格也会明显增加。

本图来自充电头

更高的输出电压和功率,会对电源芯片提出更为苛刻的要求。因此,想要支持,不仅需要用上PFC+LLC电源架构,还需要更高耐压值的同步整流芯片,应对140W功率下EPR28V输出电压的挑战。此外,由于快充的AC-DC生态还不够成熟,因此相关充电器内还需要加入降压芯片进行二次调压以实现5V~28V输出。

总体而言,能够支持28V(140W)的充电器成本较之时期的20V(100W)增加了不少,短期内也不会卖的太过便宜,但第三方品牌也肯定远低于AppleA2452。

如何测试

对于普通消费者,可以通过ChargerLAB旗下的便携式测试仪POWER-ZKM002C对市售的新款充电器进行检测,看看它们是否支持协议。和早期型号相比,POWER-ZKM002C针对快充协议进行了优化,支持0V~50V以及0A~6A的超大量程。以苹果AppleA2452140W充电器为例,检测结果是其支持5V/3A、9V/3A、15V/5A、20V/5Ahe28V/5A五组固定电压档位,以及15V~28VAVS档位。

需要注意的是,140W只是充电器在EPR28V输出电压下的理论值,实际充电过程很难达到并长时间保持在这个水平上。还是以苹果MacBookPro16为例,通过原装充电器和MagSafe3线缆充电时的实测功率为27.93V/4.71A约131.60W。

目前支持协议的充电器尚处于普及前夕,除了前文提到的AppleA2452,短期内我们还能买到闪极、雅晶源、新斯宝和瑞嘉达品牌旗下的产品。在选购时除了价格因素以外,我们还需留意它们配备了几个充电接口,支持哪些快充协议,最理想的状态肯定是价格相对实惠,且兼容自己正在使用手机快充技术的产品。