usbpd3.1快充标准重大升级

前言

根据欧盟的USB-C接口强制性法规要求，手机、平板电脑必须采用统一的USB-C接口。苹果iPhone15系列手机将会首发USB-C接口，与苹果现有的iPad一致，并可以与iPad共享充电器。

iPhone15改用USB-C接口以后，有望将Lightning的传输速率提升到USB-IF最新的USB4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。快充规范重大升级

2021年5月份，USB-IF协会正式发布了USBPD3.1快充标准，将最大充电功率提升至240W，同时新增28V、36V、48V三组固定输出电压档位，以及15V-28V、15V-36V、15V-48V三组可调电压档位（简称AVS）。

最新USBPD3.1快充标准是USBPD3.0标准的进阶版本，PD3.1涵盖了PD3.0的内容，可以完全向下兼容；同时在标准的称呼方面，USBPD3.0也逐渐被USBPD3.1SPR取代，SPR指的是标准功率范围，当PD快充产品的功率在100W以内时，都可以称之为USBPD3.1SPR。当产品功率大于100W时，就属于USBPD3.1EPR（扩展功率范围）设备。

对于电源产品而言，为了满足USBPD3.1EPR的应用需求，快充充电器中几乎所有的元器件都迎来了全新的挑战，尤其是电源芯片、协议芯片、MOS、电容、变压器、连接器等。

线缆方面，在USBPD3.1标准下可以分为20V等级的普通线缆和50V等级的EPR线缆两种规格。不过需要注意的是，USB-IF协会已经于12月底终止了普通100W线缆认证申请，后续的USB-CtoUSB-C线缆都需要进行240W认证。这不仅对线缆材质提出了更高要求，而且也需要搭配最新标准的E-Marker芯片。

通过ChargerLABPOWER-ZKM002C测试可见，最新的EPR线缆既可以支持50V5A250W功率传输，同时也能保持40Gbps的数据传输标准。

新的线缆规范带来了E-Marker芯片的升级，据充电头网了解，目前已有易冲、慧能泰、瀚昕微、英飞凌、英集芯、威锋、沁恒等厂商推出了符合USBPD3.1快充标准的E-Marker芯片。

排名不分先后，按英文首字母排序。CP易冲CPS8821

丝印B1aB的是来自易冲半导体的USBPD3.1规格E-Marker芯片CPS8821B，该芯片可支持USBPD3.1快充，最高240W功率，还兼容USB4&雷电4&雷电3&USB3.2数据传输，目前已经量产出货。

CPS8821系列其支持全功能USB4特性，并完美兼容USB3.2Gen1/Gen2，USB3.1和USB2.0。支持DiscoverIdentity，DiscoverSVID，DiscoverModes，EnterModes和ExitModes命令，支持ManufacturerInfo数据包，方便厂商将相关信息存储在线缆中。

电力传输方面支持SFR20V5A，100W功率传输及ERP48V,5A240W功率传输。同时满足USB4Gen3，40Gbps高速传输，向下兼容雷电3，且兼容4K60Hz的高清视频传输。CPS8821除了支持CC线缆编程外，还可提供基于I²C的编程与调试能力，便于制造商进行开发，可广泛应用于USB-CtoUSB-C的全功能线缆。

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2、拆解报告：SHARGE闪极240W抗拉编织数据线SL105CPS8821F/G

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USB3.2Gen1/Gen2，USB3.1和USB2.0。支持DiscoverIdentity，DiscoverSVID，DiscoverModes，EnterModes和ExitModes命令，支持ManufacturerInfo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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2、易冲半导体E-Marker自带温升保护，独有的加密算法，保护线材安全Hynetek慧能泰HUSB332A

HUSB332A是慧能泰推出的一款USBType-C电子标签芯片(USBeMarker)，它同时支持USBType-C规范2.0，USBPowerDelivery规范3.0,USB4规范和雷电3（Thunderbolt3）规范，支持USBPD3.1EPR扩展功率范围。已经通过了USB-IF协会认证，TID号：4324。

HUSB332A内部集成Ra电阻，集成VCONN二极管，可实现零外围设计。自带的烧写存储单元(OTP)可支持多次烧写。HUSB332A也可以支持通过CC引脚实现Type-C成品头或者成品线缆系统烧写。

HUSB332A的CC，VCONN1和VCONN2引脚支持25V高耐压。HUSB332A提供DFN2×2-6L，DFN2×2-8L，DFN2×3-8L封装。适用于USBPD线缆和USB4被动线缆。

应用案例：

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2、拆解报告：魅族PANDAER240W快充USB-C线HUSB332B

慧能泰HUSB332B业内首颗通过USBPD3.1eMarkerSilicon认证测试的USBType-C电子标签芯片(eMarker)，TID6773。

其支持PD3.1EPR240W功率传输和USB4Gen340Gbps数据传输，适用于搭载240WUSBType-CtoUSBType-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*2mmDFN-6L和0.87*1.42mmWLCSP-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。

应用案例：

1、拆解报告：Baseus倍思240W优胜系列USB-C快充数据线Hypower瀚昕微HP9610

瀚昕微推出的HP9610E-Marker芯片取得了USB-IF协会认证，TID：8815，XID：0014073，为PD3.1EPR240W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-CR2.1规范要求的标准的线缆电子标签芯片（USBType-CE-Marker），完全满足协议要求的被动线缆（PassiveCable）的E-mark标准。支持双口VCONN和Ra，一颗芯片就能满足CtoC线缆的需求。为PassiveCable被动线缆提供极其简单的省BOM成本的解决方案。

HP9610支持EPR50V/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CCOTP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℃。

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1、支持PD3.1EPR240W设计，瀚昕微推出HP9610PD3.1E-Marker芯片Infineon英飞凌CYPD2103A

英飞凌CYPD2103AE-Marker芯片内置48MHz主频的Cortex-M0CPU，内置32KB闪存和4KB的SRAM，支持重复编程。内部集成定时器和计数器，支持I2C，SPI和UART串行接口，内部集成振荡器，无需外置晶振。

英飞凌EZ-PDCCG2内部集成Type-C基带物理层，内部集成UFP和EMCA终端电阻，支持2.7-5.5V工作电压。CC和VCONN引脚支持IEC61000-4-2的4C级标准的±8kV接触放电和15kV空气放电，支持-40到85℃的工业级工作温度范围。

EZ-PDCCG2采用了赛普拉斯专用的M0S8技术，提供1.63*2.03mmWLCSP封装，2.5*3.5*0.6mmDFN封装，4*4*0.55mmQFN封装，三种封装满足不同应用环境。

应用案例：

1、拆解报告：LUXSHARE-ICT立讯精密240WUSB4快充线

2、拆解报告：240WUSB4快充数据线INJOINIC英集芯IP2133

英集芯IP2133是一颗高集成的USBType-C数据线E-Marker芯片，支持USBType-C2.1和PD3.1协议标准，支持USBPD3.1EPR扩展功率应用，支持SOP'通讯。同时内部集成硬件的BMC协议以及物理层协议，支持获取制造商信息指令，支持EPR模式。

IP2133内部还集成了VCONN二极管，内部集成Ra电阻，并支持自动移除，BOM极简，应用电路非常简单。IP2133内置存储器支持烧写保护，定制参数写入后可锁定，防止数据被读出或更改。

IP2133支持8KV静电保护，VCONN和CC引脚支持28V耐压。采用DFN2*2-6L封装，节省空间占用。IP2133具有两种型号可选，分别为不支持EPR模式的IP2133和支持EPR模式的IP2133_EPR，满足不同线缆使用需求。

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1、英集芯推出支持USBPD3.1应用的E-Marker芯片IP2133IP2133H/TH

IP2133H/TH是IP2133系列的旗舰E-Marker芯片，并且是首款通过PD3.1V1.7标准认证的产品。芯片提供DFN2*2-6/8L两种封装形式。

英集芯IP2133H采用DFN2*2-6L封装。

英集芯IP2133TH采用DFN2*2-8L封装，增添了SCL和SDA引脚。

这是一款支持USBType-C2.2标准以及PD3.1规范的USBType-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EPR240W功率传输，支持SOP'和SOP''指令，让主动线缆实现国产化，还支持USB480G，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还提供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EPR240W线缆，支持雷电3和雷电4线缆应用。

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1、英集芯推出旗舰E-Marker芯片IP2133H，业内首款PD3.1V1.7标准认证芯片VIA威锋VL152

PCB正面的E-Marker芯片特写，来自威锋电子，型号VL152，芯片符合PD3.0标准，TID：1030051，XID：0000900。

VL152支持通过CC线对芯片进行编程，支持通过SMBus进行编程和调试，并兼容第三方编程工具。芯片内部集成Vconn二极管和Ra电阻，芯片采用DFN2*3-8或WLCSP-6封装。

应用案例：

1、拆解报告：DELL戴尔240W40Gbps雷电线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PintoPin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。

VL153E-Marker芯片可用于USB-C和雷电3被动线，符合USBPD3.0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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1、拆解报告：同轴科技USB4数据线WCH沁恒CH252

CH252是沁恒推出的一款USBType-C线缆电子标签芯片，支持USBType-C2.1标准及USBPD3.1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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1、拆解报告：讯光电子240WUSB4数据线充电头网总结

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7家芯片原厂推出的支持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。

这些芯片原厂推出的E-Marker芯片各具特点，引脚高耐压保护的加持，能够提升线缆的可靠性，芯片内置的温度检测功能，可以根据温度进行过热保护，避免在使用时产生高温危险。为线缆增加卖点，使用更加安全。