在USB-IF發(fā)布PPS技術(shù)標準3個月后，首個支持USB PD3.0和PPS技術(shù)規(guī)范的USB TYPE-C接口適配器樣機亮相充電頭網(wǎng)。這個樣機實現(xiàn)了3V~6V 電壓范圍內(nèi)5A電流輸出，支持PPS規(guī)范中的過流Fold back特性，可以實現(xiàn)低壓大電流快充。該樣機的USB PD3.0 及PPS協(xié)議，采用了樂得瑞的LDR6022，AC-DC部分則采用了PI的INNO3。經(jīng)過實測，該樣機在5A電流輸出的情況下工作穩(wěn)定，輸出電壓的最小分辨率達到了±1mV。下面讓我們來詳解一下，PPS電源在開發(fā)過程中要克服的挑戰(zhàn)。
圖1 直接把聯(lián)想電源轉(zhuǎn)換為PD3.0和PPS電源給Macbook充電
1. 協(xié)議層的挑戰(zhàn)。由于PPS發(fā)布不過3個月時間，市面上目前沒有任何一款測試設(shè)備可以用來對涉及PPS的協(xié)議進行分析和測試。所以，此次樂得瑞升級了原有的USB PD電壓誘騙器產(chǎn)品LDR-PD02，讓它可以支持PPS電壓誘騙。提供手動增減和自動增減兩種模式。 2. 電源端芯片工作電壓的挑戰(zhàn)。5V輸出多年來已經(jīng)成為充電器行業(yè)事實上的標準，因此，所有的AC-DC芯片和電路，都是按照5V輸出來設(shè)計。而PPS的最低輸出電壓為3.0V，在這個電壓下，副邊的同步整流電路根本無法工作。需要通過額外的電路，來完成這一設(shè)計。
圖2 使用PI INNO3加LDR6022實現(xiàn)AC-DC的PPS電源測試中
3. 電壓調(diào)整分辨率的挑戰(zhàn)。要達到PPS要求的每20mV一檔電壓可調(diào)。最佳做法是內(nèi)部分辨率達到±1mV。這樣的情況下，手機端基于PPS協(xié)議的充電管理單元可以通過協(xié)議溝通，非常均勻的實現(xiàn)恒流充電過程調(diào)整。這是一個巨大的挑戰(zhàn)，需要能夠?qū)C-DC或者DC-DC電路的反饋環(huán)路進行微安級電流調(diào)整的能力。
圖3 AnyWatt轉(zhuǎn)接器可以把Magsafe或者聯(lián)想方口電源轉(zhuǎn)換為PD3.0和PPS電源
此次推出的樣機分為AC-DC樣機和DC-DC樣機兩種。前者采用了PI最新推出的INNO3芯片和樂得瑞LDR6022芯片，可以作為手機適配器使用。后者則是一個AnyWatt概念轉(zhuǎn)接板，可以把傳統(tǒng)的聯(lián)想電腦電源，惠普電腦電源或者蘋果Magsafe電源轉(zhuǎn)換為支持USB PD3.0和PPS的智能電源。輸出電壓為 5V/3A，9V/3A，12V/3A，15V/3A，20V/3A和3V~6V/5A。其中最后一項即為PPS電源項。為PPS升級的LDR-PD02在對電源的PDO進行輪詢時，如果進入了ADPO狀態(tài)，指示燈會閃爍。提示當前電壓檔位為PPS檔位，可以進行20mV每格的電壓調(diào)整操作
圖4 用PPS實現(xiàn)低壓直充的系統(tǒng)架構(gòu)
用PPS實現(xiàn)低壓直充，是手機快速充電方法的發(fā)展趨勢。目前，國內(nèi)手機大廠都已經(jīng)在積極備戰(zhàn)這一技術(shù)架構(gòu)。工信部也跟USB-IF進行了多輪磋商，預(yù)計年內(nèi)將會有大統(tǒng)一的好消息出來。值得高興的是，在這一輪新的技術(shù)變革中，不論是手機品牌商，還是芯片廠商，本土廠商都走在了國際前列，并積極參與標準的制定。