基于天德钰JD6610B快充协议芯片设计，20W快充DEMO解析

前言

苹果iPhone 12及后续机型在充电功率方面，策略一直比较保守，几年时间功率也被限制在20-30W之间，加上新机型不再配送充电器，以及该功率段快充产品相较友好的价格，让市场对此类产品一直有着很旺盛的需求。

最近充电头网拿到了基于天德钰JD6610B快充协议芯片设计了一套20W快充DEMO，支持90-264V宽电压输入，并且支持FCP、SCP、AFC、QC3+、PD3.0/QC4+、PPS快充主流快充协议，具有很好的兼容性。接口输出支持5V3A，9V2.22A和12V1.67A三档电压输出，可以满足iPhone系列快充需求。下面就随充电头网一起来详细了解。

天德钰20W快充DEMO外观

天德钰20W快充DEMO采用紫色PCB板，初级侧电容、变压器等器件布局相对紧凑，次级侧空间富裕，设有固态电容，USB-C母座使用小板焊接。

小板背面设有整流桥、光耦以及开关电源初次级芯片，得益于方案的高集成度，系统电路显得很精简。

实测DEMO长度约为40.6mm。

宽度为34.47mm。

厚度为19.55mm。

另外测得DEMO重量约为25g。

给DEMO充电，测得USB-C口支持FCP、SCP、AFC、QC3+、PD3.0/QC4+、PPS、DCP充电协议。

PDO报文显示USB-C口还具备5V3A、9V2.22A、12V1.67A三组固定电压档位，以及5-11V2.2A一组PPS电压档位。

天德钰20W快充DEMO解析

天德钰20W快充DEMO输入端采用金属夹片与插脚接触的通电方式，板子前端设有延时保险丝以及NTC浪涌抑制电阻。

延时保险丝特写，规格为3.15A 250V。

NTC浪涌抑制电阻用于抑制上电浪涌电流。

ABS210整流桥特写。

板子一侧设有两颗高压滤波电解电容、工字电感以及Y电容。

另一侧设有主控芯片供电电容以及变压器。

两颗高压滤波电解电容来自承兴，规格都是400V 15μF。

工字电感外套绝缘管。

主控芯片供电电容规格为50V 4.7μF。

开关电源主控芯片采用航天民芯MT6375B，其内部集成了一颗高集成度、高性能的电流模式PWM控制器和一颗功率MOSFET，适用于小于30W的开关电源设备。 MT6375B具有极低的启动电流和工作电流，并提供了绿色模式和脉冲模式（Burst Mode）功能。随着负载的降低，可以线性地降低芯片的开关频率，因此减少开关的损耗。

内置的同步斜坡补偿电路，防止PWM控制器在高占空比工作时候可能产生的谐波振荡。 在电流采样输入引脚端内置了前沿消隐功能，能有效去除电流反馈信号中的毛刺。此外还具有恒功率功能，并内置了线电压补偿，当负载达到最大功率后，随着负载电流增大，输出电压下降，保持接近恒定功率输出。

MT6375B提供了多种全面的可恢复保护模式，其中包括：逐周期电流限制（OCP）、过温保护(OTP)、VCC的过压保护、次边肖特基短路保护、低压关闭（UVLO）。栅极驱动输出电压被钳位在12V。在图腾柱栅极驱动输出端使用了频率抖动技术和软开关控制技术，可以很好的改善开关电源系统的EMI性能。具有很宽的VCC电压范围，从7.6V-55V均可以正常工作，非常适合24W的PD应用，极大地方便了变压器和供电元件的设计。提供8-Pin的SOP8封装。

变压器特写。

蓝色Y电容特写。

亿光EL 1019光耦特写，用于输出电压反馈。

同步整流芯片同样采用航天民芯MT6060A，是一个应用于反激式开关电源系统的高性能次级同步整流芯片，集成了高性能的同步整流控制器和低导通阻抗的功率管，取代传统的反激转换

器系统中的肖特基二极管，有效的减少了次级整流管的导通损耗，增大输出电流能力并提高了效率。

MT6060A具备齐全的保护功能，提高了系统的可靠性，内部功率管具有低开启阀值、低内阻、超快开关特性。MT6060A提供SOP8的封装形式。

输出端设有一颗同步整流输出滤波固态电容，USB-C母座焊接在协议小板上。

输出滤波固态电容特写，规格为16V680μF。

在输出小板上焊接USB-C母座和协议芯片。

协议芯片采用天德钰JD6610B，是一颗高度集成的USB PD3.0协议芯片，兼容FCP、SCP、AFC以及高通QC2.0/3.0/3+、PD3.0、PPS、DCP等主流的充电协议，适用于USB-C快充应用，是一颗高性能和高兼容性的快充协议芯片。

JD6610B支持20W或30W输出功率，支持5-12V输出，并支持PPS快充。芯片内部集成1.24V电压基准和运放，用于电压环路反馈，支持输出恒压控制。满足USB-C接口的充电器和车充以及其他USB充电设备使用，采用SOP-8L封装。

基于JD6610B设计的20W快充输出支持5V3A、9V2.22A、12V1.67A三组固定电压档位以及5-11V2.2A一组PPS电压档位。而设计30W快充，则支持9V3A和12V2.5A输出，并支持5-11V3A的PPS快充，优秀的兼容性可以满足市面包括iPhone手机、平板等设备的快充需求。

天德钰JD6610B应用电路图一览，芯片内部集成了电压基准，直接连接光耦进行电压反馈，无需其他元件。JD6610B具备20W和30W两种型号可选，对应的PDO和PPS档位已经标注在表格内。

天德钰JD6610共提供三种封装，共四种型号。其中SOP-10L封装为完全体，具备MPC引脚，支持多口应用降功率设定，支持输出功率设置，支持35W输出功率，可用于多口快充使用。SOP-8L封装支持单USB-C口应用，无需VBUS开关管。

两款SOT23-6封装的JD6610分别用于USB-C和USB-A接口应用，所有型号芯片内部均集成电压基准，能够直接控制光耦，无需外置431电压基准，使充电器更具有成本优势。

USB-C母座特写。

充电头网总结

这套20W快充DEMO输出采用天德钰JD6610B快充协议芯片，为单芯片设计，外围元件精简。基于JD6610B可设计20W或30W快充产品，此外支持FCP、SCP、AFC、QC3+、PD3.0/QC4+、PPS、DCP等主流充电协议，为产品兼容性和性能提供保证，不仅可以满足苹果iPhone系列机型快充需求，也能满足华为、小米等主流品牌手机日常快充使用。

开关电源采用航天民芯MT6375B+MT6060A电源方案，优秀的EMI表现让方案设计上无需共模电感、安规X电容等器件，另外高集成度也省去了额外功率器件的使用。输出搭配天德钰JD6610B快充协议芯片进行设计，可大大降低工程师设计难度以及系统成本，对于设计时下热门迷你快充机型也更具优势。