UFCS(Universal Fast Charging Specification)是由电信终端产业协会发布的新一代融合快充标准。推出该协议的目的是要解决由各种私有快充协议互不兼容的问题。
与其他快充协议不同的是,UFCS协议规定如果设备支持多种快充协议时必须先进行UFCS的识别和通讯,当UFCS无法使用才可以使用其他快充协议,这样的优先使用权使得UFCS真正做到一个充电器就可以给多个设备提供快充。
UFCS协议将设备分为供电设备,线缆和充电设备三个部分,三部分之间通过USB接口连接,可互相进行通讯和能量传输。
易冲半导体的UFCS全链路解决方案框架图如上图所示,易冲半导体在供电设备,线缆和充电设备三部分都有自己的IC产品,并且可以提供包含有线充和无线充两种充电方式的完整解决方案。
易冲半导体目前在AC-DC、UFCS协议芯片、线缆E-Marker、电池Charger、无线充电、DC-DC六大领域都有UFCS相关产品布局,下面充电头网分别对易冲半导体在这些领域的产品布局进行介绍。
AC-DC控制芯片易冲半导体面向UFCS应用场景,目前布局了CPS9011、CPS9008、CPS9901三款AC-DC产品。
易冲 CPS9011 是一款支持CCM+QR模式的反激控制器,采用SOT-23-6封装;VDD工作电压范围10V~80V;最大工作频率可选85kHz或110kHz;支持轻载低功耗模式,突发模式点可选择。
易冲 CPS9011 的5V待机功耗<75mW;具有高低压自适应补偿功能;具有两级分段式OCP保护功能,满足LPS安规要求;还支持UVLO/OVP/OCP/OTP/OLP/OSP/温度保护等多重安全保护功能。
易冲 CPS9008 是一款支持CCM+QR模式的反激控制器;VDD工作电压范围10V~80V;内置HV启动和X电容放电功能;支持85kHz/130kHz/180kHz/250kHz等多种工作频率;支持轻载低功耗模式,5V待机功耗<35mW;具有高低压自适应补偿功能;具有两级分段式OCP保护功能,满足LPS安规要求;支持UVLO/OVP/OCP/OTP/OLP/OSP/外置温度保护等完善的保护功能。
易冲 CPS9901 是一款支持120V的高/低边的同步整流控制;支持CCM/DCM/QR工作模式;支持3V-30V宽电压输出的应用范围;具有内置自举的LDO供电电路;最大工作频率可达400kHz;支持GaN的应用,SR Gate Turn-on / Turn-off 速度可达10ns;SR Gate 具有开机嵌位功能,防止高压开机误触发;具有低功耗Green Mode运行模式。
协议芯片易冲半导体面向UFCS应用场景,目前布局了CPS8841、CPS8853两款协议芯片产品。
易冲 CPS8841 是一款快充协议控制芯片,采用QFN24 4x4mm封装;输入电压范围3.0V~22V;兼容USB PD3.0、BC1.2、QC2.0/3.0、FCP、UFCS等多种快充协议;支持其他基于DP/DN私有协议定制。
易冲 CPS8841 集成VCONN电源,可识别E-Marker线缆;集成恒压和恒流环路,外扩功率NMOS的开关控制;支持可配置线缆阻抗补偿;设计有I2C和GPIO引脚,支持拓展接口;具备OVP/OCP/OTP等完善的保护功能。
易冲 CPS8853是一款协议诱骗芯片,采用WCSP-8封装;作为Sink端支持最新UFCS协议;输入电压范围3V~3.6V;提供简单易用的上位机接口,方便集成到现有快充系统;兼容1.8V及1.2V I2C接口。
电池Charger易冲半导体面向UFCS应用场景,目前布局了CPS5601、CPS2011两款电池Charger产品。
易冲 CPS5601是一颗具有 NVDC 电源路径管理功能的降压充电芯片,采用QFN-24 4mm*4mm;输入电压范围3.9V~20V;支持VDM消息自定义,manufacture消息自定义;具备BATFET功能,支持OTG,支持精准调控输出电压电流。
易冲 CPS2011 是一颗高性能双相电荷泵快充芯片,采用WLCSP-36封装,适用于大容量单节锂电池;输入电压范围3.3V~12V;最大可支持7A充电电流;支持UFCS融合快速充电协议;支持2:1电荷泵模式和1:1 旁路直充模式;兼容1.2V / 1.8V电平的I2C接口;采用5通道ADC,用于电压/电流/温度监测。
易冲 CPS2011 较高的充电效率在业界有着很强竞争力,实测在VBAT=4V,IBAT=4A条件下,充电效率达97.2%;在VBAT=4V, IBAT=5A条件下,充电效率达96.7%。CPS2011还支持VBUSOVP/IBUSOCP/IBUSUCP/VBATOCP/VBATOVP 等多重安全保护功能。
无线充电易冲半导体面向UFCS应用场景,目前布局了CPS4047、CPS8600两款无线充电产品。
易冲 CPS4047是一款高集成度的无线接收芯片,采用WLCSP-72封装,支持Qi 1.2.4协议,作为RX接收功率最大可达40W并且具有TX功能最大输出功率可以达到10W,具有可编程MTP核心,并且有多个GPIO和I2C接口可根据需求进行定制开发,支持多通道的电压电流解调,解调能力强。
易冲 CPS8600是一款高集成度,高效率的发射芯片,采用QFN 3x4mm封装;输入电压范围5V~12V;支持Qi 1.2.4协议的BPP及EPP设计;最大可达15W;兼容 QC2.0/PD3.0/UFCS等多种快充协议;集成全桥驱动MOS,以及CC&DP/DN接口;支持高精度的电压电流采样模块和Q值检测;多通道的电压电流解调,解调能力强;支持驱动能力调节;支持死区时间调节。
DC-DC易冲半导体面向UFCS应用场景,目前布局了CPS5333、CPS5206两款DC-DC产品。
易冲 CPS5333 是一颗高性能的降压转换器,采用 TSOT23-6 封装;输入电压范围4.5V~30V;支持99% Duty cycle;最高可输出3A电流;超低EMI。
易冲 CPS5206 是一款4管升降压转换器,采用 QFN-28 5mm*5mm 封装;输入电压范围3.8V~36V;最高可输出8A电流;支持精准调控输出电流(步进50mA);超低EMI。
线缆E-Marker易冲 CPS8823 是一款支持UFCS的USB E-Marker芯片,提供 DFN6L 2x2、DFN8L 2x2、WCSP-6 三种封装选择;输入电压范围 2.7V~5.5V;支持最新USB PD3.1 V1.4协议;支持VDM消息自定义,manufacture消息自定义;支持EPR模式,支持USB4.0及雷电4;集成可编程温度保护和VBUS短路CC保护。
充电头网总结近期,终端快充行业协会成功举办了第一届插拔大会,加速融合快充技术标准UFCS(Universal Fast Charging Specification)产业化落地,越来越多的厂商开始着手研发UFCS对应的终端设备、快充芯片、充电线缆、充电器、测试工具等生态产品。
易冲半导体的UFCS全链路解决方案将供电设备、线缆和充电设备之间打通。供电设备端可由一个 AC-DC 电路和作为主控制的 CPS8841 组成,通过具有 E-Marker CPS8823 的线缆与充电设备相连。
在充电设备端既有以 CPS8853 和 CPS2011 为核心的有线充,也有以 CPS8600 为核心的无线充TX。无线充提供的能量经过无线 RX CPS4047 和 SC Charger CPS2011 流入电池中。全链路系统中包含了适配器、线缆、无线充TX、带有无线充RX的手机等多种产品,在这些产品中易冲半导体解决方案的身影随处可见。