第三章:主流PD协议芯片厂商产品线对比
做PD快充这么多年,我接触过的芯片厂商少说也有七八家。每次选型,工程师们最头疼的就是:到底选哪家?
说实话,没有绝对的“最好”,只有“最合适”。今天我就把TI、NXP、Richtek、Cypress、WCH这几家主流厂商的PD芯片,掰开揉碎了讲一讲。
3.1 TI:老牌劲旅,稳如泰山
TI的PD芯片,我用得最多。为什么?因为它的文档最全,参考设计最成熟。
TI主推的TPS系列,比如TPS65987、TPS65988,都是集成度很高的方案。我印象最深的是TPS65987,它内部集成了电源开关、负载检测、甚至还有死区时间控制。你想想看,一颗芯片搞定大部分功能,外围电路能省不少事。
TI TPS65987 核心参数:
- 支持PD 3.0,最高100W
- 集成双路电源开关
- 内置MCU,可编程
- 支持Dead Battery模式
不过TI也有个“小毛病”——贵。一颗TPS65987的单价,差不多是国产芯片的3-5倍。如果你的产品对成本敏感,可能得掂量掂量。
我的经验:TI的芯片适合做高端产品,比如笔记本适配器、显示器PD Hub。我做过一个项目,客户要求通过USB-IF认证,用TI的方案一次就过了,省了不少认证费用。
3.2 NXP:汽车级品质,工业级稳定
NXP的PD芯片,我接触最多的是PTN5150和PTN5110。这两颗芯片有个共同特点:耐操。
为什么这么说?NXP的芯片工作温度范围宽,ESD防护等级高。我曾经在一个户外电源项目里用过PTN5150,环境温度经常到60°C以上,连续跑了三个月,一颗都没坏。
NXP的芯片还有个优势:支持多口应用。比如PTN5110,可以同时管理两个Type-C口,非常适合做多口充电器。
| 型号 | 支持协议 | 最大功率 | 典型应用 |
|---|---|---|---|
| PTN5150 | PD 3.0 | 100W | 单口充电器 |
| PTN5110 | PD 3.0 | 100W | 双口充电器 |
注意:NXP的芯片配置相对复杂,需要外挂EEPROM。我第一次用PTN5150时,就因为EEPROM配置不对,折腾了两天才调通。建议新手直接买NXP的评估板,省心很多。
3.3 Richtek:性价比之王
Richtek的PD芯片,在消费电子领域用得特别多。RT7201、RT7202这两个型号,我估计很多工程师都见过。
Richtek的芯片有个特点:外围电路极其简单。以RT7201为例,只需要几个电阻电容,再加一个MOSFET,就能组成完整的PD充电方案。我算过,BOM成本比TI的方案能省30%以上。
不过,Richtek的芯片也有短板:大功率应用不太稳定。我曾经试过用RT7201做65W的笔记本充电器,满载时纹波偏大,后来换了TI的方案才解决。
Richtek RT7201 典型应用电路:
// 伪代码示意
CC1/CC2 -> 分压电阻 -> RT7201
VBUS -> MOSFET -> 负载
RT7201输出PWM -> 控制MOSFET开关
3.4 Cypress:可编程性最强
Cypress(现在属于Infineon)的PD芯片,最大的卖点是可编程。CCG3、CCG4这些型号,内部都集成了ARM Cortex-M0内核。
这意味着什么?你可以用C语言写PD协议栈,想怎么改就怎么改。我有个朋友,用CCG3做了一个支持自定义PDO的充电器,客户要什么电压就配什么电压,灵活性极高。
但可编程也是一把双刃剑。开发难度大,调试周期长。我记得第一次用CCG3时,光固件就写了两个星期,还不算调试时间。
我的建议:如果你的产品需要定制化PD协议,比如做私有快充协议,Cypress是首选。但如果只是做标准PD充电器,没必要选它,杀鸡焉用牛刀。
3.5 WCH:国产之光,价格屠夫
WCH(沁恒)的PD芯片,这两年势头很猛。CH224、CH225这些型号,价格低到让人不敢相信——一颗不到2块钱。
WCH的芯片虽然便宜,但功能并不差。CH224支持PD 3.0,最高100W,还集成了VBUS放电功能。我做过一个低成本充电器项目,用CH224搭配一个MCU,总成本控制在5块钱以内。
不过,WCH的芯片也有缺点:文档质量一般,技术支持响应慢。我遇到过一个问题,CH224在低温环境下启动失败,查了三天资料才找到原因——原来是电容选型不对。
| 厂商 | 代表型号 | 价格(参考) | 适合场景 |
|---|---|---|---|
| TI | TPS65987 | $3-5 | 高端、认证要求高 |
| NXP | PTN5150 | $2-3 | 工业、汽车级 |
| Richtek | RT7201 | $1-2 | 消费电子、性价比 |
| Cypress | CCG3 | $3-5 | 可编程、定制化 |
| WCH | CH224 | $0.3-0.5 | 低成本、大批量 |
3.6 选型避坑指南
说了这么多,到底怎么选?我总结了几条经验:
- 看认证需求:如果产品要过USB-IF认证,首选TI或NXP。我见过用WCH芯片做认证的,折腾了三次才过。
- 看功率等级:100W以上大功率,TI和NXP更稳。65W以下,Richtek和WCH完全够用。
- 看开发周期:时间紧就用TI或Richtek,参考设计多,抄作业就行。时间充裕可以考虑Cypress,做定制化。
- 看成本预算:大批量生产,WCH是首选。小批量或高端产品,别省那几块钱。
我曾经踩过的坑:有一次为了省成本,选了WCH的CH224做65W充电器。结果量产1000台,有30台出现PD协商失败。后来排查发现,是WCH芯片的CC引脚ESD防护不够,生产线上的静电导致芯片损坏。从那以后,我只要做批量产品,都会在CC引脚上加TVS管。
嗯,选型这事,说白了就是权衡。没有完美的芯片,只有最适合你项目的方案。希望今天的分享,能帮你少走一些弯路。