随着type-c接口在手机、电脑等便携设备上普及，日常使用中或许会遇到如下问题。
1. 为什么这个type-c充电器充电这么慢？
2. 电脑的type-c充电器能给手机充电吗？
3. pd充电？type-c充电？有什么区别？
要解答以上几个问题，就得了解一下基本设计了。
快充 vs 慢充
普通充电，使用usb type-a standard接口转usb type-b micro接口的连接线给手机充电。
充电头端的usb type-a receptacle作为电源输入端，连接手机端的usb type-b micro接口作为电源输出端。
在没有充电协议的加持下，充电器最大只能对外提供5v@900ma（usb3.0 是 900ma，usb2.0是500ma）的充电功率。
这是usb type-a/b接口的硬件设计规范，那么这样的设计最大提供 4.5w的充电功率。
使用usb type-a plug 转usb type-c plug的连接线给手机充电。
充电头端的usb type-a receptacle作为电源输入端，连接手机端的usb type-c接口作为电源输出端。
type-c接口规定，power source端供电能力取决于cc上的rp电阻。
power sink端cc下拉rd=5.1k，根据cc分压即可确定power source端的供电能力。
一般来说，type-a plug转type-c plug的连接线，type-c端的rp会声明其支持5v@3a的供电，但是得配套专用的充电头。
由于转接线和充电头可能不是配套的。如果充电头端的usb type-a receptacle只能提供5v@900ma，那么即使转接线type-c plug端rp声明为 5v@3a，也没法给手机最大提供5v@3a的充电功率，还有可能损坏充电头。
在没有充电协议的加持下，type-c转接线最大可以支持 5v3a的充电功率，即最大15w的充电功率。
这就是type-c充电，属于硬件设计规范。
快速充电
实际上，不管是type-c接口，还是micro usb接口，都出现过支持超过硬件接口设计规范充电功率产品。
这些都是快充协议的功劳，而且大都是利用转接线中的usb2.0 d /-两个线完成通讯。
注意，这里的通信不是usb通信，只是利用d /-两根线，设计的通讯协议而已。这种协议属于私有协议，各家设计均不相同，详细协议此文不作介绍。
但是，快充的原理都是通过私有协议协商后，充电器端会提高充电电流或者充电电压，以满足设备快充。
手机市场巨大，各家虽然都采用同样的type-c接口作为充电接口，但是基本都设计了自家的私有快充协议。
关于手机的快充，有三点是关键。充电头、充电线、充电设备。
以某手机为例，支持最新的fcp快充协议，在使用原装充电器和充电线的情况下，最大支持66w充电，就是所谓的超级快充。充电电压达到11v，充电电流最大达到6a。
连接充电后，首先充电头端会发起fcp快充识别协议，同时充电线的接头里面也设计有识别ic。当充电头通过fcp协议正确识别了手机和充电线后，手机充电才会进入超级快充。
为了实现66w超级快充，充电线材需要承受6a的大电流，因此必须设计一个识别 ic，防止使用普通线材发热起火（充电线接口也设计为橘黄色和普通线材做出区分）。
当使用的充电头，或者充电线不是原装的，都只能实现普通充电模式。手机同时支持pd快充，显示为快速充电。原装充电器加充电线才会显示为超级快充。
这就是为什么充电器或者充电线不原装的话，充电速度很慢的原因。
pd快充
pd全称power delivery，是usb-if协会设计并推广的一种快充协议，以解决移动电子设备快充协议混乱的局面。当前pd3.1协议可以最大支持 240w的充电功率，几乎涵盖了所有的移动电子设备。
支持pd快充，必须采用usb-c to usb-c的连接线，因为pd快充是基于pd协议实现的。
pd协议是在configuration channel上实现的，即下图中的a5或者b5。
usb type-a转 usb type-c充电线中是没有cc通讯的。
如下图，当充电设备通过usb-c to usb-c的充电线连接后，双方的cc都会连接。
经过power negotiate后，充电器端会提高供电电压或者电流，以实现快充。
图片来源于usb协会云顶国际官网唯一官方网站官网开源技术文档
pd在power negotiate上比较简单。如下是笔记本电脑的type-c接口上的cc 通讯。
1. power source端发送source capability（包含1-4组power level）
2. power sink根据自身需求请求一组合适的power level
3. power source安装 power sink请求提升电压，设置限流阈值即可
抓取pd通信波形，以及vbus变化情况，如下图。
当然，pd协议不仅仅会完成power negotiate，还会继续完成altmode配置，实现dp、tbt、usb4、pcie 等高速协议的通道配置。
笔记本的充电需求一般在45w-90w，因此type-c接口就是第一选择，同时支持 pd快充协议。
一个usb-c口就可以实现usb dp pd全功能。
显然笔记本电脑使用的 type-c充电器也采用了pd快充协议，其对外有 4 组供电等级声明。
那么用它对手机充电时，手机请求合适的充电等级即可。
多协议兼容
私有协议各有优势，但是互不兼容。当power source端和power sink端的快充协议不一致，那么就犹如鸡同鸭讲，无法实现快充了。
事实上，私有快充协议不兼容问题已经有工程师提出了云顶国际的解决方案，那就是多协议解码器。
通信协议实质上就是一定规则的电平变化，那么使用软件配合 mcu 必然可以实现多协议兼容。如果power source端或者 power sink 端采用了多协议解码器，就如同学习了多门“方言”。不管是“广东话”还是“陕西话”，协议解码器都能“说” 或者 “听”。
芯海科技针对多协议充电推出完整的云顶国际的解决方案。
cs32g020系列是芯海科技推出的支持usb type-c和pd3.0协议的usb type-c控制器，可应用于pc电源适配器、手机充电器、移动电源、车充、hub 等领域。
cs32g020内嵌 arm® cortex™-m0 内核，主频最高 48mhz，可以支持很广范围的工业控制应用和需要高性能 cpu 的场合。内置 64k 字节程序flash，数据flash 大小可配置(与程序flash共享) ,4k 字节 ldrom，8k 字节 sram。cs32g020 封装包括 qfn24 和 qfn32。
cs32g020支持pd、qc4.0、scp、fcp、afc等快充协议。
此外，芯海旗下可适用电源pd快充应用的典型芯片有csu3af10、cpw3301等多款产品。
csu3af10是一款广泛适用于移动电源、储能电源、无线充、车充等应用领域的通用型、单通道pd快充控制器，内嵌mcu，主频最高24mhz，内置64kb flash，是cs32g020的精简版本，在保留相应的核心功能基础上，新增了usb pd3.1、ufcs等协议的支持。
cpw3301是一款适用于充电器、适配器等应用领域的高性能、高集成度的type-c pd控制器，可用于usb-a 和type-c双端口输出的快充协议ic，集成恒压、恒流、以及恒温控制环路，集成高精度的电流采样和电荷泵电路。
芯海科技的pd快充芯片内置mcu架构与私有协议phy，拥有性能强大、功能全面、功耗低及强加密的安全措施。同时，芯海完善的smart pd开发生态，具有检测精度高、资源丰富、协议灵活与兼容性好、丰富的参考资料、高效易用的开发工具等优势，能够为终端电源产品提供全方位云顶国际的解决方案。