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芯海科技CS32G030：高性能PD3.2＆UFCS控制器

文章來源：永阜康科技更新時間：2024/8/20 13:23:00

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自USB-IF發(fā)布TYPE-C接口以來，憑借其多重優(yōu)勢，該接口在消費類產(chǎn)品中的普及率持續(xù)上升。芯海科技（股票代碼：688595）PD協(xié)議芯片CS32G020因其出色性能被廣泛應(yīng)用于多種消費產(chǎn)品領(lǐng)域，并收獲了客戶端高度好評。

然而，自2018年發(fā)布至今，隨著快充技術(shù)的不斷演進和市場需求的變化，CS32G020在充電功率、放電采樣、多協(xié)議兼容性、PWM精度及特定功能支持等方面逐漸顯現(xiàn)出一些不足，同時對芯片的性能和資源提出了更高要求。為了應(yīng)對這些挑戰(zhàn)，芯海科技在深入調(diào)研PD眾多應(yīng)用場景之后，對CS32G020進行了全面升級，推出了全新PD3.2&UFCS控制器：CS32G030。

從芯片的基礎(chǔ)性能來看，CS32G030的核心處理器采用ARM Cortex-M0內(nèi)核，主頻最高支持48MHz，搭配128KB Flash和24KB SRAM，確保了高效的數(shù)據(jù)處理與存儲能力。該芯片內(nèi)部集成了2個PD模塊、3個FCMP模塊，能夠滿足多口產(chǎn)品的應(yīng)用需求。在通信接口方面，該CS32G030集成了1xUSB接口、2xI2C接口、3xUART接口和1xSPI接口，提供了多樣化的通信方式，便于與其他設(shè)備或系統(tǒng)互聯(lián)。此外，CS32G030支持2.2V至5.5V的寬范圍工作電壓，以及-40℃至85℃的寬溫工作范圍，使其能夠適應(yīng)多種應(yīng)用環(huán)境。

下圖為CS32G030的資源框圖，其中紅色模塊表示相較于CS32G020升級或增加的模塊。

01 典型應(yīng)用一：儲能及充電寶

針對儲能和充電寶應(yīng)用，CS32G030展現(xiàn)出強大的功能與適應(yīng)性。它可同時支持3路TYPE-C接口檢測，以及2路PD快充，多協(xié)議方面更是支持3組FCMP獨立快充，非常適合3個TYPE-C接口或CCA接口組合的產(chǎn)品應(yīng)用。其大容量128K-FLASH和24K-SRAM，以及最多45個GPIO，使得它能夠輕松應(yīng)對復(fù)雜度較高的充電寶產(chǎn)品和儲能產(chǎn)品。

在硬件性能上，CS32G030集成了PGA放大器，最高可支持32倍小信號放大，顯著提升了放電小電流的檢測性能。輸出端電阻最小可使用5mΩ，有效降低了整個電源回路的阻抗，進而提升了系統(tǒng)效率并降低了發(fā)熱。

通信方面，CS32G030集成了一個SPI通信接口，最大通信速率達到8Mbit/s，可應(yīng)用于簡單的顯示屏驅(qū)動，滿足儲能和充電寶產(chǎn)品的多樣化需求。

此外，CS32G030還集成了一個12位DAC模塊，保證單調(diào)性調(diào)整，滿足PPS-20mv步進調(diào)整需求，可用于ACDC或DCDC的FB反饋控制。同時，其內(nèi)置的12位ADC模塊也具有出色的精度，內(nèi)部參考電壓全溫全壓精度達到±3％，對于電源系統(tǒng)的電壓采集、電流采集、NTC采集至關(guān)重要，為系統(tǒng)的安全性和可靠性提供了有力保障。

在協(xié)議支持方面，CS32G030更是表現(xiàn)出色，它支持PD3.2協(xié)議、BC1.2、apple2.4、華為協(xié)議、三星協(xié)議、高通協(xié)議以及UFCS協(xié)議，滿足了廣泛的兼容性需求。

值得一提的是，CS32G030的CC耐壓支持達到28V，DPDM耐壓支持20V，進一步提升了其在各種應(yīng)用場景下的穩(wěn)定性和可靠性。

在功耗方面，CS32G030也表現(xiàn)出顯著的低功耗特性。無設(shè)備連接時，TYPE-C接口保持偵測設(shè)備接入情況下，芯片功耗低于40uA；有設(shè)備連接時，TYPE-C接口持偵測設(shè)備拔出，并且保持PD通信不丟包情況下，芯片功耗也低于80uA，可滿足多種低功耗場景應(yīng)用。

02 典型應(yīng)用二：無線快充

針對無線快充產(chǎn)品應(yīng)用，CS32G030具備優(yōu)秀的性能與適應(yīng)性。其支持外部晶振輸入，并內(nèi)部集成了高精度PLL，定時器時鐘輸入最高可達144MHZ。其通用定時器1和2能夠同時輸出兩路互補的PWM，精度高達360K±1.5‰，并支持中心對齊、移相、初始電平設(shè)置、PWM周期和占空比延遲更新等特性，完美滿足QI2.0協(xié)議的要求。

此外，CS32G030還具備多個IO捕獲功能，能夠精準地捕獲并解碼無線充電通信，為無線快充產(chǎn)品提供穩(wěn)定、可靠的通信支持。

03 典型應(yīng)用三：顯示器、PD-HUB

針對顯示器、PD-HUB等應(yīng)用場景，CS32G030擁有強大的集成功能與適應(yīng)性。其內(nèi)置了一個USB1.1模塊，完全符合USB1.1全速設(shè)備的技術(shù)規(guī)范，并支持最多3個USB端點，非常適用于顯示器的billboard功能以及USB在線升級功能，為用戶帶來更加便捷的使用體驗。

同時，CS32G030還集成了兩個獨立的PD快充模塊，能夠輕松支持PD協(xié)議透傳、多協(xié)議轉(zhuǎn)PD協(xié)議等功能要求，充分滿足產(chǎn)品的多樣化設(shè)計需求，為顯示器和PD-HUB產(chǎn)品提供全面、高效的電源解決方案。

針對用戶快速評估的需求，CS32G030同步提供評估板（CS32G030-EVB）和Demo Code。

芯海Smart PD開發(fā)生態(tài)憑借公司在PD領(lǐng)域深厚的技術(shù)資源和市場經(jīng)驗，集成了豐富的資源、靈活的協(xié)議支持、良好的兼容性以及高效易用的開發(fā)工具，為客戶提供了一站式的PD快充解決方案，將進一步助力CS32G030在市場中脫穎而出，滿足客戶多樣化的快充需求。

CS32G030作為芯海科技新一代高性能PD3.2&UFCS控制器，不僅承繼了CS32G020的產(chǎn)品優(yōu)點，并在眾多方面進行顯著升級與優(yōu)化，很好地滿足當前市場對快充技術(shù)、多協(xié)議兼容性以及高效率的應(yīng)用需求，能夠為用戶帶來了更加便捷、高效的使用體驗。

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M12239	M12239是一款面向雙路獨立的多電芯大功率移動電源應(yīng)用的專用 SOC，集成了同步升降壓變換器、電池充放電管理模塊、顯示模塊、電量計算模塊，提供最大 140W 輸入/輸出功率，支持 PD3.1、QC3.0、AFC、FCP、SCP、BC1.2 DCP 等主流快充協(xié)議，并提供過壓/欠壓、過充/過放、過溫等完備的保護功能。配合極簡的外圍電路，即可組成單 C口大功率移動電源。輔以DC-DC芯片，可以擴展為3-8串電池雙路獨立的多口大功率移動電源。		QFN-48	3.3V-28V	雙路3-8節(jié)多串升降壓140W大功率移動電源SOC
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M12359	M12359 是一款面向大功率快充應(yīng)用的電源管理 SOC，集成了微處理器、雙路降壓變換器、快充協(xié)議控制器，支持 PD3.1、QC3.0、QC2.0、SCP、FCP、AFC 等主流快充協(xié)議。結(jié)合少量元件即可組成雙路獨立的降壓型 140W 多口大功率快充解決方案。		QFN-48	6V-40V	雙路降壓型多口快充 SOC
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M12349	M12349 是一款面向大功率快充應(yīng)用的電源管理SOC，集成了微處理器、升降壓變換器、快充協(xié)議控制器，支持 PD3.1、QC3.0、SCP、FCP、AFC、BC1.2 DCP等全部主流快充協(xié)議，結(jié)合少量元件即可組成單C口的140W大功率快充解決方案；輔以 DC-DC芯片，還可擴展為雙路獨立的C+CAA多口大功率快充解決方案。		QFN-48	6.0V-40V	雙路升降壓多口140W快充SOC
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M3033	M3033 是一款電源管理 SOC，集成了單指令周期的高性能微處理器（MCU）、16-bit 高精度模/數(shù)轉(zhuǎn)換單元（SD-ADC）、Buck-Boost 控制單元、MOSFET 驅(qū)動接口、LED 直接驅(qū)動接口，以及多種安全保護機制。M3033支持 PD2.0、QC2.0 快充協(xié)議，配合少許外圍電路，即可組成 2-7 串電池的充電管理解決方案。		QFN-48	2.8V-40V	2-7節(jié)鋰電池快充升降壓解決方案