中国投资网 科技 Power Integrations的双USB-C口方案案例汇总,多设备用户的福音

Power Integrations的双USB-C口方案案例汇总,多设备用户的福音

近期有着环保情结的苹果公司,发布了新品手机 iPhone 14 系列,新品依旧没有标配充电器,各大平台迎来了一波充电器销售的旺季,大量用户产生“买什么充电器”的疑问,毕竟很多都是双机用户或者多设备用户。双口充电器相比传统单口充电器,一个顶两个,支持双设备同时充电,拥有更高的输出功率,更符合环保要求,双口充电器明显更适宜以上的用户。

双USB-C接口快充充电器正在成为了市场新潮流,秉着“单口可充笔记本电脑、双口可充两台iPhone”的产品理念,不少电源厂商已经推出了多款双USB-C接口的快充充电器,其中有不少厂商采用Power Integrations的双USB-C的方案、芯片,用以提高双USB-C接口快充充电器的品质。

在一个快充设备上实现2个USB-C口输出均在快充状态,且两个接口均可以盲插和互不干扰,解决了多口充电器同时充电性能下降的问题,一次实现两个设备一起快速恢复电量,解救双设备或多设备用户。

相比起原厂单口充电器,能同时照顾两台设备的充电需求,相对于旧式USB-A接口,双PD快充设计能更好地为主流PD快充设备服务。更加方便双机用户或者多设备用户与差旅出行用户的使用,支持双设备同时充电,且双设备都能握手 PD 快速充电,在有效提高用户的实际体验,并且只需携带一个充电器即可出行无忧。

Power Integrations为双USB-C快充提供的多为电源主控芯片,搭配极少的外围元件。

快充模块的主控芯片SC1548C,内置反激式控制器、初级开关管,以及次级测检测和同步整流控制器.

此外还带有高压隔离保护的集成反馈链路,集成度非常高。使用时无需搭配光耦,内建多重保护功能符合安规要求,用于USB PD 输出。

充电器内置SC1711C主控芯片,为定制型号,属于InnoSwitch3-Pro系列.

芯片内部集成控制器,高压MOS管,同步整流控制器和反馈电路,集成度非常高,有效简化快充电源设计。

PI SC1933C可提供精确的恒压/恒流/恒功率,并轻松与外接快充协议接口IC协同工作,因此适用于高效率反激式设计,内置同步整流控制器和反馈,更加节省外部元件。

PI SC1933C芯片内置GaN功率器件,属于PI的PowiGaN系列,也是PI推出的首款GaN电源产品,最大支持宽输入范围下65W输出。得益于氮化镓功率器件高频率低损耗的优势,能够提高充电器的功率密度,减小体积和重量,更加便于携带。

PI SC1933C的详细规格信息。

PI INN3265C为InnoSwitch3-CP家族的USB-C接口电源主控芯片。

芯片内置了初级PWM控制器,开关管以及次级同步整流控制器,集成度非常高。提供了反馈引脚和协议芯片配合工作。 宽电压范围条件下,有充足的余量,满足多种功率的双USB-C快充设计。

INN3265C信息规格资料。

PI INN3365C为InnoSwitch3-Pro系列的产品。

PI INN3365C开关电源主控芯片集成PWM控制器、初级开关管以及同步整流控制器,内置反馈电路和I2C通讯接口,具有集成度高、高效节能、先进的保护/安全等特性。

PI INN3366C为为InnoSwitch3-PRO家族,用于C口开关电源主控芯片,支持宽电压输入有充足的功率余量。

芯片内置了初级PWM控制器,开关管以及次级同步整流控制器,反馈电路和I2C通讯接口,集成度高。

PI INN3366C资料信息。

开关电源主控芯片采用PI INN3367C,为InnoSwitch3-Pro系列,是一颗集成了高压开关、同步整流和FluxLink反馈功能的数控恒压/恒流离线反激式准谐振开关IC。

适合应用于高效率USB PD 3.0 + PPS/QC适配器,支持宽电压40W适配器应用,在Aohi这款双口充电器中降额为20W,具有更低的温升。

PI INN3368C主控芯片,这是一颗集成了高压开关、同步整流和FluxLink反馈功能的数控恒压/恒流离线反激式准谐振开关IC。

PI INN3368C主控芯片内置650V耐压开关管,集成外部MCU供电,i2c总线控制,最大支持65W输出。

PI INN3368C资料信息。

PI官方的资料显示,INN3378C属于InnoSwitch3-Pro家族,它采用了PI独家的PowiGaN技术,也就是内置了GaN氮化镓功率器件,相比传统MOSFET可以输出更大功率。

PI INN3378C开关电源主控芯片采用PowiGaN技术,内置PWM控制器、高压MOS、同步整流控制器、反馈电路和I2C通讯接口等,集成度非常高,并且采用数字总线控制调压。宽电压范围条件下,密闭外壳内可以输出55W功率,降额使用。

INN3378C详细规格信息。

PI官方的资料显示,INN3379C属于InnoSwitch3-Pro家族,INN3379C采用了PI独家的PowiGaN技术,也就是内置了GaN氮化镓功率器件,相比传统内置MOS的型号可以输出更大功率。

PI INN3379C主控芯片采用PowiGaN技术,内置PWM控制器、高压MOS、同步整流控制器等,集成度非常高,并且采用数字总线控制调压。宽电压范围条件下,密闭外壳内可以输出65W功率。

PI INN3379C详细规格信息。

InnoSwitch4-CZ是零电压开关的集成反激芯片,内部集成750V高压PowiGaN开关、有源钳位驱动、同步整流和FluxLink反馈,与ClampZero有源钳位芯片搭配使用,将漏感能量回收,可实现高达95%的转换效率。

PI INN4075C开关电源主控芯片,是PI新一代采用了PowiGaN技术的InnoSwitch4系列芯片,应用于有源钳位反激架构,可实现主开关管的零电压开关,降低器件温升。同时优化EMI性能,非常适合小体积,高工作频率的开关电源设计。

INN4075C详细规格信息。同时其待机功耗低于30mW,内置同步整流管栅极开路检测,支持快速的输入欠压/过压保护,具备完整全面的保护功能。适用于高功率密度反激设计,高能效USB PD充电器和高能效恒压恒流充电器等。

CPZ1062M是一款高度集成的器件,可以降低InnoSwitch4主开关的开关损耗,捕捉并回收变压器的漏感能量,并显著地提高能效。

PI的ClampZero系列产品内部集成高压开关管和控制器,可无缝连接到InnoSwitch4主控制器上,实现灵活的有源钳位反激方案,PI CPZ1062M常与INN4075C搭配使用。

PI CPZ1062M资料信息。

交流输入经过EMI滤波电路,整流桥整流和高压电解电容滤波后,为两颗ZN1431C初级主控芯片供电。

ZN1431C初级主控芯片来自PI,是苹果定制型号。芯片内部集成初级控制器,高压开关管,同步整流控制器和反馈功能,集成度高,外围器件精简,简化快充电源电路设计。

PI LXA03D530是一款极低反向恢复硅二极管,其恢复特向有效提高效率,降低EMI并省去缓冲电路。

PI LXA03D530用于PFC升压整流,应用于高功率整流管、电机驱动电路、DC-AC逆变器。拥有降低反向峰值电压并提高效率,实现极快速开关的优势。

PI LXA03D530资料信息。

据充电头网了解,Power Integrations的双USB-C口方案已经AmazonBasics、安克、奥海、苹果、傲基、贝尔金、邦克仕、倍思、京东、机乐堂、联想、麦多多、MOKIN、mophie、NetEase、RAVPOWER、赛小虎、斯泰克等十数款知名品牌的数十个双口快充产品采用。

以下排序不分排名先后,按首字母排序

亚马逊AmazonBasics这款68W氮化镓充电器通体白色,因此整体来看风格十分简约。从实测的机身三维来看,这款充电器虽内置氮化镓黑科技,体积却表现得不是很亮眼,但好在还配备了折叠插脚,提升了整体便携性。配备的两个USB-C口都只支持PD3.0快充协议,对苹果的笔电、平板、手机有很好的兼容性,也就是说对苹果用户很友好。

这款产品相当于是内置了18W和60W两个“充电器”,其中C1口开关电源主控芯片采用PI SC1548C;搭配另一路反激变换器实现双口输出。

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ANKER安克这款双口快充充电器表面采用亮面烤漆工艺处理,边角过渡圆润,整体光滑使用不硌手。USB-C口支持USB PD3.0快充标准,具备5V3A和9V2A两组固定电压档位;USB-A口支持VOOC/DASH/WARP协议。充电器不仅支持双口同时快充,A口更是可以拿来给OPPO手机进行快充,市面少有。

这款充电器内部采用双路独立输出架构。AC-DC部分,USB-C和USB-A两路电路分别采用PI INN3366C和INN3265C搭配UBIQ的整流MOS管进行宽范围输出;并分别由赛普拉斯USB PD协议芯片CYPD3175和南芯的SC2002A控制输出电压。内部的整流和保护MOS管均来自UBIQ。同时,充电器内部多处打胶,稳定性有保证。

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ANKER PowerPort Atom PD 2 GaN充电器的设计很“ANKER”,无论是产品外包装上还是产品本身外观,都拥有浓浓的“ANKER”风格。钢琴烤漆的外壳,触感温润,纯白机身、银灰文字、蓝色接口的搭配,很有辨识度。

ANKER PowerPort Atom PD 2这款充电器内部采用了PI InnoGaN 系列产品SC1933C,内置控制器以及GaN功率器件等,不仅集成度高,而且效率也高,发热少。次级侧双口输出采用二次降压方案, 两个USB-C接口均采用南芯的SC8001同步降压控制器;双口独立设计,由同一颗协议芯片赛普拉斯CYPD4225控制,支持输出功率智能切换。

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ANKER安克这款65W双C口氮化镓超能充A2666机身小巧并配备折叠插脚,性能上兼容QC、AFC、FCP、SCP、PE2.0、PD3.0、PPS主流快充协议,具备3.3-16V3.25A PPS电压档位。充电器在保持很好的便携性同时,主打45W+20W双口快充,相较于之前拆解的三款超能充来说,更适合多设备苹果用户使用,当然也能满足华为、小米等品牌设备快充需求。

充电器内部灌胶进行加固和导热,另外初级采用PI INN4075C+CPZ1062M高集成高频ACF电源方案,AOS AON6220同步整流管,并配有二极管提升效率,这些都和安克另一款65W单C口超能充是一样的。

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Aohi 40W双口充电器可以称得上小巧玲珑,搭配折叠插脚仅23mm的厚度非常易于携带,消除了折叠插脚携带不便以及两个充电器使用繁琐的问题。充电器支持5V3A、9V3A、12V3A、15V2.67A、20V2A五组固定电压档位以及一组3.3-11V3A PPS输出,对于主流的手机快充,都有很好的兼容性。

Aohi双口40W充电器内部使用两组相同的开关电源配合英集芯IP2738双路协议芯片组成。开关电源主控采用PI INN3367C,单颗支持40W输出,降额到20W使用温升更低。两组开关电源由IP2738协议芯片控制,单口输出时两路并联提供更大功率,双口输出时每个接口都支持快充,达到理想的快充效果。

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1、拆解报告:Aohi MAGCUBE 40W双C口充电器

AOHi Magcube 100W氮化镓充电器在外观方面,延续了Magcube家族的风格,沉稳的黑色配色,同时也借助氮化镓器件的优势,将充电器的体积做得非常小巧,带PFC电路以及双口输出,仍然要比传统同功率级别充电器小一圈,便携性和实用性同时提升。

这款充电器采用的是一种比较高性能、高效率的电源架构,内部除了PFC升压电路之外,还设置了两路AC-DC电源以及两颗协议芯片;单口输出时,两路合并,双口输出时,两个接口的功率智能分配,这种设计省略了二次降压电路,整机效率会更胜一筹,温度表现更出色。

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苹果35W双C口充电器与传统的家族式设计不同,和港版折叠插脚的充电器外形设计类似。其内置两个USB-C接口,单口35W输出功率满足MacBook Air 2022充电,同时还可为两台iPhone充电,充分满足苹果用户的快充需求。

苹果35W双C口充电器外壳固定牢固扎实,采用灰色外壳穿插入白色外壳内部,通过卡扣与超声波焊接,充分保证了大面积固定的可靠性。充电器采用插接件供电,满足苹果针对多国插头的设计,只需一款PCBA模块即可满足全球各地电源的生产,而无需重新设计。

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傲基双C口63W快充充电器采用白色机身外壳,边角过渡圆润,整体十分简洁。充电器采用可折叠插脚,双C口支持45W和18W快充,可同时给笔记本和手机充电,携带使用都很方便。不过两个接口均只支持PD3.0和PPS快充协议,采用的也是美规插脚,并通过了CE、FCC、PSE等认证,因此主要还是面向海外用户群体。

傲基这款充电器内置两路独立开关电源电路,分别采用了PI INN3379C和INN3366C两颗主控芯片,集成度非常高,使得PCB板看上去非常简洁。此外两个USB-C口均采用英集芯IP2726协议芯片,性能强悍。两路输出分别采用韶关富仕达PV和PB系列固态电容进行滤波,输出纯净。两路电路设计上几乎相同。

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贝尔金这款68W氮化镓快充充电器主体机身壳磨砂处理,两侧弧面过渡,配备可折叠插脚,携带方便且使用手感好。两USB-C口均支持USB PD3.0快充标准,C1口具备5V3A和9V2A电压档位,C2口具备5V3A、9V3A、15V3A、20V3A四组电压档位。双口可同时进行快充输出,可以满足MacBook Pro和iPhone 11 Pro同时快充需求。

这款充电器内部由两路独立电路组成:充电器AC-DC部分,USB-C1电路由PI主控芯片SC1548C搭配新功率MOS组成;搭配另一反激变换器实现的USB-C2电路形成双路快充。

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邦克仕这款双C口45W充电器采用白色外壳,配备折叠插脚,手感圆润舒适,便于携带。这款充电器具备功率自动分配功能,单口输出时为45W功率,可以为笔记本电脑充电,双口同时输出时支持20W快充,可以同时快充两台iPhone。并且还支持PPS快充,对安卓手机也有不错的兼容性。

邦克仕双口45W充电器内部使用两路PI的高集成电源芯片,搭配英集芯IP2726协议芯片,组成两路相同的开关电源。在单口输出时,两路电源并联实现45W输出,在双口同时输出时,两路电源对应两个接口,相当于两个独立的20W充电器,两个接口都支持快充。

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倍思45W 双C口氮化镓充电器机身修长,搭配可折叠插脚,携带方便。两个输出口均支持QC2.0/3.0、AFC、FCP、SCP、PD3.0快充,具备5/9/12/15V3A、20V2.25A和3.3-11V/5A电压档位,兼容的协议很丰富。双口支持30W+18W快充输出,可同时为两台设备充电,降低充电时间成本。

这款充电器整体电路采用开关电源和两路DC-DC架构,其中开关电源部分,由PI高集成主控芯片SC1933C搭配新功率同步整流MOS,输出固定电压;然后两路均BUCK实现二次降压输出。

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京东京造这款1A1C 65W氮化镓充电器体积小重量轻,配备可折叠插脚携带方便。A口都支持QC2.0/3.0、AFC、FCP、SCP多个快充协议,兼容性好,最大输出30W;C口具备5/9/12/15/20V五组固定电压档位以及两组PPS电压档位,最大输出65W。充电器支持协议多,电压档位齐全,可满足两台电子产品的同时快充需求。

这款充电器采用了PI SC1933C氮化镓功率器件,真茂佳次级整流MOS和两个独立BUCK实现功率智能分配;输入端采用永铭KCX系列快充电源专用电解电容,输出端使用固态电容滤波,整体用料扎实。

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机乐堂这款35W快充充电器配备折叠插脚以及双USB-C接口,整体便携性好并可最多同时给两台设备充电,适合差旅携带。此外接口兼容QC2.0/3.0、AFC、FCP、SCP、PE2.0、PD3.0、PPS全主流快充协议,满足苹果、三星、小米等大品牌设备快充需求。

充电器内部使用两路PI的高集成电源芯片,搭配英集芯IP2738双路协议芯片控制两个接口输出,这也是两个接口单口输出性能一致的原因。充电器模块内部灌胶及使用导热垫和铜片散热,温升更低更稳定。产品整体用料做工可靠。

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联想拯救者电竞手机Pro专用双C口充电器机身壳具有类肤手感,并设计有凸出棱边和拯救者logo造型,整体十分炫酷科技感十足。双C口性能上完全一致,支持功率盲插使用灵活,整体兼容Apple 2.4A、QC2.0/3.0、PD3.0和PPS协议,具备5V3A、9V3A、15V3A、20V3.25A和3.3-11V/5A电压档位。充电器虽说是专门为拯救者电竞手机设计,但也支持市面上多数品牌手机、笔记本、平板进行快充,此外可为两台设备同时进行快速充电,提高充电效率。

这款充电器内部设计两路独立且完全一样的快充电路,AC-DC部分均采用PI INN3368C主控芯片搭配万代MOS进行同步整流输出。然后采用英集芯IP2726协议IC进行协议识别控制输出电压及单口两路并联输出或双口独立输出。做工方面,变压器采用塑料壳进行隔离固定,顶部配有散热片,底部注胶处理,并且板子镂空帮助主控芯片导热;元器件的空隙里注胶处理。产品内部稳定性和散热性能有保证。

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麦多多40W双口氮化镓快充采用折叠插脚,体积十分小巧,便于携带和收纳。充电器采用黑色外壳,简洁大方。两个USB-C口均支持40W输出,并且支持功率盲插,还支持PPS快充,对于手机和笔记本充电,都有非常好的兼容性,满足日常充电需求。

这款充电器内部采用三块PCB组合焊接,充分利用内部空间。内部采用PI INN3378和INN3367两颗高集成电源芯片搭配两个变压器,组成两路输出的开关电源。输出由英集芯IP2738进行控制,同步整流管和VBUS开关管均来自芯控源。

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MOKiN这款双口充电器具备40W输出功率,可以同时为两台苹果手机快充。充电器体积小巧,23mm的厚度非常便于携带,相比两个单独的充电器大大节省空间。这款充电器具备主流的快充协议以及V3A、9V3A、12V3A、15V2.67A、20V2A五组固定电压档位,加上PPS快充的兼容,满足绝大多数笔记本和手机的快充需求。

MOKiN这款双口充电器内部采用两颗PI INN3367C主控芯片配合英集芯IP2738双路协议芯片组成。其中PI INN3367C支持40W适配器应用,降额使用降低温升。两路输出电压由IP2738通过I2C接口调节,单口输出时两路电源并联,提供40W输出功率,双口同时使用时,均支持快充,使用效果理想。

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mophie这款双口45W充电器采用白色外壳,手感圆润,折叠插脚方便携带。自带两个USB-C接口可同时为两部iPhone快充,单口输出45W功率可为笔记本电脑充电,相当实用。输出支持PPS快充,对应安卓手机也有不错的兼容性,满足主流品牌手机快充需求。

mophie这款双口45W充电器工艺细节很好,PCBA模块大面积打胶散热,输入端使用四颗二极管组成整流桥,简化散热设计。内部使用两路PI的高集成电源芯片,搭配英集芯IP2726组成两路相同的开关电源,在单口输出时,两路电源并联实现45W输出,在双口同时输出时,两路电源对应两个接口,相当于两个独立的20W充电器,两个接口都支持快充。

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网易智造1A1C 65W氮化镓快充充电器采用方正圆角造型机身,配上可折叠插脚,使其非常节省空间,携带很方便。USB-C口支持QC、AFC等多种快充协议,同时具备5V2.4A、9V3A、12V3A、15V3A、20V3.25A五组电压档位;USB-A口支持12W输出。双口同时输出最大功率65W,可满足两台设备同时充电。

这款充电器AC-DC部分,由PI高集成主控芯片SC1933C搭配万代同步整流MOS组成,输出宽范围电压。USB-C口由伟诠WT6636F进行协议识别智能输出合适电压;USB-A口采用德信EUP3270进行二次降压后以5V恒压输出。充电器正背面均配有散热片,并粘贴绝缘胶带,部分电感电容等也做了绝缘处理,初次级之间设有隔离板,内部绝缘散热设计充分。

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RAVPOWER 90W双USB-C口PD快充充电器采用方正圆角造型机身,配上可折叠插脚小巧便携。双USB-C口输出完全一致,均具备5V3A、9V3A、12V3A、15V3A、20V4.5A五组固定电压档位,单口都支持最大90W PD快充,双口同时输出总功率为90W,支持功率盲插使用更方便。超大功率可以满足更多笔记本的全速充电需求。

这款充电器内部由两路设计一致的独立电路组成:首先通过PI PFS7628控制的PFC升压电路进行升压,然后由两路PI INN3368C主控芯片搭配AOS万代MOS宽范围45W输出,两路均由英集芯USB PD协议芯片IP2726进行数传控制输出电压,最后经过万代AON36366 MOS管分别控制两个USB-C口输出。芯片均由业内知名厂商提供,各元器件打胶固定增强内部稳定性,整体用料做工扎实。

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赛小虎35W双口充电器采用立方体造型,体积小巧,并配备折叠插脚,便于携带。充电器具备两个USB-C接口,并且均支持快充,一个顶两个使用。充电器支持5V3A、9V3A、12V2.92A、15V2.33A、20V1.75A五组固定电压档位以及一组3.3-11V3A PPS输出,对于主流的手机快充,都有很好的兼容性。

赛小虎双口35W充电器内部使用灌封工艺,能获得更好的耐候性和散热性能。充电器内置两组相同的开关电源,开关电源主控采用PI INN3366C,单颗支持27W输出,降额到18W使用温升更低。两组开关电源均由IP2738协议芯片控制,单口输出时两路并联提供更大功率,双口输出时每个接口独立工作,两个接口都支持快充输出。

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外观方面,斯泰克100W双USB-C口氮化镓快充充电器体积小巧,虽然具备100W的输出能力,但体积仅与苹果61W相当,并且配备折叠插脚,携带方便。性能方面,这款充电器支持USB PD3.0、QC3.0、QC2.0、Apple2.4A等协议,并且在PD协议下支持任意单口100W输出,双口同时输出为45W,即能满足苹果最新的16英寸MacBook Pro全速充电,也可同时给两台笔记本电脑充电,非常智能、便捷。

这款充电器采用了一种全新的架构来实现100W快充。不同于常见的一组主电路加上DCDC线路,此设计内置了两套完全一样的快充电路,AC-DC部分由两颗PI高集成PowiGaN控制器INN3379C实现并联两路转换,输出则采用了两颗英集芯IP2726协议芯片实现两路电源并联单口输出100W,双口独立输出各45W的智能调节控制。这种全新的架构实现了无需DCDC二级转换,而达到双口盲插100W的大功率设计。

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越来越多的设备加入到快充行列,无论是安卓还是苹果的新品,均可以使用30W的快充,对于一些双机用户或者多设备用户而言,双USB-C口的加入也让充电的效率得到有效提高,相对于单口充电器而言,双USB-C口配置的充电器有着诸多优势,比如拥有更大的综合输出功率,能够应对更多类型的数码设备充电;出门携带更加便携;再比如充手机时,功率余量大,发热更小,用户使用体验更好等。

Power Integrations是一家专注于半导体领域高压功率变换的技术创新型公司,在高集成电源芯片市场有着深厚的技术积累,发布的众多产品中,有不少是为双USB-C口的快充电源市场发展而开发的,除了适合双USB-C口的快充市场的芯片、配件,在AC-DC电源芯片、LED驱动器、栅极驱动器、电机驱动器以及汽车电子解决方案等方面也有深厚的技术积累,可以为其提供各种定制化方案与芯片。

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