前言

PD 3.1標準是由USB 協會（USB-IF）所制定的具備廣泛通用性的快速充電標準（USB Power Delivery），為滿足手機、筆記本、電動自行車等產品提供高速快充，新發布的快充設備開始不斷接入PD3.1標準，相關產品也開始進行PD3.1認證，該標準能夠為未來更多大功率設備提供高速充電服務。

近日，USB-IF協會官方頒布了一張PD3.1合規性監測認證，是來自MERCHIP水芯電子旗下芯片M12269，并入選 www.usb.org 集成商產品列表清單。至此，MERCHIP水芯電子M12269成為業界第一顆獲得PD3.1雙向認證的電源SOC芯片。

M12269的USB-IF認證圖

可以查詢該芯片的認證TID號為8833。

M12269作為MERCHIP水芯電子快充充放電平臺中的一款明星芯片，是面向多串電芯大功率移動電源和儲能應用的專用SOC。

M12269芯片示意圖

M12269集成了同步升降壓電壓變換器、驅動模塊、電池充放電管理模塊、顯示模塊、電量計算模塊，提供單C口最大140W輸入/輸出功率，支持PD3.1、QC3.0、AFC、FCP、SCP、BC1.2DCP等主流快充協議，并提供輸入/輸出的過壓/欠壓、電池過壓/欠壓、NTC高低溫、放電過流、短路保護等完備的保護功能。配合極簡的外圍電路，即可組成140W多口移動電源。

M12269電路板demo圖

板端電路設計簡單，外圍器件極少，該方案可有效降低產品的設計成本和BOM成本，可設計與應用于更多充電產品。

M12269的四大特點：

1. 高效充放電管理，自動匹配最優充電模式：高效Buck-Boost轉換器（開關頻率:最大1MHz)； 最大輸入/輸出功率140W，最高充放電效率98%；支持3~8電芯串數以及寬的串電芯規格（4.2V/4.25V/4.3V/4.4V/4.45V）；支持充電電流自適應和放電電壓:3.3-28V，最大充電和放電電流均為5A；放電電壓精度10mV，充電電流精度5mA；支持ABCL口的各種組合，支持雙路C口以及支持線損補償功能。

2. 支持多種快充協議：PD3.1/AVS、PD3.0/PPS、PD2.0；QC3.0、QC2.0；AFC、FCP、SCP；APPLE2.4A(5V/2.4A-12W； BC1.2DCP。

3. 高度集成的特性：內置環路補償電路、16-bit高精度ADC、雙路USBType-C接口、集成LED電量顯示和快充指示。

4. 更加安全的保護機制：擁有48V管腳耐壓，支持軟啟動功能；過壓/欠壓、過充/過放、高低溫、過流、短路保護。

M12269的六大亮點

亮點1

M12269是一顆CCA三口雙向快充140W PD3.1升降壓的SOC芯片。三口都支持快充。芯片兩個C口都兼容PD3.0/PPS，并擴展支持PD3.1協議的28V/5A固定PDO和15~28V@5A的AVS功率輸出。這也是目前行業唯一支持CCA三口雙向快充140W PD3.1升降壓的SOC芯片，集成度和體積優勢無與倫比。

亮點2

M12269刷新了多路快充SOC芯片的最高集成度。除了微處理器、電壓變換器、快充協議控制器、高精度16-bitADC、安全保護模塊、NTC溫度檢測、快充協議解析等常規單元，M12269還集成了環路補償、雙路USB Type-C接口和PD3.1協議以及顯示接口。

亮點3

M12269刷新了電壓精度的記錄，達到10mV精度。得益于內置的高精度、高線性度的模-數轉換功能，M12269支持最小10mV的電壓采樣和10mV精度的電壓輸出，并保持滿量程的高線性度，而不是大部分公司的分段線性。

亮點4

M12269集成了雙路USB Type-C接口、PDPHY以及協議層解析功能，支持設備插拔自動檢測和設備類型的識別，兼容PD、QC、SCP、FCP、AFC、APPLE 2.4A、BC1.2DCP等主流的快充協議。根據接入設備的功率請求，自動匹配最優的電壓和電流輸出。

亮點5

M12269支持IIC接口，提供SDK工具包和開發環境，支持客戶二次開發。從此多口雙向快充的設計將變得易如反掌。在大功率充電寶、儲能面板可以實現最短3周完成儲能面板軟硬件設計驗證，而友商方案大多需要6個月。

亮點6

該快充多口充開發平臺可以適用于所有客戶對于多口雙向快充的個性化需求，工廠備料型號少，庫存少。同時也節省了80%研發時間和人力投入，可以實現快速量產出貨。

水芯M12269規格書示意圖。

M12269典型應用原理圖1：140W CAA 多口移動電源(188屏顯示)

M12269典型應用原理圖2：140W CCA 多口移動電源(LED燈顯示)

效率曲線示意圖

在效率方面M12269也有不俗的表現。從全系統效率測試圖上來看，M12269最高可達98%，處于行業領先水準。

下面我們就一起來看下MERCHIP水芯電子的M12269在實際應用中的情況。

M12269 DEMO 板以140W（28V/5A）功率給蘋果筆記本充電，可以看到實際功率達到了134.079W（27.78407V/4.825753A），轉換效率非常高。

M12269 DEMO 板以 18W(9V/2A) 功率給蘋果手機充電，可以看到實際功率達到滿血的18W快充性能。

水芯為客戶提供了極其方便、功能強大的大功率移動電源和儲能面板開發平臺，可以快速完成產品設計。利用水芯雙向快充開發平臺可以快速設計出各種多口大功率產品，提高10倍以上的產品研發效率。 目前，該芯片已獲得多家例如倍思，羅馬仕等消費電子龍頭客戶量產。產品特別適用于大功率移動電源，儲能應用等。

MERCHIP水芯電子的芯片家族如上圖所示。除了M12269這款明星產品外，MERCHIP水芯電子還推出了從22.5W-140W的完整快充充放電平臺。該系列芯片中的M12239等芯片可以支持兩路獨立快充，實現筆記本和手機同時快充。也可以多顆芯片并聯輕松實現多口快充充放電的復雜系統設計。

MERCHIP水芯電子憑借可重構數字電源芯片技術努力為快充行業客戶提供最新最快捷的快充芯片和方案個性化定制服務，最好的滿足全球消費者的個性化需求。

作為國內唯一、業界領先的可重構電源芯片公司，MERCHIP水芯將聯合全球各個領域的優質客戶，在消費電子、物聯網、家電、醫療、工業、電力、通信、服務器、光伏、儲能、汽車等諸多領域實現底層技術創新，逐步建成全球的先進技術創新中心。公司匯聚了多名來自 ADI、Renesas、OnSemi 等全球著名芯片公司的技術專家和管理、銷售人才。水芯的目標就是徹底解決TI等美國芯片巨頭的技術壟斷。同時逐步實現模擬電源芯片的全面數字化。

充電頭網總結

MERCHIP水芯電子M12269作為業界第一顆獲得PD3.1雙向認證的電源SOC芯片，且是目前行業唯一支持CCA三口雙向快充140W PD3.1升降壓的SOC芯片，芯片的集成度非常高，支持的功能也不容忽視。支持客戶二次開發。芯片的CCA三口都支持快充，其中芯片兩個C口都支持PD3.1協議的28V/5A固定PDO和15~28V@5A的AVS功率輸出。M12269還集成除常規單元以外的環路補償、雙路USB Type-C接口和PD3.1協議以及顯示接口。還可根據接入設備的功率請求，自動匹配最優的電壓和電流輸出。該芯片可以適用于各種于多口雙向快充產品的開發與應用。

MERCHIP水芯電子發展速度非常快，僅在2022年就研發了多款新品和進行了多輪融資，并獲Baseus倍思戰投，且和倍思合作推出了多款PD3.1快充數字電源芯片及各種可靠的快充方案，幾乎涵蓋了所有快充配件細分領域。水芯電子能夠提供多種方案供廠商選擇，離不開他們深厚的技術儲備。可方便廠商快速開發出新的快充產品，同時節省廠商大量的研發時間、材料、資金的投入，減少不必要的電子垃圾產生和加快產品上市。