PD充电应用方案USB+PD电源双功能32位单片机

英尚微推荐一款RISC-V 32位Type-C接口MCU USB通讯和PD电源双功能的32位单片机，CH32X035 系列是基于青稞V4C内核设计的工业级微控制器。内置USB和PD PHY,支持USB Host主机和USB Device设备功能、USB PD及Type-C快充功能,内置可编程协议I/O控制器,提供了OPA运放、CMP电压比较器、USART串口、I2C、SPI、定时器、12位ADC、Touchkey等丰富外设资源。该产品集合了USB通讯和PD电源双功能，能更好的节省成本，是一款非常适合使用与PC充电应用。 产品特点 -RISC-V4C处理器，最高48MHz -支持单周期乘法和硬件除法 -20KB SRAM，62KB Flash -多种低功耗模式：睡眠/停止/待机 -上/下电复位、可编程电压监测器 -8路通用DMA控制器 -可编程协议I/O控制器PIOC -多组运放OPA/PGA/电压比较器 -多组模拟电压比较器CMP -多路外部12位ADC转换通道 -多路TouchKey通道检测 -2个16位高级定时器 -1个16位通用定时器 -2个看门狗定时器（独立和窗口） -1个系统时基定时器 -多组USART串口：支持LIN和ISO7816 -1个I2C接口：支持SMBus/PMBus -1个SPI接口 -USB2.0全速控制器及PHY -USB PD和Type-C控制器及PHY -快速GPIO端口，支持24个外部中断 -96位芯片唯一ID -串行2线调试接口SDI -封装形式：LQFP64M、LQFP48、QFN28、QSOP28 、QFN20、TSSOP20CH32X035 系列

型号

闪存

RAM

通用

高级定 时器

通用定时器

串口

看门狗

主机USB

设备USB

Type-C

ADC

OPA运放

CMP比较器

电容触摸按键

SPI

P1OC单线接口

封装

CH32X035R8T6

62K

20K

60

2

1

4

2

√

√

√

14+1

2组

3组

14路

√

√

LQFP64M

CH32X035C8T6

62K

20K

46

2

1

4

2

√

√

√

10+1

2组

3组

10路

√

√

LQFP48

CH32X035G8U6

62K

20K

27

2

1

4

2

√

√

√

10+1

2组

1组

10路

√

√

QFN28

CH32X035G8R6

62K

20K

26

2

1

4

2

√

√

√

11+1

2组

3组

11路

√

√

QSOP28

CH32X035F8U6

62K

20K

19

2

1

3

2

√

√

10+1

2组

一

10路

√

√

QFN20

CH32X035F7P6

48K

20K

18

2

1

3

2

√

√

11+1

1组

1组

11路

√

√

TSSOP20

CH32X034F8U6

62K

20K

19

2

1

4

2

√

9+1

2组

3组

9路

√

√

QFN20

CH32X034F8P6

62K

20K

18

2

1

4

2

√

10+1

2组

2组

10路

√

√

TSSOP20

CH32X033F8P6

62K

20K

18

2

1

4

2

√

10+1

2组

2组

10路

/

√

TSSOP20

是充电宝也是电瓶，摩拜能量芯移动电源AP-D071A0拆解测试

共享单车一哥摩拜mobike最近推出了一款“移动电源”摩拜能量芯，为什么要打双引号？因为这款产品不单止是“移动电源”，他还是一个“移动电瓶”。作为移动电源摩拜能量芯容量为17100mAh，带有一个QC3.0快充输出口，充手机时跟普通移动电源没什么区别。有趣的是摩拜能量芯带有特殊大电流插孔，配合摩拜共享单车使用的话，可以让共享单车秒变共享电动车，输出150W功率驱动共享单车行走10KM距离，足够城市代步了。目前这个项目暂时在浙江部分地区试行，小编好不容易购买到这款“移动电源”，马上为大家拆解看看。

摩拜能量芯壳体使用黑橘双色搭配，与摩拜共享单车同一配色。

在橘色头部放置了4颗电量指示灯与开机激活按键，同时凹印着摩拜LOGO“mobike”。

侧面腰身上是一条凹槽导轨，方便插入共享单车固定。

接口方面，摩拜能量芯带有一个支持QC3.0的常规USB-A输出口，中间是DC4.0输入接口，最右边是大电流香蕉插头，可以输出25V 150W功率来驱动摩拜电单车行走。

铭牌信息印在产品背面，与表面双色不同，整个背面都是黑色。

铭牌参数如下，型号：AP-D071A0、输入：25.2V / 1.0A、输出1：16.2V-25.2V MAX6.0A、输出2：5.0V2.1A / 9.0V2A / 12.0V1.5A MAX18W、额定容量：21.72V / 2850mAh 61.9Wh、制造商：上海脱颖网络科技有限公司。

摩拜能量芯充电输入电压高达25V，不支持常见的5V充电，因此随机配置了这个25V充电器。

DC4.0插头对应能量芯的4mm插孔。

充电器信息如下，型号：AP-AC025A0、输入：100-240V/ 50-60Hz、输出：25.2V 1A、制造商：厦门玛司特电子工业有限公司、监制商：上海脱颖网络科技有限公司。

实际充电测试，使用功率计220V端测得输入功率为26W。

使用ChargerLAB POWER-Z KT001 USB测试仪对摩拜能量芯USB-A输出兼容性进行轮询，从POWER-Z屏幕可以看到支持apple 2.4A、高通QC2.0 QC3.0、华为FCP。

使用ChargerLAB POWER-Z FL001 USB测试仪监控最大输出情况，实测最大输出：12.24V 2.51A，功率高达30.7W。

拆解篇：

摩拜能量通过外卡口与密封胶方式合盖，可以轻易无损拆解，另外官方宣传这款产品雨天也可以使用，但拆解发现壳体结构还是会进水的，大家下雨不要作死带出去用。

产品壳体采用ABS+PC材质制作，具有良好的抗冲击特性，同时还非常耐磨。

正面俯视图。

从这个位置可以看到每一颗电芯都有独立的检测线连接到PCB上，可以准确监测任意一节电芯当前电压，充放控制更加安全。

LG的MG1电池。

电池组使用了6节LG MG1 18650准动力锂电池串联而成，也就是6串电池组，LG MG1常规容量2850mAh放电平台3.62V，最大充电电流1C（2850mA）最大放电电流10A，满电电压4.2V放电截止电压2.5V。

6节电芯的单体电压检测插头。

LED指示灯与开机按钮排线也是通过排线连接到主PCB，蓝色印着15的是汽车上常见的15A保险丝，还可以看到一张水感贴纸，遇水会变红，再次提示一下这产品并不防水！不要雨天使用！

把电池组分离出来继续进一步拆解。

分为上下两片PCB，通过排针焊接起来，最右边可以看到NTC热敏探头，导热胶直接固定在电池上测温。

把两片PCB分离。

PCB一览①。

PCB一览②。

PCB一览③。

PCB一览④。

大电流座子直接焊接在电路板上，左侧为输出检流电阻，还有一颗大型肖特基用于输出保护，蓝色写着15的是汽车上常见的15A保险丝。

TI的BQ76200 用于电池组输出监控。

美国德仪TI BQ76200 电池管理芯片，BQ76200 器件是一款低功耗、高侧 N 沟道系统。 高侧保护可防止系统的接地引脚断开连接，同时允许电池组与主机系统之间进行持续通信。 该器件的附加 P 沟道 FET 控制功能支持对深度耗尽型电池进行低电流预充电，其 PACK+ 电压监控控制功能支持主机感测 PACK+ 电压。

TI BQ7693003 内置电池组均衡管理的电池组管理芯片，这颗芯片最多可监控10串电池组，这里用了6串。

美国德仪TI BQ76930 多串电池组监控芯片，BQ769x0 系列的稳健耐用型模拟前端 (AFE) 器件通常用作针对下一代高功率系统（例如，轻型电动车辆、电动工具和不间断电源）的完整电池组监控和保护解决方案的一部分。bq769x0 在设计时充分考虑了低功耗要求，不仅可通过使能/禁用集成电路 (IC) 中的子模块来控制整个芯片的电流消耗，而且还可以利用 SHIP 模式将电池组轻松切换至超低功耗状态。

Nationz Z81DA貌似是一颗加密芯片，疑似用于能量芯与电单车的认证，防止大功率误输出造成危险。

用于电池保护和开关输出的MOS管，分别来自东芝和泰德。

竖立在PCB上直接紧贴电池体的NTC热敏探头。

一颗8205MOS管用于USB-A口输出保护。

EFM 32 HG210F64G 单片机。负责电量指示以及充放电保护功能。

年度明星车充芯片 uPI UP9616P。

台湾力智uPI uP9616P，是一颗集成了QC2.0/3.0、MTK PE、华为FCP快充识别协议的车充充电器IC，输入电压最大支持36V，最大输出电流3.3A，输出电压3.6V-12.1V。摩拜能量芯电池组电压25V，符合uP9616P输入电压范围，所以也可以使用这种车充降压方案。

总结：

摩拜结合共享单车经济推出摩拜能量芯，让移动电源用途多元化，平时作为一个快充移动电源使用，亦可以作为共享单车电瓶变身电动车轻松代步。电池组方面6串LG MG1 18650锂电芯组成电池组，台湾uPI uP9616P降压方案兼容apple 2.4A / QC3.0 / FCP 等多种快充，德仪TI BQ76200+BQ76930全面监控电池组充放安全，保障不会过冲过放。作为移动电源时，DC4.0输入功率25W，支持多种快充30W功率的输出，让用户充电不会遇到短板，作为移动电瓶时，摩拜能量芯可以输出25.2V 150W，为共享单车提供10KM距离的续航，可以说这产品已经做到两面兼顾，两面都照顾到了。要吐槽的是官方宣传采用防水设计支持雨天使用，但实际拆解发现壳体结构并不具备防水能力，大家不要下雨天用啊！

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