广芯微PD3.1 3C1A 480W数显快充方案解析

前言

多口快充因能满足一充多机的效率需求，已是目前充电市场的主流需求，而数显功能对充电功率、状态的直观呈现，更是能精准击中用户对充电过程 “可视化、可控化”的诉求。

广芯微近期最新推出了一款多口数显快充方案，该方案基于UM5158+UM32G421开发的PD3.1 3C口+A口桌面充软硬件开发平台，主控UM32G421采用M4内核，具备强大的运算性能和丰富的外设接口，能够满足消费类、工业类等多个领域应用需求。

该方案支持3个C口盲插，支持彩屏显示，单C口最高可支持140W放电，多口同时输出支持140W+140W+140W+60W，最大功率高达480W。该方案以其卓越的性能和独特的UI设计，不仅在性能上满足了市场对于大功率适配器、桌面充的应用需求，更提供了集成式软硬件开发平台，为厂商推出大功率彩屏桌面充、充电器品类提供了快速量产方案。 下面充电头网就带来广芯微这款多口数显快充方案的解析，进行功能展示和用料介绍。

广芯微PD3.1 3C1A 480W多口数显快充方案外观

广芯微PD3.1 3C1A 480W多口数显快充方案为单块PCB设计，并设有TFT数显屏幕，两者之间叠层设计，通过排针连接，具备3C1A四个快充输出接口。

底面散热金属板用一整块不锈钢金属构成。

方案PCBA板与底面金属板之间设有导热硅胶垫来将器件的热量传递到底面散热金属板上。

用于操作TFT数显屏的按键特写。

实测该方案PCBA模块长度为150.30mm。

宽度为50.12mm。

厚度为24.89mm。

实测重量为187.7g。

为这款数显快充方案通电，屏幕显示“真快充，看得见”以及广芯微电子的logo。

TFT数显屏幕支持独立显示各个接口的快充协议、输出电压、电流以及功率，也可以共同显示出来。

给样品进行通电，使用ChargerLAB POWER-Z KM003C测得该方案USB-C1接口支持UFCS 63W、PD3.1、FCP、SCP、AFC、QC3+、Apple2.4A、DCP等快充协议。

PDO报文方面， 具备 5V/3A、9V/3A、12V/3A、15V/3A、20V/5A五组固定电压档位，和5-11V/3A和5-21V/5A 两组PPS电压档位，补充电压档位 28V5A，以及一组15-28V 140W AVS电压档位。

读取UFCS快充协议电压档位，支持3.4-5.5V3A、5.5-11V3A、11-21V3A三组UFCS快充档位。

其余两个USB-C接口数据相同，不再重复赘述。

使用ChargerLAB POWER-Z KM003C测得该方案USB-A接口支持UFCS 60W、FCP、SCP、AFC、QC3+、DCP等快充协议。

读取UFCS快充协议电压档位，支持5-20V3A一组UFCS快充档位。

广芯微PD3.1 3C1A 480W多口数显快充方案解析

广芯微PD3.1 3C1A 480W多口数显快充方案正面一览，TFT数显彩屏通过排针连接到方案上。

将TFT数显彩屏拆开，可以清晰看到方案的正面，正面焊接有MCU、协议芯片、同步降压DC/DC控制器、降压电感、输入/输出滤波电容等元器件。此外也能看出该方案的排布相当规整，4 路快充通道对称布局，分别对应3C1A四个接口。

将方案PCBA板和散热金属板拆开，PCBA板开孔，两者之间通过5颗螺丝固定，散热板表面粘贴5块蓝色导热硅胶垫，通过观察分布可以知道，这些蓝色导热硅胶垫用于将方案的同步降压开关管以及VBUS开关管的热量导入到散热金属板上。

方案PCBA板背面特写，背面焊接同步降压转换器、四路同步降压开关管，TVS瞬态抑制二极管、VBUS开关管，合金电感等元器件。

驱动TFT数显屏幕的MCU来自广芯微，型号UM32G421，这是一款基于ARM Cortex-M4内核的高性能低功耗32位MCU，系统最高主频达168MHz，运算性能可达250DMIPS及配备64KB SRAM，并支持睡眠、停机、待机等多种低功耗模式。

该芯片外设配置包含2个12位最高5.25Msps的ADC、1个12 位1Msps的 DAC、3个运算放大器及3个模拟比较器；通信接口涵盖USB FS Device、CAN FD、4 个 UART、2 个 USART、2 个 LPUART、3 个 I2C、3 个 SPI 及 1 个 I2S；另有17个定时器、硬件 AES 加解密引擎、CORDIC 加速器等，适用于电机控制、智能门锁、物联网设备等多种场景，支持多种封装适用不同场景，在该方案中这款芯片采用QFN40封装。

广芯微UM32G421详细资料。

用于管理USB-C1和USB-C2口的协议芯片为UM5158，来自广芯微，该芯片支持USB PD 3.1 EPR 标准，支持QC、UFCS、华为 FCP/SCP、联发科MediaTek及苹果 USB DCP 等多品牌快充协议。该芯片集成多端口控制、恒压恒流调节功能，配备 5 路多功能 GPIO与 10 位 ADC，支持输出 / 输入过压、过流、欠压、过温及 D+/D -、CC 过压等全方位保护，还具备线缆电压补偿能力，采用TQFN - 32L封装。

广芯微UM5158详细资料。

用于管理USB-C3口以及USB-A接口的协议芯片同样为广芯微UM5158。

管理USB-C1的同步降压DC/DC控制器来自广芯微，型号为UM5120，该芯片输入电压范围为 4.5V 至 36V，输出电压可在 3V 至 28V 间调节，输出电流为 5A，开关频率 130kHz，支持恒压/ 恒流模式控制，采用TDFN-12L封装。

其余USB-C2、USB-C3、USB-A接口的同步降压DC/DC控制器同样为UM5120，不再重复赘述。

广芯微UM5120详细资料。

降压电感特写，其余三路降压电感规格相同。

输入滤波电容特写，规格为100μF50V，其余三路元器件规格相同。

输出滤波固态电容特写，规格为330μF35V，其余三路元器件规格相同。

两颗同步降压开关管，来自广芯微，丝印UM7242。其余三路，每路各两颗同步降压开关管型号丝印均相同，故不再重复赘述。

TVS瞬态抑制二极管特写，丝印CK。

同步降压转换器来自杰华特，丝印JWBH，实际型号为JW5026，是一颗耐压40V的同步降压转换器，输出电流为1A，开关频率固定1.1MHz，具备输入欠压闭锁，内部集成软启动，支持电流失控保护，具备短路保护和过热保护，采用SOT23-6封装。

杰华特 JW5026 资料信息。

搭配JW5026使用的4.7μH合金电感。

两颗PMOS管特写，用于预留的输出合路功能，丝印G130P04A，实际型号为JMTG130P04A，耐压 -40V，导通电阻为8.3mΩ，采用PDFN5x6-8L封装，来自JJW捷捷微电。

充电头网总结

广芯微推出的这款多口数显快充方案为PCBA模块形式，具备3C1A四个输出接口，方案设有TFT数显屏幕，能够显示各输出接口的快充协议、电压、电流以及功率等参数，便于了解设备供电状态。该方案三个USB-C接口均支持PD3.1 140W输出功率，USB-A接口支持UFCS 60W输出，总功率输出可达480W。同时为了缓解高功率输出带来的发热降频问题，广芯微还为这款方案配备了散热金属板，可有效降低热量积聚，避免因过热导致的降频和功率衰减。

充电头网通过解析发现，该方案TFT数显屏幕采用广芯微UM32G421 MCU进行驱动，实现各个输出接口的各类参数显示，采用两颗广芯微UM5158进行协议适配，四路快充通道独立输出，互不影响，每一路快充通道均配有输入输出滤波电容、降压电感、同步降压DC/DC控制器UM5120以及同步降压开关管UM7242，功能非常强劲，可为厂商推出大功率彩屏桌面充、充电器品类提供快速量产方案。