前言
說起 USB-PD 協議，全名 USB Power Delivery ，可能對於（yú）很多人來說還很陌生，但（dàn）是目前越（yuè）來越多的手機已經（jīng）開始支持這一協議並用來做為設備快速充電的功能。
稍有了（le）解的人可（kě）能認為， USB-PD 協議（yì）的充（chōng）電器輸出是以 Type-C 輸出（chū）的，這與（yǔ）我們常見（jiàn）的 USB-A 接口輸出不同（tóng），但是這並（bìng）不能單純作為判別是否為支持 USB-PD 協議的充電器（qì），有 Type-C 輸出的，不一定是支持 USB-PD 協議充電器；支持 USB-PD 協議的充（chōng）電器，一定（dìng）是 Type-C 輸出的。
PD充電器硬件結構
典型的手機充電器的硬（yìng）件結構（以基於（yú）Dialog方案的高（gāo）通QC2.0快充協議為例）如圖1所示。iW626作為QC2.0協議控製器，經由USB口（kǒu）的（de）D+/D-信號和手機側AP進（jìn）行供電協商，然（rán）後通過光耦控製原邊的AC/DC控製器iW1780完成輸出電壓的調整。
基於PD協議的充電（diàn）器電路可（kě）以（yǐ）維持AC/DC部分不變，隻是將QC協議控製（zhì）器替換為PD控製器，比如Cypress半導體的CCG2（type-cControllerGeneraTIon2）。CCG2是最（zuì）早通過USB-IF認證的PD控製器之一，內部包含ARM®Cortex®-M0處理器和完備的PD協議收發（fā）器，可以滿足充電器，主機，附件，EMAC線纜等各種（zhǒng）支持type-c口的應用，在蘋果，聯（lián）想，HP，Dell，小米，樂視等一線品牌（pái）客戶都有眾多的量產案例。
采用CCG2PD控製器和DialogAC/DC控製器的（de）充（chōng）電器電路簡（jiǎn）圖如圖2所示，CCG2通過Type-C口的CC信（xìn）號和手機AP進行PD協議溝通（tōng），然後通過PWM控（kòng）製光耦將電壓和電（diàn）流需求反饋到AC/DC進行輸出調節（jiē）。CCG2會通過采樣VBUS來保證PD協議狀態機的可靠運轉，並且根據PD狀態通（tōng）過MOSFET控製VBUS的通斷。另外CCG2也可以通過D+/D-支持QC3.0協議，在同一個Type-C口上實（shí）現PD和QC的共存（實際工作時兩者不能同時起用，用戶可以（yǐ）定義優先級和使能策略）。PD快充除了可以進行調壓充電，還可以進行電流調（diào）節，實現電流精調或者大電流充電甚至直充。CCG2可以使用內部ADC進行電壓電流（liú）采樣，進行閉環控製和（hé）OVP/OCP/UVP保（bǎo）護。CCG2的保護機製（zhì）是軟件控製的，因此實（shí）時性不夠，可以充當（dāng）AC/DC控（kòng）製器保護的輔助（zhù）或者冗餘。Cypress的第三代PD控製（zhì）器CCG3在精簡BOM的同時，集成了內部硬件的OCP/OVP等保護（hù）機製，提高了ADC精度，提供了最（zuì）優的大電流直充方案，已經在多個手機客戶開始了評估設計。
PD充電協議是什麽
PD充電（diàn）協議是USB-IF組織（zhī）公布的功率傳輸協議，它可以使（shǐ）目前默認（rèn）最大功率（lǜ）5V/2A的type-c接口提高到100W，同時（shí）穀歌宣布androids7.0以上的手機搭載的快充協議必須支持PD協議（yì），意在統一快充市場。
PD協議快充什麽意思
USB-PowerDelivery（USBPD）是目前主流的快充協議之（zhī）一。是由USB-IF組織製定的一種（zhǒng）快速充電規範。。USBPD透過USB電纜和連接器增加電力輸送，擴展（zhǎn）USB應用中的電纜總線供電能力。該規範可實現更高的電壓和電流（liú），輸送的功率最高可達100瓦，並可以自由的（de）改變電力的輸送方向。
USBPD和Type-C的關係。經常會有人把USBPD和（hé）Type-C放在一起談，甚至就把Type-C充電器叫做PD充（chōng）電器。USBPD和Type-C其實是兩碼事，USBPD是一種（zhǒng）快速充電協議，而Type-C則是一（yī）種新的接口規範。Type-C接口默認最大支持5V/3A，但在實（shí）現了USBPD協議（yì）以後，能夠使輸出功率最大支持到前文提到（dào）的（de）100W。所（suǒ）以現在許（xǔ）多實用Type-C接口（kǒu）的設（shè）備都（dōu）會支持USBPD協議。
USBPD的發展前景（jǐng）。USBPD現在（zài）已經發展到了（le）USBPD3.0版本。在穀歌的推動下目USBPD已經收（shōu）編了（le）高通的QC快充協議，並獲得了中國工信部的支持（chí）。有望在不久統一目前混亂的（de）快（kuài）充市場。
PD快充協議優勢
PD是PowerDelivery，關注的是兩個或者多個設備，甚至是一個基於USB接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策略。而QC是QuickCharge僅僅關注的是快速充電問題，電能傳輸是單方（fāng）向的，不具備電能組網能力，不支持除了供電以外的其他功能。
USBPD的通（tōng）信是將協（xié）議層的消息調製（zhì）成24MHZ的FSK信號並耦合到VBUS上或者從VBUS上獲得FSK信號來實（shí）現手（shǒu）機和充電器通信的（de）過程。
如圖所示，在USB PD通信中，是將24MHz的FSK通過cAC-Coupling耦合電容耦合到VBUS上的直流電平上的，而為了使24MHz的FSK不對PowerSupply或者USBHost的VBUS直流電壓產生影響，在回路中同時添加了zIsolation電感組成（chéng）的低（dī）通濾波器過（guò）濾（lǜ）掉FSK信號。
US BPD的原理，以手機和充電器都支持USBPD為例講解如下：
1）USBOTG的PHY監控VBUS電壓，如果有VBUS的5V電壓存在（zài）並且檢（jiǎn）測到OTGID腳是1K下拉電阻（不是OTGHost模式，OTGHost模式的ID電（diàn）阻是小於1K的），就說明該電纜是支持USBPD的；
2）USBOTG做正（zhèng）常BCSV1.2規範的充電器探測並（bìng）且（qiě）啟動USBPD設備策略管（guǎn）理器，策略管理器監（jiān）控VBUS的直流（liú）電平上（shàng）是否耦（ǒu）合（hé）了FSK信號，並（bìng）且解碼消息得出是CapabilitiesSource消息，就根據USBPD規範解析該消息得出USBPD充電器所支持的所有電壓和電流列表對；
3）手機根據用戶的配置從CapabilitiesSource消息中選擇一個電壓和電流（liú）對，並將電壓和電流對加在Request消息的payload上，然後策略管理器將FSK信號耦合到（dào）VBUS直流電平上；
4）充電器解碼FSK信號並發出Accept消息給手（shǒu）機，同時調整（zhěng）PowerSupply的直流（liú）電壓和電（diàn）流輸出；
5）手機收到（dào）Accept消息（xī），調整ChargerIC的充電電壓和電（diàn）流；
6）手機在充（chōng）電過程中可以動態發送Request消息來請求充電器改（gǎi）變輸出電壓和電流，從而實現快速充電的過程。
