前言
說起 USB-PD 協（xié）議，全名 USB Power Delivery ，可能對於很多人來說還很（hěn）陌生，但是目前越來越多（duō）的手機已經開（kāi）始支（zhī）持這一協議並用來（lái）做為設備快速充電的功能。
稍有了解的人可能認為（wéi）， USB-PD 協議的充電器輸出是（shì）以 Type-C 輸出的，這與我（wǒ）們常見的 USB-A 接口輸出不同，但是這並不能單純作為判別是否為支（zhī）持（chí） USB-PD 協議的充電器，有 Type-C 輸（shū）出的，不一（yī）定是支持 USB-PD 協議充電（diàn）器；支持 USB-PD 協議的充電器，一定（dìng）是 Type-C 輸出的。
PD充電（diàn）器硬件結構
典型的手機充電器的硬件結構（以基於（yú）Dialog方案的高（gāo）通QC2.0快（kuài）充協議為例）如圖1所示。iW626作為QC2.0協議控製器，經由USB口的D+/D-信號（hào）和手機側AP進行供（gòng）電協商，然後通過光耦控製原邊的（de）AC/DC控製（zhì）器iW1780完成輸出電壓（yā）的（de）調整。
基於PD協議的充電器電路可以維持AC/DC部分不變，隻是將QC協議控製器替換（huàn）為PD控製器，比如Cypress半導體（tǐ）的（de）CCG2（type-cControllerGeneraTIon2）。CCG2是最早通過USB-IF認證的PD控製器之一，內部包（bāo）含（hán）ARM®Cortex®-M0處理器（qì）和完備的PD協議（yì）收發器，可以滿足充電器，主機，附件，EMAC線纜等各種支持type-c口的應用，在蘋果，聯想，HP，Dell，小米，樂視等一（yī）線品牌客戶都（dōu）有眾多的量產案例。
采用CCG2PD控製器和DialogAC/DC控製器的充電器電路（lù）簡圖如圖2所示，CCG2通過（guò）Type-C口的CC信號（hào）和手機AP進行PD協議溝通，然後通過PWM控（kòng）製光耦將電壓和電流需求反饋到（dào）AC/DC進行輸出調節。CCG2會通過采（cǎi）樣VBUS來（lái）保證PD協議狀態機的可靠運（yùn）轉（zhuǎn），並且根據PD狀態通過MOSFET控製VBUS的通斷。另外CCG2也可以通過D+/D-支持（chí）QC3.0協議，在同一個Type-C口上實現PD和QC的（de）共存（cún）（實際工作時兩者不能（néng）同時起用，用戶可以定（dìng）義優先級和（hé）使能策略）。PD快充除了可以進行（háng）調壓（yā）充電，還可以進行電流調節，實現電流精調或者（zhě）大（dà）電流充電甚至直充（chōng）。CCG2可以使用內部ADC進行電（diàn）壓電流采樣，進行閉環控製和OVP/OCP/UVP保護。CCG2的保（bǎo）護機製是軟（ruǎn）件控製的，因此實（shí）時性不夠，可以充當AC/DC控製器保護的（de）輔助或者冗餘（yú）。Cypress的第三代PD控製器CCG3在精簡BOM的同時，集成了內部硬件的OCP/OVP等保（bǎo）護機製，提高了ADC精度（dù），提供（gòng）了最優的大電流直充方案，已（yǐ）經在多個手機客戶（hù）開始了評估設計。
PD充電協議是什麽
PD充電協議是USB-IF組織公布的功率（lǜ）傳輸協議，它可以使目前默認最大功率5V/2A的type-c接口提高到100W，同時穀歌（gē）宣布androids7.0以（yǐ）上的手機搭（dā）載（zǎi）的快充協議必須支持PD協議，意在統一快充市場。
PD協（xié）議快充什麽意思（sī）
USB-PowerDelivery（USBPD）是目前主流（liú）的（de）快充（chōng）協議之（zhī）一。是由USB-IF組織製定的一種快速充電規範。。USBPD透過USB電纜和連接器增加電力輸（shū）送，擴展USB應（yīng）用中（zhōng）的電纜總（zǒng）線供電能力。該規範（fàn）可實現更高的電壓和電流，輸送的功率最高可達100瓦，並可以自由的（de）改變電力的輸（shū）送方向。
USBPD和Type-C的關係（xì）。經常會有人（rén）把USBPD和Type-C放在一起談，甚至就把Type-C充電器叫做PD充電器。USBPD和Type-C其實（shí）是兩碼事，USBPD是一種快速充電協議，而（ér）Type-C則（zé）是一種新的接口規範。Type-C接口默認最大支持5V/3A，但在（zài）實現了USBPD協議以後，能夠使輸出功率最大支持到前文提到的100W。所以現在許多（duō）實用Type-C接口的（de）設備都會支持USBPD協議。
USBPD的發展（zhǎn）前景。USBPD現在已經發展（zhǎn）到了USBPD3.0版本。在穀歌（gē）的推（tuī）動下目USBPD已經收編（biān）了高（gāo）通的QC快（kuài）充協議，並（bìng）獲得了中國工信部的支持。有望在不（bú）久（jiǔ）統一目前混亂的快充市場。
PD快充協議優勢
PD是PowerDelivery，關注的是兩個或者多個設（shè）備，甚至是一個基（jī）於USB接（jiē）口的智能電網的電能傳輸（shū）過程，電能傳輸可以是雙方向的，甚至是組網的，可以具備係統級供電（diàn）策（cè）略。而QC是QuickCharge僅僅關（guān）注的是快速充電問題，電能傳輸是單方向的（de），不具備電能組網能力，不支持除了（le）供電以外的（de）其他功能。
USBPD的通信是將協議層的（de）消息調製成24MHZ的FSK信號並耦合（hé）到VBUS上（shàng）或者從VBUS上獲得FSK信號來實現手機和充電器通信（xìn）的過程（chéng）。
如圖所示，在（zài）USB PD通信中，是將24MHz的FSK通過cAC-Coupling耦（ǒu）合（hé）電容耦合到VBUS上的直流電平上的，而為了使24MHz的（de）FSK不對PowerSupply或者USBHost的（de）VBUS直流（liú）電壓產生影響，在回（huí）路中同時添加了zIsolation電感組成的低通濾（lǜ）波器過濾掉FSK信號。
US BPD的原理，以手機（jī）和充電器都支持USBPD為例講解如下：
1）USBOTG的PHY監控VBUS電壓（yā），如果（guǒ）有VBUS的5V電壓存在並且檢測到OTGID腳是1K下拉電阻（zǔ）（不是OTGHost模式（shì），OTGHost模式（shì）的ID電阻是小於1K的），就說明該（gāi）電纜是支持（chí）USBPD的；
2）USBOTG做正常BCSV1.2規範（fàn）的充電器探測並且（qiě）啟動USBPD設備策（cè）略管理器，策略管理器監控VBUS的直流電平上是否耦合了FSK信號，並且解碼消息得出是CapabilitiesSource消息，就根（gēn）據（jù）USBPD規範解析該消息得出（chū）USBPD充電器所支（zhī）持的所有電壓和電流列表對；
3）手機根據用戶的配置從CapabilitiesSource消息中選擇一個（gè）電壓和電（diàn）流對，並將電壓和電流對加在Request消息的（de）payload上，然後策略管理（lǐ）器將（jiāng）FSK信號耦合到VBUS直流電平上；
4）充電器解碼FSK信號並發出（chū）Accept消息給手機，同時（shí）調整（zhěng）PowerSupply的直流電（diàn）壓和電流輸（shū）出；
5）手機收到Accept消息，調整ChargerIC的充電電壓和電流；
6）手機在充電過程中可以動態發送（sòng）Request消息來請求充電器改變輸出（chū）電壓和電流，從而實現快速充（chōng）電的過程。
