八家半导体企业推动240W大功率充电线的普及!
前言
自iPhone15发布,全系列接口都改用USB-C接口以后,有望将传输速率提升到USB-IF高速传输规范,从而满足iPhone15视频传输、数据传递、高清音频等应用,而这个速率,就需要线缆内置E-Marker芯片,来标记线缆的数据传输能力,从而使线缆不会成为瓶颈,影响数据的高速传输。
E-Marker芯片用于标记USB-C线缆的功率传输能力和数据传输速度,线缆的传输电流超过3A,或支持USB3.0以上的数据传输,就需要使用E-Marker芯片来标记线缆。对于目前的手机快充来说,大功率和大电流快充,都必须使用E-Marker芯片来标记线缆的功率传输能力,才能开启快充,在极短的时间内为手机充满电。
E-Marker 芯片
充电头网精心统计了目前通过了USB-IF PD3.1认证并且支持最大充电功率达240W的E-marker芯片,并将这些信息汇总整理形成了下表,详细展示了各家企业的主打产品及其相关封装特点。
充电头网根据已有资料,将会在下文对其中的一些芯片作出基本讲解,好让各位了解这些芯片的优势与相关特点,同时我们也承诺将在后续的更新中对有遗漏的芯片资料进行补全,好让各位能够更加清楚的了解到相关信息。
以下排名不分先后,按企业英文首字母排序。
CPS 易冲
易冲CPS8821F
CPS8821F/G是易冲新推出的E-Marker芯片,其支持全功能USB4特性,并完美兼容USB3.2 Gen1/Gen2,USB3.1和USB2.0。支持Discover Identity,Discover SVID,Discover Modes,Enter Modes和Exit Modes命令,支持Manufacturer Info数据包,方便厂商将相关信息存储在线缆中。
CPS8821F/G还支持主机认证功能,针对PD3.1高输出电压应用,CPS8821F/G系列增强了ESD和高压pin的耐压能力,使CC与Vconn能提供33V的高压保护,并集成了VBUS与CC/Vconn短接的检测保护。
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1、易冲推出全新E-Marker系列——CPS8821F/G
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eEvertech钰群科技
钰群EJ903U
钰群科技 EJ903U/EJ913D 是一款支持 PD3.1 240W 的E-Marker芯片,芯片内置256字节 OTP存储器,可通过CC引脚编程,芯片内部集成12M晶振,Vconn二极管和Ra电阻,内部集成3.3V和1.8V LDO。
钰群科技 EJ903U/EJ913D 内部方框图,芯片内部逻辑控制电路,256字节OTP存储器,集成VCONN二极管,稳压器和BMC编码解码模块。
钰群科技 EJ903U/EJ913D 芯片特性一览,CC引脚和Vconn引脚支持28V耐压,可以防止VBUS引脚与CC或Vconn引脚短路造成-Marker芯片损坏。EJ903U采用WLCSP8封装,EJ913D采用DFN8封装,两款芯片都支持被动线单芯片和双芯片应用。
钰群科技 EJ903U 芯片正面丝印AJC,采用WLCSP8超小封装,封装尺寸仅为1.78*0.93mm,特写镜头下也显得非常的小,很适合对数据线线头内部空间有高要求的应用设计采用。
基于钰群科技 EJ903U 设计的连接器小板,板子正面接线端设有 8 个焊点,适用于 USB4 解决方案。
钰群EJ913D
相较之下,EJ913D 采用 DFN2*3-8 封装就显得更大一点。
DFN2*3-8封装下,EJ913D的尺寸为2*3mm。
基于钰群科技 EJ913D E-Marker芯片的连接器小板如图,端子小板采用大电流充电线设计。
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Hynetek慧能泰
慧能泰HUSB332E
HUSB332E 是用于电缆识别的 USB Type-C eMarker芯片,它同时支持 USB Type-C 规范 2.2,USB4规范,USB Power Delivery 3.1规范,通过了USB-IF协会认证,TID号:10226。
HUSB332E可通过 VCONN1 或 VCONN2 进行供电,支持SOP通信。内置的 OTP 可以通过 CC 线或 I2C 总线进行编程,引脚上的增强系统 ESD 保护可以显著提高系统的可靠性。
HUSB332E可在2.7V到5.75V的供电范围内运行,,功耗低至0.6mA。HUSB332E采用 DFN2×2-6L 和 DFN1.6x1.6-4L两种封装,可在-40°C至+85°C的温度下正常运行。
慧能泰HUSB332B
慧能泰 HUSB332B 是业内首颗通过USB PD3.1 eMarker Silicon认证测试的 USB Type-C 电子标签芯片(eMarker),TID 6773。
其支持PD3.1 EPR 240W功率传输和USB4 Gen3 40Gbps数据传输,适用于搭载240W USB Type-C to USB Type-C 线缆上。
同时 HUSB332B 也支持TBT3,USB3.2,USB3.1,USB2.0。HUSB332B自带加密功能,可应用于设备对线缆的身份识别,其自定义密钥方便各厂商定制。芯片具备2*2mm DFN-6L和 0.87*1.42mm WLCSP-6B两种封装类型,CC,VCONN1和VCONN2引脚支持28V高压保护,支持通过CC线编程。
慧能泰HUSB332C
HUSB332C 是用于电缆识别的 USB Type-C eMarker芯片,它同时支持 USB Type-C 规范 2.1,USB Power Delivery 3.1规范,通过了USB-IF协会认证,TID号:8655。
HUSB332C 可通过 VCONN1 或 VCONN2 进行供电,支持SOP通信。内置的 OTP 可以通过 CC 线或 I2C 总线进行编程,以实现系统内编程的灵活性。引脚上的增强系统 ESD 保护可以显著提高系统的可靠性。HUSB332C可在2.7V到5.75V的供电范围内运行,CC,VCONN1和VCONN2引脚支持36V高压保护,功耗低至0.6mA。HUSB332C采用 DFN2×2-6L 封装,可在-40°C至+85°C的温度下正常运行。
慧能泰HUSB332D
HUSB332D是慧能泰推出的一款USB Type-C电子标签芯片 (USB eMarker),它同时支持 USB Type-C 规范 2.2,USB Power Delivery 规范 3.1, USB4 2.0规范和雷电3、4规范,支持USB PD3.1 EPR扩展功率范围。已经通过了USB-IF协会认证,TID号:9125。
HUSB332D 支持 SOP通信,并集成传输器(BMC PHY)和结构化 VDM 版本 1.0 和 2.x。内置 Ra 电阻和 VCONN 二极管,提供了包括 DFN1.6×1.6-4L 和 DFN2×2-6L在内的多种封装选项。同时,其支持三次编程,兼容第三方编程工具,具有广泛的供电范围,CC,VCONN1和VCONN2引脚支持25V高压保护。HUSB332D 还提供卓越的静电放电保护(HBM ±8 kV ESD),适用于 USB Type-C 电缆识别和 USB4被动电缆等应用。
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HYPWR瀚昕微
瀚昕微HP9610
E-Marker芯片是大功率线缆不可缺少的重要芯片,焊接在USB-C插头的小板上。PD3.1将传输功率由100W提升到240W,额定电流仍然为5A。瀚昕微推出了HP9610 E-Marker芯片,并取得了USB-IF协会认证,TID:8815,XID:0014073,为PD3.1 EPR 240W及USB4.0应用带来高集成的解决方案。
瀚昕微HP9610是一款符合PD3.1规范和Type-C R2.1规范要求的标准的线缆电子标签芯片(USB Type-C E-Marker),完全满足协议要求的被动线缆(Passive Cable)的E-mark标准。支持双口VCONN和Ra,一颗芯片就能满足C to C线缆的需求。为Passive Cable被动线缆提供极其简单的省BOM成本的解决方案。
HP9610支持EPR 50V/5A功率传输和USB4.0,芯片内部集成VCONN二极管。采用了OTP一次烧写的功能,方便客户开发,同时为了防止没有烧录的OTP单元发生二次误烧录的现象,还增加了数据锁定功能。支持SOP’通讯,同时支持CC OTP烧录和I2C烧录。 HP9610能够工作在协议要求的2.75V ~ 5.75V电压范围内。
HP9610的VCONN引脚耐压24V,CC引脚耐压30V,采用DFN2*2-6L封装和TSOT23-6L封装,支持单独使用一颗或两端各一颗,芯片工作环境温度范围为-40℃ ~ +85℃。
将芯片和一元硬币放在一起对比,可以看到瀚昕微HP9610可要小得多。
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Injoinic英集芯
英集芯IP2133H
英集芯 IP2133H 是一款支持USB Type-C 2.2标准以及PD3.1规范的USB Type-C线缆电子标签芯片,芯片内部集成硬件的双向标记编解码(BMC)协议,集成物理层协议(PHY),支持获取制造商信息指令,支持读取状态指令,通过内部集成的温度传感器,读取线缆温度。
IP2133H 支持EPR 240W功率传输,支持SOP'和SOP''指令,让主动线缆实现国产化,还支持USB4 80G,雷电4和雷电3线缆应用。芯片内部集成VCONN二极管和Ra电阻,外围元件极简。芯片支持四次烧写,并具备个性化的烧写保护功能,为USB-C线缆提供完整的解决方案。
英集芯 IP2133H 提供DFN2*2-6/8L封装,提供WLCSP-6B封装,满足不同数据线的使用需求,支持USB-C被动线缆和主动线缆应用,支持EPR 240W线缆,支持雷电3和雷电4线缆应用。
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Ismartware智融
智融SW2123
SW2123是智融最新推出的一款USB Type-C eMarker芯片,符合USB Type C 2.3规范、USB PD 3.2标准和USB4®规范。
SW2123采用无电容设计,可以有效减少芯片尺寸、简化电路设计。
SW2123支持Thunderbolt 3、Thunderbolt 4和USB4® 2.0 80Gbps数据通信,支持扩展功率范围(EPR)模式,可达48V/5A功率传输应用。它还支持通过返回包含制造商信息数据块(MIDB)的制造商信息消息来支持Get_Manufacture_Info消息。定制数据可以存储在内置OTP中,并通过CC引脚在电缆中进行编程。
SW2123可在2.7V至5.75V的供电范围内运行,CC、VCONN1和VCONN2引脚可耐压55V,ESD静电防护在±8000V以上,采用DFN2×2-6L封装,带有过温保护机制,工作温度范围为-40℃至85℃,适用于USB-C数据线标识、USB4被动式数据线等领域。
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VIA Labs 威锋电子
威锋VL153
VL153 是威锋电子推出的一款全新 E-Marker 芯片,与上一代VL152采用相同的Pin to Pin设计,方便客户以最小的成本实现产品升级。VL153 提供 DFN-8 和 WLCSP 封装,适合多种应用场合,芯片支持多种编程方式和写保护,完整的过压和静电保护,以及无外围元件,可简化设计,降低成本,助力USB-C加速普及。
VL153 E-Marker芯片可用于USB-C和雷电3被动线,符合USB PD 3.0和USB4规范,支持通过CC线使用非结构化的供应商自定义信息编程,并且支持SMBus编程和调试。
VL153无需外围元件,内部集成所有元件,CC,Vconn引脚耐压22V,支持短路到Vbus保护。同时支持两次写入信息,支持写保护,并且具有长寿命和数据保存期优势。VL153可用于全功能的USB-C线缆和被动式雷电线缆。符合RoHS和HF指令。
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应用案例:
Wch沁恒
沁恒CH254
CH254是一款支持温度保护的USB Type-C线缆电子标签芯片,支持USB Type-C 2.1标准及USB PD 3.1标准,通过了USB-IF 认证,认证TID:10502,可用于各类Type-C线缆相关应用。CH254芯片内部集成VCONN二极管、Ra电阻、VBUS供电单元和高压LDO,可以单芯片工作,无需外围器件。
CH254出厂时内部烧录有默认配置,并支持芯片、端子或成品线缆通过Type-C接口进行配置数据的更新烧写。每一片CH254除默认配置外,还支持至多5次配置数据的更新烧写,并具有数据锁定功能。
CH254的出厂默认配置数据有多种可选。CH254X的VBUS支持至高52V输入电压供电,可用于240W(48V5A)功率的Type-C线缆,同时支持外部NTC多档温度保护及功率控制功能。
沁恒CH252
CH252是沁恒推出的一款USB Type-C线缆电子标签芯片,支持USB Type-C 2.1标准及USB PD 3.1标准,可用于各类Type-C线缆相关应用。CH252芯片取得了USB-IF协会认证,TID:9134。
CH252芯片内部集成VCONN二极管、Ra电阻和高压LDO,可以单芯片工作,无需外围器件。CH252出厂时内部烧录有默认配置,并支持成品线缆通过Type-C接口进行配置数据的更新烧写。
每一片CH252除默认配置外,还支持至多5次配置数据的更新烧写,并具有数据锁定功能。CH252的出厂默认配置数据有多种可选。
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总结
USB-C接口以其正反插,高传输速率和高传输功率的优势,获得了十分广泛的应用,并且有望取代传统的桶形DC接口,成为首个大一统的通用接口。通过使用这个接口,终端厂商能够借助USB-C的生态,减少充电器的生产,从而减小产品包装体积,更好的保护环境。
随着USB-C标准升级,大功率,高速数据传输将会在更多的设备上普及,对应线缆需要使用更多的E-Marker芯片。充电头网归纳了目前通过了USB-IF认证的多款支持PD3.1的E-Marker芯片,可以满足240W功率传输以及40Gbps高速数据传输线缆的需求。
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