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苹果手机快充是如何工作的？今天总算明白了( 二 )


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图中是POWER-Z USB测试仪抓取到魅族触发PE快充时的电流脉冲 ， 可以看到电流的通断与间隔就像打电报一样进行信息传递 ， 信息传递握手正确后 ， 充电器输出电压从5V跳至7V再跳至9V 。 但PE快充太少众 ， 市场占有率低没有话语权 ， 配件选择面也少 ， 甚至现在连魅族新机型都不再支持PE快充 ， 这就是题外话了 。
二、USB PD高级通讯协议
在进入USB PD快充时代后 ， 充电器与数码产品的物理接口从USB-A口全面过渡到USB-C接口 ， USB-C接口拥有更多的Pin脚 ， 支持更高的电力传输上限 ， 并且完全不同于以往简单的D+D-识别 ， 而是智慧式数据包双向沟通的手段进行更加复杂的通讯 。 如果说旧式快充协议是幼儿园学生看红绿灯过马路的话 ， USB PD快充协议就是两个成年人在进行微信聊天这种复杂程度 。
我们来先看看接口的区别 ， USB-C物理接口满pin形态高达24个针脚 ， 但用于充电不管多大功率 ， 都只要USB2.0形态的12个针脚就足够了 ， 满pin多出来的针脚是用于跑USB3.0/3.1/3.2/雷电等高速数据的 ， 与充电无关 ， 下面我们重点介绍一下USB2.0标准pin脚的USB-C接口 。
苹果手机快充是如何工作的？今天总算明白了
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可以看到USB-C用于电力传输的VBUS、GND一共有两对也就是4根针脚 ， 除了支持正反面盲插外 ， 多了一倍的针脚让他可以支撑更大功率的电力传输 。 在接口的中间可以看到D+D-这两个USB-A标准上的针脚 ， 所以USB-C可以向下兼容数据通讯 。 而USB PD最关键的是CC针脚 ， CC线是USB PD快速充电标准用于信息交换的通道 ， 没有CC针脚的话就无法进行PD快充 。 一些魔改USB-A口 ， 虽然形态是A口 ， 但中间新增了一根针脚CC线 ， 所以可以在A口上跑USB PD协议 。
苹果手机快充是如何工作的？今天总算明白了
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USB-C通讯采用可编程语言进行双向通讯 ， 需要用到高性能USB PD控制器 ， 芯片体积、针脚数量、复杂程度都远超QC年代的协议芯片 。 下面我们通过POWER-Z USB测试仪抓取充电器与手机之间的通讯包 ， 看看在充电过程中发生了什么事情 。
1、PD2.0
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USB PD快速充电标准现在已经发展到PD 3.0 ， 数字越大的版本所支持的功能越多 ， 我们先看看PD2.0 。 PD2.0快充支持固定电压档切换 ， 可以根据充电器广播选择需要的固定电压 。 POWER-Z USB测试仪上可以看到 ， 设备与充电器通讯后从5V3A跳转到了9V3A这个电压档进行充电 。
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我们再通过POWER-Z电脑端APP抓包看看 ， 信息端口栏目分别是两个方向的传输 ， Source—>Sink、SourceSink是代表发射端向接收端发出的通讯 ， 例如充电器对手机 ， Source
USB PD通讯流程我们以PD 2.0充电器作为举例 ， 线缆插上后供电端与设备并不是立刻开始充电 ， 而是先打招呼 ， 充电器进行广播PDO电压 ， 充电器告诉手机 ， 我支持5V2.4A / 9V3A / 15V3A / 20V2.25A四个固定电压输出 。
手机接收到PDO广播信息后 ， 先是反馈给充电器 ， 告知需要5V2.4A这个电压档 ， 充电器收到反馈后回复手机 ， 电力已经调整至5V2.4A 。 之后手机充电器再互相通讯 ， 手机请求调整输出电压至9V2A ， 充电器告知请求已经收到 ， 正在调整至9V2A ， 这样完成一个通讯阶段 。
2、PD 3.0 PPS
PD3.0 PPS与PD2.0相比原理接近 ， 多了PPS电压子集 。 PPS电压子集是一组以0.02V跨度为调整幅度的供电电压集 ， 可以精细地进行电压微调 ， 让电荷泵快充、直充变成可能 。


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