前言
說起 USB-PD 協議，全名（míng） USB Power Delivery ，可能對於很多人來說還很陌生，但是目前越來越多的手機（jī）已經開始支（zhī）持這（zhè）一協議並用來做為設備（bèi）快速充電的功能。
稍有了解的人可（kě）能認為（wéi）， USB-PD 協議的充電器（qì）輸出是以 Type-C 輸出的，這與我們常見的 USB-A 接口輸出不同（tóng），但是這並不能單純作為判別是（shì）否為支持 USB-PD 協議的充電（diàn）器（qì），有 Type-C 輸出的，不一定是支持 USB-PD 協議充電器；支持（chí） USB-PD 協議的充電器，一定是 Type-C 輸（shū）出的。
PD充電器硬件結構
典型的手機充（chōng）電器的硬件結構（以基於Dialog方案的高通QC2.0快充協議為例）如（rú）圖（tú）1所示。iW626作為QC2.0協議控製器，經由USB口的D+/D-信號和手機側AP進行供電協（xié）商，然後通過光耦控製原邊的AC/DC控製器（qì）iW1780完成輸出電壓的（de）調整。
基於（yú）PD協議的充電器電路可以維持AC/DC部分不變，隻是將（jiāng）QC協議控製器替換為PD控製器，比如Cypress半導體的CCG2（type-cControllerGeneraTIon2）。CCG2是最早（zǎo）通過USB-IF認證的PD控製器之一（yī），內部包含ARM®Cortex®-M0處理器和完備的（de）PD協議收發器，可以滿足充（chōng）電（diàn）器，主機，附件，EMAC線纜（lǎn）等各種支持type-c口的應用，在蘋果，聯想，HP，Dell，小米，樂視等一線（xiàn）品牌客戶都（dōu）有眾多的（de）量產案例。
采用CCG2PD控製器（qì）和DialogAC/DC控製器的充電器電路簡圖如（rú）圖2所示，CCG2通過Type-C口的CC信號和手機AP進行（háng）PD協議溝通，然後通過PWM控製光耦將電壓和電流需求反饋到AC/DC進行輸出調節（jiē）。CCG2會通過采樣（yàng）VBUS來保證PD協議狀態（tài）機（jī）的可（kě）靠（kào）運轉，並且根據PD狀態通過（guò）MOSFET控製VBUS的通斷。另外CCG2也（yě）可以通過D+/D-支持QC3.0協議，在同一個Type-C口上實現（xiàn）PD和QC的共（gòng）存（實際工作時兩（liǎng）者不能同時起用，用戶可以定義優先級和使能策略）。PD快充除了可以進行調壓充電（diàn），還可以進行電流（liú）調節（jiē），實現電流精調或者大電流充電（diàn）甚至直（zhí）充（chōng）。CCG2可以（yǐ）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）護機製是軟件控製的，因（yīn）此實時性（xìng）不夠，可以充當AC/DC控製器（qì）保護的輔助或者冗餘。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等保護機（jī）製，提高（gāo）了ADC精度，提供了最優的大電流直充方案（àn），已經在多個手機（jī）客戶（hù）開始了評估設計。
PD充（chōng）電協議是什麽
PD充電協議是USB-IF組織公布的功（gōng）率傳輸協議（yì），它可以使目前默認最大功率5V/2A的type-c接口提高到100W，同時穀歌宣布androids7.0以上的手機搭載（zǎi）的快充協議必須支持PD協議，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一。是由USB-IF組織製定（dìng）的一種（zhǒng）快速充電規範。。USBPD透過（guò）USB電纜和連接器增（zēng）加電力輸送，擴展USB應用中的電纜總線供電能力。該規範（fàn）可實現更高的電壓和電流，輸送的功率最（zuì）高可達100瓦，並可以自由的改變（biàn）電力（lì）的輸送方向。
USBPD和Type-C的關係。經常會有人把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其實是（shì）兩碼（mǎ）事，USBPD是（shì）一種快速充電協議，而Type-C則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（yǐ）後，能夠使輸出功率最大（dà）支持（chí）到前文提到的100W。所以現在（zài）許多實用Type-C接口的設備都（dōu）會支持USBPD協議。
USBPD的發展前景。USBPD現在已經發展到了USBPD3.0版本。在穀歌的推動下目USBPD已經收編了高（gāo）通的QC快充協議（yì），並獲得了中國工信部的支持（chí）。有望在（zài）不久統一目前混亂的快充市（shì）場。
PD快充協議優勢
PD是PowerDelivery，關注的是兩個或者多個（gè）設（shè）備，甚至是一個基於USB接口的智能電網的（de）電能傳輸（shū）過程，電能傳輸（shū）可以是雙方向的，甚至是組網的，可以具備（bèi）係（xì）統級供電策（cè）略。而QC是QuickCharge僅僅關注的是快速充電（diàn）問題，電能傳輸是單方向的，不具備電能（néng）組網（wǎng）能力，不支持除了供電以（yǐ）外的其他功能。
USBPD的通信是將協議層的消息調製成24MHZ的FSK信號並耦（ǒu）合到VBUS上或者（zhě）從（cóng）VBUS上獲得FSK信號來實現手機和充電器通信的過程。
如圖所示，在USB PD通信中（zhōng），是將24MHz的FSK通過cAC-Coupling耦合（hé）電容耦合到VBUS上的直流電（diàn）平上的（de），而（ér）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（le）zIsolation電感組成的低通濾波器過濾掉FSK信號。
US BPD的原理，以手機和充電器都支（zhī）持USBPD為例講解如下：
1）USBOTG的（de）PHY監控（kòng）VBUS電壓（yā），如果有（yǒu）VBUS的5V電壓存在（zài）並且檢測（cè）到OTGID腳是1K下拉電阻（不（bú）是OTGHost模式，OTGHost模（mó）式的ID電阻是小於1K的），就說明該（gāi）電纜是（shì）支持USBPD的；
2）USBOTG做正常BCSV1.2規範的充電器探測並且啟動USBPD設備策（cè）略（luè）管理器，策略管（guǎn）理器監控VBUS的直（zhí）流電（diàn）平上是否耦合了FSK信號，並且解碼消息（xī）得出是CapabilitiesSource消息，就根據USBPD規範解析該消息得出USBPD充電（diàn）器所支持的所有電壓和電流（liú）列表對；
3）手機（jī）根據用戶的配置從CapabilitiesSource消息中（zhōng）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（de）payload上，然後（hòu）策略管理器將FSK信號耦合到VBUS直流電平上；
4）充電器（qì）解碼（mǎ）FSK信號並發出Accept消息給手機，同時調整PowerSupply的直（zhí）流電壓和電流輸出（chū）；
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Request消息來請求充電器改變輸出電壓和電流，從而實現快速（sù）充電的過程。
