快充及其实现原理
快充的官方定义为“从初始充电状态开始至充电30分钟，通过提高供电设备的输出电压或电流，实现进入电池的平均电流大于或等于3A或总充电量大于或等于电池额定容量的60%。”从定义描述可以看出，快充常见有两种实现方式：高输出电压、大输出电流。
那么供电设备（Source）如何知道用电设备（Sink）具体需要什么样的充电电压和充电电流呢？这时，充电协议就需要“出场”了。
两台设备之间基于充电协议规范，通过电平或者报文等方式进行通信协商，最终确定一个双方都接受的充电规格，这就是充电协议的作用。
常见的PD互连系统简要框图如下所示：
SRC端和SNK端的PD PHY通过C to C的线缆中的CC线进行连接，进行协商后将协商的充电需求结果反馈给MCU，再由SRC端MCU对BUCK-BOOST进行配置，以及SNK端MCU对Charger进行配置，开始充电。一个完整的PD充电流程VBUS电压变化如下图所示：
如前文所述，PD快充的基础是Type-C检测，因此在PD协商前首先会进行Type-C检测，完成后再进行更高级的PD协议协商，进一步提高充电电压。
因此Type-C的PD快充与以往USB-A的充电过程的区别在于：Type-C检测完成前，VBUS不进行供电，避免了在正确连接前可能出现的短路等问题；Type-C检测后，VBUS仅进行5V供电，PD协商后，VBUS提高至需求电压。
PD协议的协商由Source端和Sink端的PD PHY在CC线上以收发报文的形式进行，报文使用4b5b编码方式。
PD协议的完整系统包含策略层、协议层、物理层。其中策略层负责制定充电策略，管理充电规格，这部分一般由系统中的SOC进行实现；协议层按照策略层指令构建对应的协议报文，解析由物理层传递来的报文，并将内容反馈至策略层，处理GoodCRC和重发机制；物理层则对于协议层发来的报文进行CRC校验，进行4b5b编码并将报文从CC发出，或是对CC线上发来的报文进行5b4b解码以及CRC校验，并将解码后的内容反馈至协议层。
太阳成集团tyc4633AW35615作为一款支持PD3.0的PD PHY，可实现如下功能：
1.物理层的数据编码、解码、CRC校验功能
2.协议层中构建、解析报文并传递给物理层
3.处理GoodCRC以及重发报文
PD协议协商时，由主机对AW35615的FIFO进行读写实现PD数据的通信。流程如下图所示：
发送数据时，主机通过I²C将数据缓存至TX_FIFO中，再使能TX发送，进行物理层编码后发送至CC线；接收数据时，AW35615将CC线接收到的数据经过物理层解码后缓存至RX_FIFO中，主机通过I²C访问RX_FIFO。
PD协商的流程采用一问一答的形式，一次固定电压挡位需求的成功协商过程如下所示：
1. 首先由Source端在CC线上发送Source_Cap报文，对自己可支持的供电类型和挡位进行广播。
2.当SNK端成功接收到Source_Cap并解码成功时，回复GOODCRC表示接收成功。
3.SNK端从接收到的SRC中选择一个合适的供电类型和挡位，回复Request报文来进行请求。当Source端成功接收到Request并解码成功时，回复GOODCRC表示接收成功。
4.若SNK端请求的供电挡位符合SRC端的能力，则由SRC回复Accept表示接收。SNK接收到后回复GOODCRC。
5.SRC端调整VBUS电压到SNK请求的功率，然后发送PS_RDY。SNK收到后回复GOODCRC。
至此VBUS电压已调整为SNK端需求的电压挡位，PD功率协商完成。
除了固定电压挡位，AW35615还支持可编程供电挡位，即PPS模式。不同于固定电压挡位时的协商一次完成后电压即固定，PPS挡位下，SRC和SNK会不断地进行交互，协议要求SRC和SNK之间每10s内需要进行一次功率协商，以确保充电状态的安全以及实时进行电压的调节。
PPS模式下，每一次功率协商时SNK可以需求SRC端的VBUS电压以20mV的步长进行步进调节，因此PPS模式下SNK端可以需求3-20V范围内的任意VBUS电压。AW35615在这一模式配合开关电容充电芯片，可以实现VBUS电压跟随电池电压同步上升，以实现高效率的快速充电。
AW35615作为一颗支持PD3.0的PD PHY芯片，除了基础的PD协议协商功能，还集成了一些增强保护性和便利性的附加功能：
1.VBUS放电功能
AW35615提供了两种放电电阻值660Ω和10kΩ，通过寄存器配置使能进行放电，使得VBUS的电压迅速下降。快速泄放VBUS的残留电荷，可以减少对于VBUS引脚的电腐蚀。
2.支持自动回复GoodCRC报文
AW35615在收到PD报文并正确解码后，能够主动回复GoodCRC报文，而不用等待策略层的指令，提高系统运行效率。
3.自带WAKE低功耗检测模式
此模式下AW35615的CC线在待机状未连接态下将不进行toggle以降低功耗。
4.支持附件模式
AW35615可支持附件模式如Audio Accessory以实现对于模拟耳机的识别，同时也支持Debug Accessory。
5.支持Alt Mode
AW35615支持进行VDM类型报文的交互，可用于Type-C接口的DP模式切换等拓展应用。
6.CC端口过压保护功能
由于Type-C接口中CC和VBUS较为接近，因为在使用中或有短路的情况发生，此时CC端口的自带的OVP功能能够保护芯片内部模块不被高压损坏。
除此以外，AW35615还推出了两种不同封装的产品以兼容各类应用场合，其主要参数如下：
除了AW35615，太阳成集团tyc4633还在快充领域进行持续拓展，后续也会有集成更多、更新协议的快充芯片面世，以更全面地覆盖客户更多的应用场景，满足客户的不同需求，敬请期待！
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