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融合快速充電(UFCS)技術(shù)和
產(chǎn)業(yè)發(fā)展白皮書(shū)
(2023年)
目錄
一、融合快速充電技術(shù)(UFCS)概述...........................................1
(一)快充技術(shù)發(fā)展歷程.................................................1
(二)UFCS技術(shù)發(fā)展歷程................................................6
二、UFCS技術(shù)體系與演進(jìn)方向................................................10
(一)UFCS工作原理...................................................10
(二)UFCS優(yōu)勢(shì)分析...................................................11
(三)UFCS檢測(cè)研發(fā)...................................................16
(四)UFCS授權(quán)認(rèn)證...................................................20
三、UFCS產(chǎn)業(yè)圖景與應(yīng)用潛力................................................26
(一)UFCS產(chǎn)業(yè)概述和效益.............................................26
(二)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)......................................................29
(三)適配器產(chǎn)業(yè)......................................................41
(四)移動(dòng)終端產(chǎn)業(yè)....................................................55
(五)線纜產(chǎn)業(yè)........................................................67
(六)其他場(chǎng)景應(yīng)用....................................................74
四、UFCS路標(biāo)規(guī)劃與品牌發(fā)展...............................................85
圖目錄
圖1用戶(hù)對(duì)于快充功能的考量............................................2
圖2主流終端廠商快充功率趨勢(shì).........................................4
圖3終端快充產(chǎn)業(yè)鏈...................................................5
圖4整體框架........................................................10
圖5UFCS握手階段...................................................11
圖6自動(dòng)化測(cè)試系統(tǒng)示意圖............................................16
圖7融合快充自動(dòng)化測(cè)試系統(tǒng)交互軟件..................................17
圖8UFCS產(chǎn)品質(zhì)量保障體系...........................................20
圖9UFCS功能符合性認(rèn)證證書(shū)樣式(以供電協(xié)議芯片、供電設(shè)備為例).....24
圖10UFCS全產(chǎn)業(yè)鏈..................................................29
圖11UFCS產(chǎn)業(yè)全景圖................................................29
圖12半導(dǎo)體的發(fā)展方向...............................................31
圖13全球主要消費(fèi)電子出貨量情況.....................................33
圖14UFCS融合快充認(rèn)證芯片產(chǎn)品......................................34
圖15三段式結(jié)構(gòu).....................................................42
圖16各類(lèi)型充電接口.................................................42
圖17USB充電標(biāo)準(zhǔn)發(fā)展史.............................................45
圖18泛終端七大市場(chǎng)出貨量...........................................46
圖19適配器的主要成分...............................................49
圖20適配器全球保有量...............................................49
圖21UFCS融合快充認(rèn)證充電器產(chǎn)品....................................50
圖22全球各類(lèi)設(shè)備出貨量數(shù)據(jù).........................................56
圖23BQ25892原理框圖...............................................57
圖24電荷泵原理框圖.................................................57
圖25充電協(xié)議發(fā)展史.................................................58
圖26UFCS融合快充認(rèn)證終端產(chǎn)品......................................59
圖27各品牌手機(jī)出貨統(tǒng)計(jì).............................................68
圖28USB標(biāo)準(zhǔn)發(fā)展...................................................69
圖29USB傳輸標(biāo)準(zhǔn)與接口之間的關(guān)系...................................70
圖30中國(guó)數(shù)據(jù)線市場(chǎng)預(yù)測(cè).............................................72
圖31UFCS路標(biāo)規(guī)劃..................................................86
圖32央媒關(guān)注報(bào)導(dǎo)UFCS..............................................87
圖33紙媒及平臺(tái)媒體報(bào)導(dǎo)宣傳UFCS....................................88
圖342023年8月,一加Ace2Pro發(fā)布會(huì)宣傳支持UFCS協(xié)議..............88
圖352023年8月,真我GT5發(fā)布會(huì)宣傳支持UFCS協(xié)議...................88
圖36《2023年度消費(fèi)者UFCS問(wèn)卷調(diào)研》認(rèn)知度調(diào)查結(jié)果.................89
表目錄
表1終端快充產(chǎn)業(yè)鏈中各主流廠商.......................................5
表2UFCS與USBPD的技術(shù)對(duì)比........................................15
表3自動(dòng)化測(cè)試系統(tǒng)所用儀表..........................................17
表4UFCS產(chǎn)品種類(lèi)...................................................21
表5UFCS功能符合性認(rèn)證單元?jiǎng)澐衷瓌t.................................22
融合快速充電(UFCS)技術(shù)和產(chǎn)業(yè)發(fā)展白皮書(shū)(2023年)
一、融合快速充電技術(shù)(UFCS)概述
(一)快充技術(shù)發(fā)展歷程
受益于技術(shù)與應(yīng)用的進(jìn)步,全球移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)在近十年迎來(lái)了蓬勃的發(fā)展,
全球移動(dòng)通信終端用戶(hù)規(guī)模持續(xù)擴(kuò)大。據(jù)統(tǒng)計(jì),智能手機(jī)用戶(hù)規(guī)模目前已接
近40億,占全球人口總量約50%。伴隨著功能升級(jí)和應(yīng)用的豐富,更高分辨
或高刷新率的屏幕、算力更強(qiáng)的處理器和強(qiáng)大拍攝性能的攝像頭,已成為移
動(dòng)通信終端的普遍配置,移動(dòng)通信終端應(yīng)用也越來(lái)越廣泛,??逐漸成為用戶(hù)生活
中必不可少的通信工具。同時(shí),隨著平均使用頻率不斷攀升,用戶(hù)對(duì)移動(dòng)通
信終端的續(xù)航提出了更高的要求。
事實(shí)上,增加電池容量和降低功耗是提升續(xù)航最直接的方法。但從可行
性上分析,功耗優(yōu)化難度大,是一個(gè)系統(tǒng)工程。而增加電池容量是一把雙刃
劍,一方面,過(guò)大的電池會(huì)增加終端的尺寸和重量,大容量電池所需充電時(shí)
間也更長(zhǎng),二者都會(huì)直接影響消費(fèi)者的使用體驗(yàn);另一方面,單位體積電池
容量受限于現(xiàn)有工藝技術(shù)發(fā)展水平,短時(shí)間內(nèi)改善空間有限。為了有效地緩
解用戶(hù)的“電量焦慮”,快速充電技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生。目前,業(yè)內(nèi)習(xí)慣用“充電
功率的大小”來(lái)指代充電速度的快慢。充電功率越高,充電速度越快,充滿(mǎn)
電量所需的時(shí)間便越短。眾所周知,功率P=電壓U×電流I。那么,為了提升
充電速度,獲得更好的充電體驗(yàn),要么提升充電電壓,要么增大充電電流。
快速充電技術(shù)的出現(xiàn)在一定程度緩解了電池容量瓶頸與續(xù)航的矛盾,解
決了充電時(shí)間過(guò)久的問(wèn)題。如圖1所示,據(jù)統(tǒng)計(jì),48.3%的用戶(hù)在挑選手機(jī)時(shí)
認(rèn)為快充功能非常重要,還有34.6%的用戶(hù)認(rèn)為很重要。顯然,快充功能已
經(jīng)成為消費(fèi)者購(gòu)機(jī)時(shí)的重要考量。
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融合快速充電(UFCS)技術(shù)和產(chǎn)業(yè)發(fā)展白皮書(shū)(2023年)
圖1用戶(hù)對(duì)于快充功能的考量
回顧快充技術(shù)的發(fā)展歷程,可以概括性地分為以下兩個(gè)階段。
1.技術(shù)探索階段
由于材料物理性質(zhì)的限制,鋰電池工作電壓為3.7V,截止電壓為4.2V左
右。為了降低充電過(guò)程中降壓產(chǎn)生的發(fā)熱問(wèn)題,傳統(tǒng)直充方案的充電電壓均
為5V。同時(shí),隨著電量需求的增大,充電電流從500mA提升到1A;充電接
口也從諾基亞的圓插口、MiniUSB最終演變成蘋(píng)果生態(tài)的Lighting和安卓生
態(tài)的MicroUSB。
2012年,USB-IF協(xié)會(huì)發(fā)布BC1.2協(xié)議,通過(guò)引入充電端口識(shí)別機(jī)制,
將USB充電器的充電電流提升到1.5A。2013年,高通QuickCharge(QC)
1.0協(xié)議發(fā)布,突破了USBBC1.2協(xié)議的電流上限,將功率提升至5V/2A,
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融合快速充電(UFCS)技術(shù)和產(chǎn)業(yè)發(fā)展白皮書(shū)(2023年)
充電速度提升40%。
為節(jié)省成本,兼容過(guò)去的方案設(shè)計(jì),2014年高通QC2.0協(xié)議通過(guò)改變
USB接口的D+D-兩腳電壓,實(shí)現(xiàn)適配器和終端的相互識(shí)別,握手后傳輸更
高的電壓檔位以提升充電功率。也就是后來(lái)業(yè)內(nèi)常說(shuō)的“高壓低電流”的快
充方案,QC2.0最高支持20V電壓,但受限于MicroUSB線纜的載流能力,
最高支持電流仍為2A。為了能夠支持較高的充電電壓,終端需要支持充電管
理,而充電管理涉及到電壓變換,恒流控制等環(huán)節(jié),會(huì)帶來(lái)明顯的充電效率
下降和發(fā)熱問(wèn)題。所以,即便QC2.0的電壓最高已能夠支持20V,但業(yè)內(nèi)鮮
有人用。一直到2015年QC3.0發(fā)布,主流的快充功率還是18W(5V/3A、9V/2A、
12V/1.5A)。
事實(shí)上,當(dāng)年定義了BC1.2協(xié)議的USB-IF協(xié)會(huì),作為接口的定義方,
早在2012年便基于當(dāng)時(shí)普遍存在的USB-A和USB-B接口發(fā)布了USBPD
(PowerDelivery)1.0標(biāo)準(zhǔn),描繪了USB2.0和USB3.0接口最高可達(dá)100W
供電能力的美好愿景,但是直到USBType-C接口的出現(xiàn),這一愿景才開(kāi)始成
為現(xiàn)實(shí)。2014年8月,USB-IF發(fā)布了具有革命性意義的Type-C接口標(biāo)準(zhǔn)1.0
版本和USBPD標(biāo)準(zhǔn)2.0版本。與Micro-USB接口相比,新發(fā)布的Type-C
接口最大支持20V/5A100W的電力傳輸,更強(qiáng)的載流能力使其天然更適合快
充。但是由于此時(shí)Type-C接口并非智能手機(jī)主流接口,所以高通QC協(xié)議為
代表的快充協(xié)議依然是市場(chǎng)主流。
同樣在2014年,OPPO首發(fā)VOOC閃充5V/4.5A的“低壓大電流”快充
方案。該方案通過(guò)在普通的MicroUSB數(shù)據(jù)線中增加兩個(gè)觸點(diǎn),并加寬適配
器接口的電源觸點(diǎn)寬度,來(lái)提高數(shù)據(jù)線和充電器接口的電流承載能力,從而
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融合快速充電(UFCS)技術(shù)和產(chǎn)業(yè)發(fā)展白皮書(shū)(2023年)
實(shí)現(xiàn)4.5A的大電流快充。對(duì)比QC的高壓方案,使用大電流方案的終端不需
要額外的充電管理,具有充電效率高等特點(diǎn)。但只有通過(guò)定制的適配器、線
纜和接口才能實(shí)現(xiàn)快充功能,成本上并不具備優(yōu)勢(shì)。
毫無(wú)疑問(wèn),USBPD和OPPOVOOC協(xié)議的發(fā)布,敲開(kāi)了“低壓大電流”
快充方案的大門(mén)。更優(yōu)異的充電表現(xiàn)和用戶(hù)反饋,使得各終端廠商和平臺(tái)廠
商也逐步涌進(jìn)大電流賽道。而隨著2016年高通發(fā)布QC4并宣稱(chēng)兼容USBPD
協(xié)議,華為發(fā)布SCP協(xié)議,采用與OPPO相似的“低壓大電流”方案,初期
的技術(shù)探索階段也基本落下帷幕。
2.高速發(fā)展階段
“低壓大電流”方案興起后,各終端廠商和平臺(tái)廠商,尤其以國(guó)內(nèi)廠商
為主,進(jìn)入了快充賽道的高速發(fā)展階段。2019年OPPO首發(fā)SuperVOOC2.0
超級(jí)閃充,借助電荷泵技術(shù)和定制電纜實(shí)現(xiàn)了10V/6.5A65W的充電功率。在
串聯(lián)雙電芯、多極耳、高倍電荷泵等技術(shù)的加持下,快充功率迅速攀升。時(shí)
至今日,已有10家終端廠商推出了超5A超百瓦快充技術(shù),市售百瓦優(yōu)先快
充手機(jī)已有近40款,最高充電功率已達(dá)240W。近些年主流終端廠商快充功
率趨勢(shì)如2圖所示。
圖2主流終端廠商快充功率趨勢(shì)
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融合快速充電(UFCS)技術(shù)和產(chǎn)業(yè)發(fā)展白皮書(shū)(2023年)
終端快充行業(yè)高速發(fā)展到今天,已經(jīng)形成了較為完善和成熟的產(chǎn)業(yè)鏈條。
如圖3所示,上游以快充方案設(shè)計(jì),GaN、電容器、連接器及線束、磁性/功
能材料等電子元器件和材料為主;中游主要為充電模塊/模組、電芯/PACK,
以及快充協(xié)議和電源管理芯片等;下游則是充電系統(tǒng)中各段的應(yīng)用產(chǎn)品,如
消費(fèi)電子類(lèi)終端、適配器/充電寶和線纜等。表1中統(tǒng)計(jì)了當(dāng)前終端快充產(chǎn)業(yè)
鏈中的主流玩家。
圖3終端快充產(chǎn)業(yè)鏈
表1終端快充產(chǎn)業(yè)鏈中各主流廠商
產(chǎn)業(yè)鏈環(huán)節(jié)代表廠商
USB-IF、高通、聯(lián)發(fā)科、OPPO、華為、vivo、小米、
快充方案設(shè)計(jì)
榮耀等
GaN帕沃英蒂格盛、納微半導(dǎo)體、英諾賽科等
電容器艾華集團(tuán)、法拉電子、綠寶石、豐賓等
上游
信維通信、立訊精密、得潤(rùn)電子、意豐精密、泰普生、
連接器及線束
遠(yuǎn)愛(ài)電子、富士康、得意、意華等
充電接口得潤(rùn)電子等
磁能/功能材料銘普光磁、東磁、順絡(luò)等
模塊/模組沛塬電子、安世、大瞬科技、鎵未來(lái)等
瑞薩電子、士蘭微、南芯、英飛凌、艾為、英集芯、
快充協(xié)議芯片易沖、立锜、富滿(mǎn)電子、芯海、智融、慧能泰、力林、
中游芯合電子、杰華特、芯朋微、華源智信等
圣邦股份、芯朋微、矽力杰、智融、杰華特、南芯、
電源管理芯片晶豐明源、伏達(dá)、硅動(dòng)力、瑞薩電子、英集芯、易沖、
芯海、立锜等
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電芯/PACKATL等
威鋒電子、英飛凌、慧能泰、易沖、英集芯、立锜、
E-marker芯片
杰華特等
華為、OPPO、vivo、小米、榮耀、魅族、中興、三星、
消費(fèi)電子終端
蘋(píng)果、聯(lián)想、戴爾等
下游安克、羅馬仕、綠聯(lián)、品勝、公牛、倍思、熱豆、立
適配器/充電寶
訊精密等
線纜立訊精密、綠聯(lián)、安克、羅馬仕、品勝、倍思等
(二)UFCS技術(shù)發(fā)展歷程
隨著移動(dòng)終端快速充電技術(shù)的迅猛發(fā)展,尤其在充電速度、充電安全、
充電智能管理方面提升顯著,但是快充產(chǎn)業(yè)長(zhǎng)期存在協(xié)議互不兼容的問(wèn)題,
不同品牌移動(dòng)終端和適配器之間不能有效識(shí)別,只能實(shí)現(xiàn)較低功率的充電,
仍是制約快充進(jìn)一步提升的屏障。不僅影響用戶(hù)體驗(yàn),也給環(huán)保、產(chǎn)業(yè)生態(tài)
發(fā)展帶來(lái)一些問(wèn)題,具體表現(xiàn)為:
——影響用戶(hù)體驗(yàn):用戶(hù)換手機(jī)品牌后,原有適配器和新手機(jī)無(wú)法實(shí)現(xiàn)
快充;家庭中多個(gè)品牌手機(jī)、適配器之間不兼容;用戶(hù)出行途中如果手機(jī)電
量不足,想要進(jìn)行快充,非常不方便;同時(shí),隨著手機(jī)廠商擴(kuò)寬產(chǎn)品生態(tài),
快充不兼容問(wèn)題還會(huì)延續(xù)到平板電腦、筆記本電腦、消費(fèi)IoT電子產(chǎn)品以及
未來(lái)的XR設(shè)備上;
——影響產(chǎn)業(yè)生態(tài):芯片、配件等廠商要逐個(gè)找手機(jī)廠商獲取專(zhuān)利授權(quán)
和鑒權(quán)秘鑰,周期長(zhǎng)、難度大;芯片、充電配件以及車(chē)載充電模塊要實(shí)現(xiàn)給
所有品牌手機(jī)快充,需要集成市面所有手機(jī)快充方案,成本非常高,市場(chǎng)難
以接受;同時(shí),由于沒(méi)有統(tǒng)一的快充標(biāo)準(zhǔn),快充基礎(chǔ)設(shè)施在國(guó)內(nèi)難以普及,
比如日常生活場(chǎng)所中的快充充電寶、候機(jī)廳/候車(chē)室的快充充電樁、高鐵/汽車(chē)
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/酒店的快充插座都難以落地,并且其他對(duì)快充有需求的產(chǎn)品品類(lèi)和領(lǐng)域也面
臨割裂,比如:電動(dòng)工具、電動(dòng)自行車(chē)等;
——制約綠色環(huán)保:由于沒(méi)有通用快充適配器,手機(jī)出廠需要配原裝適
配器,否則有可能影響用戶(hù)使用;用戶(hù)換新品牌手機(jī)也可能還需購(gòu)買(mǎi)新的充
電配件,造成大量電子垃圾,不符合綠色、環(huán)保的社會(huì)發(fā)展趨勢(shì);
尤其重要的是,“綠色環(huán)?!笔俏覈?guó)的新發(fā)展理念,既代表社會(huì)未來(lái)的
發(fā)展方向,也是信息通信產(chǎn)業(yè)長(zhǎng)期發(fā)展的重要著力點(diǎn)。2022年電源適配器
inbox市場(chǎng)總計(jì)3.37億部(手機(jī)2.64億+平板電腦0.24億+筆記本電腦0.49
億),加上零售市場(chǎng)至少4億部,大約9000~10000噸電子垃圾(歐盟
CommonCharger法案研究報(bào)告數(shù)據(jù)是5億portabledevicecharger,11000-13000
噸e-waste,超過(guò)600ktCO2e.)。
另外,2022年歐盟委員會(huì)、歐洲議會(huì)和歐洲理事會(huì)達(dá)成統(tǒng)一,將USB
Type-C作為便攜式電子設(shè)備充電的標(biāo)準(zhǔn)接口的協(xié)議,統(tǒng)一快速充電協(xié)議以允
許用戶(hù)使用任何兼容充電器以相同速度為設(shè)備充電。對(duì)于國(guó)內(nèi)快充技術(shù)而言,
USBType-C標(biāo)準(zhǔn)支持的快充協(xié)議存在專(zhuān)利風(fēng)險(xiǎn)和技術(shù)壁壘風(fēng)險(xiǎn),加上國(guó)內(nèi)快
充技術(shù)協(xié)議不統(tǒng)一,使得我國(guó)企業(yè)的自有技術(shù)和話語(yǔ)權(quán)從各個(gè)方面均受到了
不同程度的制約,在這種大的國(guó)際形勢(shì)下使得企業(yè)私有充電技術(shù)難以得到持
續(xù)發(fā)展,國(guó)內(nèi)快速充電技術(shù)的融合已經(jīng)迫在眉睫。
事實(shí)上,早在2018年中國(guó)信息通信研究院便開(kāi)始牽頭撰寫(xiě)國(guó)內(nèi)的第一份
快充行業(yè)標(biāo)準(zhǔn),囊括了市場(chǎng)上各種主流快充協(xié)議,包括USBPD。然而卻沒(méi)
能達(dá)成實(shí)際的統(tǒng)一,各終端廠商的私有協(xié)議之間,以及與USBPD協(xié)議仍互
不兼容。
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融合快速充電(UFCS)技術(shù)和產(chǎn)業(yè)發(fā)展白皮書(shū)(2023年)
直到2019年底,由中國(guó)信息通信研究院泰爾終端實(shí)驗(yàn)室牽頭,聯(lián)合華為、
OPPO、vivo、小米等國(guó)內(nèi)終端產(chǎn)商,以及芯片、集成制造、配件、儀表等行
業(yè)內(nèi)頭部企業(yè),開(kāi)始為匯聚產(chǎn)業(yè)力量,整合終端充電技術(shù)制式,共同打造行
業(yè)統(tǒng)一、權(quán)威的快充標(biāo)準(zhǔn)體系,努力實(shí)現(xiàn)更安全、更快速、更便捷地充電而
持續(xù)發(fā)力。具體歷程如下:
2020年8月18日電信終端產(chǎn)業(yè)協(xié)會(huì)(TAF)綠色能源工作組(WG10)
成立,團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)《移動(dòng)終端融合快速充電技術(shù)規(guī)范》立項(xiàng)通過(guò);
2021年5月28日T/TAF083-2021《移動(dòng)終端融合快速充電技術(shù)規(guī)范》
發(fā)布;
2021年8月13日T/TAF092-2021《移動(dòng)終端融合快速充電測(cè)試方法》
發(fā)布;
2021年12月24日廣東省終端快充行業(yè)協(xié)會(huì)(FCA)成立;
2022年6月28日FCA第一屆UFCS測(cè)試大會(huì)舉辦;
2022年7月1日UFCS2022版技術(shù)規(guī)范和測(cè)試方法發(fā)布;
2022年7月22日中國(guó)通信標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)會(huì)(CCSA)終端快速充電技術(shù)與
標(biāo)準(zhǔn)推進(jìn)委員會(huì)(TC626)成立;
2022年8月1日融合快速充電功能認(rèn)證正式啟動(dòng);
2022年8月9日T/CCSA393-2022|T/TAF083-2021《移動(dòng)終端融合快
速充電技術(shù)規(guī)范》、T/CCSA394-2022|T/TAF092-2021《移動(dòng)終端融合快速
充電測(cè)試方法》兩項(xiàng)CCSA與TAF雙編號(hào)的團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)正式發(fā)布;
2022年9月29日CCSA與TAF聯(lián)合在京召開(kāi)移動(dòng)終端融合快充成果
發(fā)布會(huì);
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融合快速充電(UFCS)技術(shù)和產(chǎn)業(yè)發(fā)展白皮書(shū)(2023年)
2022年11月三項(xiàng)團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)2023-CCSA-051《移動(dòng)終端融合快速充電
技術(shù)要求第二階段》、2023-CCSA-052《移動(dòng)終端融合快速充電測(cè)試方法第
二階段》和2023-CCSA-053《支持移動(dòng)終端融合快速充電線纜技術(shù)規(guī)范》立
項(xiàng)通過(guò);
2023年4月14日UFCS商標(biāo)授權(quán)正式啟動(dòng);
2023年5月17日中國(guó)信息通信研究院泰爾終端實(shí)驗(yàn)室深圳大灣區(qū)預(yù)測(cè)
試平臺(tái)成立;
2023年6月23日由泰爾終端實(shí)驗(yàn)室牽頭,聯(lián)合華為、vivo、OPPO公
司撰寫(xiě)的立項(xiàng)課題L.UFCS《移動(dòng)終端通用快速充電解決方案》在國(guó)際電信聯(lián)
盟第五研究組(ITU-TSG5)成功獲批立項(xiàng);
2023年7月11日FCA第二屆UFCS測(cè)試大會(huì)舉辦;
2023年11月國(guó)際電信聯(lián)盟第五研究組(ITU-TSG5)瑞士日內(nèi)瓦會(huì)議
上,《移動(dòng)終端通用快速充電解決方案》課題組提交了該課題第一版文本,
在會(huì)上獲得通過(guò),成為課題新的基準(zhǔn)文本;
2023年12月6日?qǐng)F(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)《移動(dòng)終端融合快速充電技術(shù)規(guī)范無(wú)線充
電》立項(xiàng)通過(guò);
2023年12月12日FCA第三屆UFCS測(cè)試大會(huì)舉辦;
2023年12月12日首批產(chǎn)品獲得UFCS商標(biāo)授權(quán)。
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融合快速充電(UFCS)技術(shù)和產(chǎn)業(yè)發(fā)展白皮書(shū)(2023年)
二、UFCS技術(shù)體系與演進(jìn)方向
(一)UFCS工作原理
《移動(dòng)終端融合快速充電技術(shù)規(guī)范》中存在供電設(shè)備、充電設(shè)備和線纜
三種類(lèi)型的設(shè)備,設(shè)備之間通過(guò)D+、D-通道以全雙工方式通信。如圖4所示。
圖4整體框架
——物理層:充電協(xié)議實(shí)現(xiàn)的物理基礎(chǔ),控制數(shù)據(jù)的發(fā)送與接收、CRC
運(yùn)算、插入/拔出檢測(cè)、協(xié)議握手檢測(cè)等。
——協(xié)議層:連通供電設(shè)備和充電設(shè)備,進(jìn)行信息交互。
——應(yīng)用層-充電設(shè)備端:充電協(xié)議選擇、流程、調(diào)壓策略等;應(yīng)用層-
供電設(shè)備端:功率調(diào)節(jié),根據(jù)充電策略調(diào)整供電設(shè)備的輸出功率。
——功率輸出/功率輸入:功率輸入輸出電路。
——接口:至少包含VBUS,D+,D-和GND四個(gè)引腳的硬件接口。
充電設(shè)備的D+為RX,D-為T(mén)X;供電設(shè)備的D+為T(mén)X,D-為RX;線纜
的D+/D-默認(rèn)情況下都是RX,在其中一根信號(hào)線收到信號(hào)后,立即把另外一
根RX更改為T(mén)X,同其它設(shè)備進(jìn)行通信。
充電設(shè)備通過(guò)線纜與供電設(shè)備建立連接后,首先進(jìn)行UFCS協(xié)議的握手
過(guò)程,待UFCS的握手完成后,充電設(shè)備進(jìn)入正常的快充階段,待充電完成
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后,充電設(shè)備通過(guò)指令告知供電設(shè)備,退出UFCS快充完成整個(gè)快充過(guò)程。
握手階段:充電設(shè)備首先發(fā)送握手脈沖,供電設(shè)備跟隨充電脈沖,隨后
充電設(shè)備發(fā)送握手指令ping,供電設(shè)備回應(yīng)ack,此時(shí)充、供電設(shè)備完成UFCS
識(shí)別階段,后續(xù)可以正常的進(jìn)行UFCS充電,如圖5所示。
圖5UFCS握手階段
快充階段:充電設(shè)備根據(jù)電池電量以及當(dāng)時(shí)的充電場(chǎng)景,進(jìn)行電壓電流
的調(diào)節(jié),然后讀取充電器實(shí)際輸出的電壓電流,如果回讀充電器的電壓電流
達(dá)成實(shí)際需求,此時(shí)充電設(shè)備就不做調(diào)整,如果回讀充電器的電壓電流達(dá)不
到實(shí)際需求,充電設(shè)備就繼續(xù)進(jìn)行電壓電流的調(diào)節(jié),循環(huán)進(jìn)行上述操作,直
至充電完成。
完成階段:充電設(shè)備充電完成后,充電設(shè)備會(huì)發(fā)送退出協(xié)議指令,進(jìn)而
停止充電。
(二)UFCS優(yōu)勢(shì)分析
UFCS自2021年推出以來(lái),以其獨(dú)有的技術(shù)優(yōu)勢(shì)與創(chuàng)新性被市場(chǎng)所廣泛
接受,得到國(guó)內(nèi)外快充行業(yè)人員的積極響應(yīng)。短短的兩年時(shí)間,已基本完善
了移動(dòng)終端融合快速充電技術(shù)的上下游整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈的布局,二十多家廠商先
后推出了70多款支持此技術(shù)的快充芯片、手機(jī)終端、適配器以及智能音箱等
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融合快速充電(UFCS)技術(shù)和產(chǎn)業(yè)發(fā)展白皮書(shū)(2023年)
產(chǎn)品。經(jīng)過(guò)產(chǎn)業(yè)界以及市場(chǎng)消費(fèi)端的不斷校驗(yàn),移動(dòng)終端融合快速充電技術(shù)
逐步升級(jí)完善,其創(chuàng)新性及技術(shù)優(yōu)勢(shì)日益凸顯出來(lái)。憑借著開(kāi)放、高效、兼
容和安全等突出表現(xiàn),移動(dòng)終端融合快速充電技術(shù)在快充領(lǐng)域的影響力迅速
提升。
1.優(yōu)秀的設(shè)計(jì)便利性
UFCS采用傳統(tǒng)的D+D-作為設(shè)備間的通訊信道。各快充廠商在此信道上
均有實(shí)現(xiàn)QC、SCP、VOOC和FlashCharge等各種快充協(xié)議的經(jīng)驗(yàn),在一定
程度上方便了快充廠商對(duì)融合快速充電技術(shù)的設(shè)計(jì),加快了此技術(shù)的應(yīng)用落
地。同時(shí),此方案無(wú)須增加新的通信信道,可使UFCS完美兼容地運(yùn)行在
Type-C、USB-A,甚至Micro-B等物理連接端口和線纜上,兼容以往的充電
產(chǎn)業(yè)生態(tài),大大降低了升級(jí)迭代的成本,更利于該技術(shù)的接受及應(yīng)用推廣。
2.豐富的通訊多樣性
UFCS協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)中定義了Output_Capabilities等多達(dá)20條的不同消息,
包含了端口-端口、端口-線纜之間的通訊,每條消息均由多個(gè)數(shù)據(jù)字節(jié)組成,
最長(zhǎng)可達(dá)到64字節(jié),可包含巨大的信息量,基本滿(mǎn)足了快充領(lǐng)域里各種應(yīng)用
場(chǎng)景下的信息交流需求。不僅如此,UFCS技術(shù)也可支持由廠商自定義消息
內(nèi)容,更高靈活性地滿(mǎn)足了多種場(chǎng)景下,多信息交互的應(yīng)用需求。
3.廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域
UFCS快充協(xié)議目前支持最低3.4V,最高60V的輸出電壓,支持多種電
壓和電流的組合輸出,功率可高達(dá)1200W以上,同時(shí)支持更高的電流輸出,
這些均可由應(yīng)用開(kāi)發(fā)商根據(jù)設(shè)備需求靈活調(diào)整。此寬范圍的電壓和功率覆蓋,
不僅適用于手機(jī)、平板、筆記本等消費(fèi)電子領(lǐng)域的各類(lèi)電子設(shè)備,也可以應(yīng)
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融合快速充電(UFCS)技術(shù)和產(chǎn)業(yè)發(fā)展白皮書(shū)(2023年)
用于電動(dòng)車(chē)等工作電壓更高的電動(dòng)設(shè)備領(lǐng)域,未來(lái)應(yīng)用領(lǐng)域廣泛。
4.可靠的安全性
首先,UFCS在充電過(guò)程中明確定義了各種充電異常的保護(hù)機(jī)制,如D+
過(guò)壓、D-過(guò)壓等,涵蓋了充電過(guò)程中各種可能的異常情況,通過(guò)對(duì)異常情況
進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè),以及明確對(duì)異常發(fā)生后終端設(shè)備的保護(hù)行為的嚴(yán)格要求;其
次,UFCS中引入了SHA256校驗(yàn)算法機(jī)制,兩臺(tái)通過(guò)物理連線已完成UFCS
協(xié)議連通的終端設(shè)備通過(guò)此機(jī)制可完成特殊功能的定制,例如SHA256校驗(yàn)
算法通過(guò)后才可實(shí)現(xiàn)更大功率的充電等。此機(jī)制的引入加強(qiáng)了通訊的私密性,
也進(jìn)一步提高了充電的安全性;最后,在協(xié)議一致性的測(cè)試規(guī)范中明確規(guī)定
了測(cè)試步驟及合法行為的判斷標(biāo)準(zhǔn),更由權(quán)威機(jī)構(gòu)泰爾實(shí)驗(yàn)室完成協(xié)議的符
合性認(rèn)證及設(shè)備兼容性測(cè)試。以上這些舉措都充分提高了UFCS協(xié)議充電的
安全性和穩(wěn)定性。
5.高效的性能
UFCS支持更加精細(xì)的電壓與電流調(diào)節(jié),電流步進(jìn)可達(dá)到10mA,電壓步
進(jìn)可達(dá)到10mV,通過(guò)智能化的充電管理能力,設(shè)備可以根據(jù)自身的具體情
況精準(zhǔn)調(diào)節(jié)充電的電壓電流,同時(shí)支持高功率和低電壓直充模式,這使得設(shè)
備可以更快地充電,顯著縮短充電時(shí)間,節(jié)省用戶(hù)的等待時(shí)間,并且也可以
有效防止過(guò)充或過(guò)熱對(duì)設(shè)備造成損害。
6.廣泛的兼容性
UFCS運(yùn)行在D+D-上,但也完全不影響PD或者QC等其它D+D-協(xié)議的
進(jìn)入與溝通,UFCS中規(guī)定了嚴(yán)格的協(xié)議進(jìn)入機(jī)制,同時(shí)定義了多協(xié)議下如
何避免協(xié)議沖突,最終可以穩(wěn)定在UFCS或其它協(xié)議下充電的機(jī)制,具有強(qiáng)
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融合快速充電(UFCS)技術(shù)和產(chǎn)業(yè)發(fā)展白皮書(shū)(2023年)
大的多協(xié)議兼容性,這意味著用戶(hù)可以將不同品牌的設(shè)備連接到同一臺(tái)支持
多協(xié)議的充電器上進(jìn)行充電,即使設(shè)備最終不采用UFCS充電,也無(wú)需擔(dān)心
協(xié)議間沖突導(dǎo)致的無(wú)法快充的問(wèn)題。這種高兼容性不僅方便了用戶(hù)的使用,
也有助于推動(dòng)整個(gè)充電產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。
7.強(qiáng)大的健壯性
UFCS獨(dú)創(chuàng)波特率的接收training計(jì)算和嚴(yán)格規(guī)定的誤差范圍,更加適應(yīng)
復(fù)雜的通訊線路情況,即使因通訊線路連接等因素導(dǎo)致發(fā)送數(shù)據(jù)的波特率有
一定程度上的偏差,通過(guò)training機(jī)制也能正確地接收和發(fā)送。通過(guò)數(shù)據(jù)的
CRC校驗(yàn)等多種方法,也為數(shù)據(jù)傳輸上的正確性以及穩(wěn)定性提供了充分的保
障。
8.節(jié)能環(huán)保
UFCS協(xié)議的制定旨在解決充電標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一,多協(xié)議互不兼容,制約不
同終端設(shè)備用戶(hù)快充體驗(yàn)的問(wèn)題,最終實(shí)現(xiàn)各種終端設(shè)備互通互融的局面。
這意味著用戶(hù)不再需要為每個(gè)設(shè)備購(gòu)買(mǎi)不同的充電器或數(shù)據(jù)線,只需一個(gè)充
電器和一條數(shù)據(jù)線就可以適用于所有支持UFCS協(xié)議的設(shè)備。這不僅減少了
用戶(hù)的購(gòu)買(mǎi)成本,也簡(jiǎn)化了適配器等廠商的設(shè)計(jì)成本,有助于減少資源浪費(fèi),
同時(shí)也利于綠色能源的長(zhǎng)期發(fā)展和資源的高效利用,對(duì)于上下游的任何用戶(hù)
來(lái)說(shuō)都是一大利好。
9.緊密的產(chǎn)業(yè)合作
因UFCS的明顯優(yōu)勢(shì),一經(jīng)推出便得到了眾多終端制造商、芯片制造商、
解決方案提供商等產(chǎn)業(yè)上下游的支持和認(rèn)可,紛紛推出支持UFCS的產(chǎn)品,
進(jìn)而為消費(fèi)者帶來(lái)了更好的使用體驗(yàn),反過(guò)來(lái)促進(jìn)了廠商對(duì)產(chǎn)品的更新?lián)Q代,
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融合快速充電(UFCS)技術(shù)和產(chǎn)業(yè)發(fā)展白皮書(shū)(2023年)
UFCS技術(shù)又在實(shí)踐中被不斷完善,形成了一個(gè)良性循環(huán)。這種產(chǎn)業(yè)合作方
式有利于推動(dòng)技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用,促進(jìn)終端產(chǎn)品和充電設(shè)備的兼容性和標(biāo)準(zhǔn)
化。這將有利于提升整個(gè)產(chǎn)業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)力和創(chuàng)新力,推動(dòng)充電市場(chǎng)的健康發(fā)展。
表2將UFCS與USBPD技術(shù)進(jìn)行了對(duì)比。
表2UFCS與USBPD的技術(shù)對(duì)比
技術(shù)點(diǎn)UFCSUSBPD(v3.1)對(duì)比說(shuō)明
USBPD支持筆記本供電、多個(gè)PD場(chǎng)景更
應(yīng)用場(chǎng)景充電充電、供電、HUB
設(shè)備級(jí)聯(lián)的供電場(chǎng)景豐富
交互方式全雙工半雙工UFCS交互效率更高UFCS通信性
通信電平3.3V1.1VUFCS抗干擾能力強(qiáng)能更強(qiáng)
>60V(其
他場(chǎng)景)
最大電壓48V標(biāo)準(zhǔn)中未定義最大電壓限值
60V(移動(dòng)
終端)UFCS功率
標(biāo)準(zhǔn)中未定義最大電流限值,更高
最大電流20A5A且UFCS不限于在TypeC接口上
運(yùn)行
最大功率1200W240WU*I
調(diào)壓步進(jìn)10mV/step20mV/stepUFCS在快速充電時(shí)提供更精
UFCS控制
準(zhǔn)的控制,安全性得到更好的
調(diào)流步進(jìn)20mA/step50mA/step更精確
保證
鑒權(quán)特性對(duì)于高功率充電時(shí)供UFCS安全
鑒權(quán)有無(wú)
電設(shè)備的匹配提供識(shí)別保障機(jī)制更完善
輸出電壓精
±100mV±5%+100mVUFCS輸出電壓檢測(cè)精度更高
度UFCS輸出精
輸出電流精度更高
~2%5%UFCS輸出電流檢測(cè)精度更高
度(>3A)
角色交換有(V2.0增有支持供電方和被供電方的角色
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融合快速充電(UFCS)技術(shù)和產(chǎn)業(yè)發(fā)展白皮書(shū)(2023年)
加)互換,配置更靈活
UFCS兼容性
UFCS使用USB-A接口也可以實(shí)
通信管腳D+/D-CC更好、落地
現(xiàn),便于廠家技術(shù)遷移
成本更低
(三)UFCS檢測(cè)研發(fā)
標(biāo)準(zhǔn)的落地離不開(kāi)高質(zhì)量的檢測(cè)做保障。作為標(biāo)準(zhǔn)主要起草單位,中國(guó)
信通院泰爾終端實(shí)驗(yàn)室,基于多年來(lái)在快充檢測(cè)領(lǐng)域積累的豐富經(jīng)驗(yàn)以及扎
實(shí)的研發(fā)能力,獨(dú)立自主研發(fā)國(guó)內(nèi)外第一套支持融合快充全協(xié)議層測(cè)試的自
動(dòng)化系統(tǒng)。該系統(tǒng)分為軟硬件兩部分,硬件鏈接框圖見(jiàn)圖6所示,軟件可視
化交互界面見(jiàn)圖7所示。
圖6自動(dòng)化測(cè)試系統(tǒng)示意圖
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圖7融合快充自動(dòng)化測(cè)試系統(tǒng)交互軟件
1.系統(tǒng)硬件
整個(gè)硬件系統(tǒng)由表3所列儀表組成。
表3自動(dòng)化測(cè)試系統(tǒng)所用儀表
序號(hào)儀器設(shè)備型號(hào)
1電子負(fù)載PLZ205W
2直流電源PWR1201ML
3數(shù)字源表2460
4交直流電源AFV-P-2500
5示波器MSO56
6功率計(jì)WT310
7溫濕度記錄儀S500-TH
8高低溫箱GPS-4
9工裝UFCS-I-V1.0
功率計(jì):一共四根測(cè)量線,測(cè)量電壓的2跟線一個(gè)接在VBUS上,另外
一根接在GND上。把功率計(jì)看作一個(gè)元器件串聯(lián)在VBUS上,測(cè)電流的兩
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根線接在VBUS斷點(diǎn)的兩端。
電子負(fù)載:測(cè)試充電器時(shí),作為一個(gè)負(fù)載模擬手機(jī)、平板、電腦等終端
設(shè)備,誘使充電器可以分別輸出不同的電壓、電流和功率。同時(shí),電子負(fù)載
可以設(shè)置動(dòng)態(tài)負(fù)載模擬充電設(shè)備復(fù)雜多變的應(yīng)用場(chǎng)景。
直流電源:給產(chǎn)品的供電端VBUS和GND之間加壓,模擬產(chǎn)品在異常
情況下的過(guò)壓情況,用于測(cè)試產(chǎn)品的VBUS、D+、D-上的過(guò)壓保護(hù)機(jī)制
源表:給產(chǎn)品的供電端VBUS和GND之間加電流500uA,模擬產(chǎn)品在充
電過(guò)程中數(shù)據(jù)線上有倒灌電流的情況,以測(cè)產(chǎn)品的芯片的保護(hù)能力
交直流電源:給充電器供電,交直流電源可輸出不同的電壓,模擬全球
不同區(qū)域的供電差異。
示波器:監(jiān)測(cè)VBUS、GND、D+、D-上電壓,用于判定其充電過(guò)程的穩(wěn)
定性和電壓過(guò)充試驗(yàn)。
溫濕度箱:模擬不同區(qū)域的溫度差異等多種場(chǎng)景,以保證產(chǎn)品在不同區(qū)
域下都能夠正常使用。
協(xié)議分析儀:該專(zhuān)利自研的工裝。首先,該工裝設(shè)計(jì)了多個(gè)BNC接口、
USB-A接口、Type-C接口和MicroB接口,將儀表和被測(cè)樣品實(shí)現(xiàn)物理上的
連接。其次,通過(guò)自研電路圖可實(shí)現(xiàn),根據(jù)不同測(cè)試場(chǎng)景、測(cè)試要求和測(cè)試
內(nèi)容,將上述不同儀表根據(jù)一定的邏輯關(guān)系連接到相應(yīng)的被測(cè)點(diǎn)上。
2.系統(tǒng)軟件
控制軟件分為四部分:功能應(yīng)用、核心算法、通信協(xié)議和測(cè)試流程。
功能應(yīng)用:主要是軟件交互功能,工程師首先需要設(shè)置儀表參數(shù),選擇
測(cè)試用例,通過(guò)一鍵自動(dòng)化測(cè)試功能軟件實(shí)現(xiàn)從數(shù)據(jù)讀取、抓取錯(cuò)誤包、結(jié)
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融合快速充電(UFCS)技術(shù)和產(chǎn)業(yè)發(fā)展白皮書(shū)(2023年)
果判定和結(jié)果輸出。在減低工程師干預(yù)誤差的同時(shí),提升測(cè)試效率,降低測(cè)
試成本。
核心算法:主要包含根據(jù)不同測(cè)試用例如何實(shí)現(xiàn)儀表的邏輯順序控制,
同時(shí)如何根據(jù)抓取的數(shù)據(jù)進(jìn)行篩選、分析和給出判定。
通信協(xié)議:主要根據(jù)自動(dòng)化測(cè)試系統(tǒng)所選儀表所支持的可編程通信協(xié)議。
儀表控制和二次開(kāi)發(fā)的難點(diǎn)在于,由于所需控制儀表較多,而且儀表協(xié)議又
不同意,在儀表控制的同步上需要不斷實(shí)驗(yàn)和優(yōu)化測(cè)試步驟。
測(cè)試流程:在具體執(zhí)行測(cè)試時(shí),系統(tǒng)支持兩種方式:順序執(zhí)行和指令執(zhí)
行。前者根據(jù)測(cè)試方法中的測(cè)試步驟順序進(jìn)行測(cè)試,最終給出判定結(jié)果。后
者則是根據(jù)UFCS技術(shù)的指令集,添加系統(tǒng)操作人員根據(jù)特殊測(cè)試需求發(fā)送
單獨(dú)指令,例如當(dāng)只想測(cè)試獲取設(shè)備信息時(shí),只需要發(fā)送Get_Device_Info指
令就可查看被測(cè)樣品的回復(fù)是否正確。
在可視化界面上,工程師只需要點(diǎn)擊測(cè)試按鈕,即可實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)《融合快
速充電技術(shù)測(cè)試方法》全用例的自動(dòng)化測(cè)試,并將每個(gè)用例的測(cè)試結(jié)果顯示
在輸出區(qū)域,測(cè)試過(guò)程中的信息交互內(nèi)容、模擬信號(hào)參數(shù)以及成功失敗原因
顯示在log區(qū)域,不僅給工程師一個(gè)直觀測(cè)試結(jié)果,同時(shí)能夠提供詳細(xì)的測(cè)
試數(shù)據(jù)和測(cè)試步驟,便于尋找錯(cuò)誤位置和錯(cuò)誤原因。
總之,該系統(tǒng)通過(guò)硬件鏈接和軟件控制,不僅實(shí)現(xiàn)對(duì)物理層、協(xié)議層以
及應(yīng)用層的測(cè)試。同時(shí),對(duì)實(shí)驗(yàn)室現(xiàn)有儀表如示波器、功率計(jì)、電子負(fù)載等
進(jìn)行了二次開(kāi)發(fā),力求做到測(cè)試自動(dòng)化,實(shí)現(xiàn)測(cè)試過(guò)程“機(jī)器代人”。透過(guò)
該自動(dòng)化測(cè)試系統(tǒng),將測(cè)試周期,從人工測(cè)試的240小時(shí)縮短到連續(xù)不停機(jī)
24小時(shí)完成測(cè)試,大大提高了測(cè)試效率以及測(cè)試數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性、一致性和可
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融合快速充電(UFCS)技術(shù)和產(chǎn)業(yè)發(fā)展白皮書(shū)(2023年)
復(fù)現(xiàn)性。
(四)UFCS授權(quán)認(rèn)證
1.UFCS產(chǎn)品質(zhì)量保障體系
為推動(dòng)UFCS產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展,中國(guó)通信標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)會(huì)終端快速充電技術(shù)
與標(biāo)準(zhǔn)推進(jìn)委員會(huì)統(tǒng)籌建立了UFCS產(chǎn)品質(zhì)量保障體系,具體包括UFCS功
能符合性認(rèn)證、UFCS兼容性能力認(rèn)定、UFCS商標(biāo)授權(quán)。
UFCS功能符合性認(rèn)證由中國(guó)通信標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)會(huì)和電信終端產(chǎn)業(yè)協(xié)會(huì)聯(lián)合
授權(quán)泰爾認(rèn)證實(shí)施(認(rèn)證測(cè)試實(shí)驗(yàn)室為泰爾實(shí)驗(yàn)室),UFCS兼容性能力認(rèn)
定由廣東省終端快充行業(yè)協(xié)會(huì)授權(quán)泰爾實(shí)驗(yàn)室實(shí)施,UFCS商標(biāo)授權(quán)由廣東
省終端快充行業(yè)協(xié)會(huì)實(shí)施。具體工作框架如圖8所示。
圖8UFCS產(chǎn)品質(zhì)量保障體系
UFCS產(chǎn)品同時(shí)完成UFCS功能符合性認(rèn)證、UFCS兼容性能力認(rèn)定后,
即可獲得UFCS商標(biāo)授權(quán)。
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2.UFCS產(chǎn)品種類(lèi)
標(biāo)準(zhǔn)根據(jù)UFCS充電系統(tǒng)架構(gòu)及技術(shù)標(biāo)準(zhǔn),UFCS產(chǎn)品種類(lèi)分為供電產(chǎn)
品、充電產(chǎn)品、充電&供電產(chǎn)品、線纜等,具體如表4所示。
表4UFCS產(chǎn)品種類(lèi)
產(chǎn)品大類(lèi)產(chǎn)品種類(lèi)產(chǎn)品種類(lèi)描述
供電協(xié)議芯片實(shí)現(xiàn)UFCS協(xié)議(供電管理)的芯片
供電產(chǎn)品供電設(shè)備支持UFCS,并通過(guò)線纜,向充電設(shè)備提供電能的設(shè)
供電模塊備和模塊,如電源適配器
充電協(xié)議芯片實(shí)現(xiàn)UFCS協(xié)議(充電管理)的芯片
充電產(chǎn)品充電設(shè)備支持UFCS,集成電池并通過(guò)線纜接收電能的設(shè)備和
充電模塊模塊,如移動(dòng)終端、筆記本電腦
充電和供電協(xié)議芯片同時(shí)實(shí)現(xiàn)UFCS協(xié)議(充電和供電管理)的芯片
充電&供電
充電設(shè)備、供電設(shè)備支持UFCS,集成電池,可通過(guò)線纜接收電能、向充
產(chǎn)品
充電模塊、供電模塊電設(shè)備提供電能的設(shè)備和模塊
用于連接供電設(shè)備和充電設(shè)備,至少要支持VBUS、
線纜
D+、D-、GND四根信號(hào)線
UFCS產(chǎn)品包括了UFCS快充系統(tǒng)各組成部分,包括了供電產(chǎn)品、充電
產(chǎn)品、連接線纜,還包括了同時(shí)具備供電和充電功能的充電&供電產(chǎn)品。UFCS
產(chǎn)品覆蓋了快充上下游全產(chǎn)業(yè)鏈產(chǎn)品,上游產(chǎn)品包括電源半導(dǎo)體廠商的協(xié)議
芯片產(chǎn)品、電源解決方案廠商的模塊產(chǎn)品,消費(fèi)產(chǎn)品包括終端及整機(jī)廠商的
設(shè)備產(chǎn)品。UFCS產(chǎn)品兼容各類(lèi)充電場(chǎng)景的實(shí)際產(chǎn)品,如手機(jī)、筆記本電腦
等集成電池的泛終端設(shè)備都屬于充電設(shè)備,適配器、車(chē)充、移動(dòng)電源等供能
設(shè)備都屬于供電設(shè)備。
3.UFCS功能符合性認(rèn)證
UFCS功能符合性認(rèn)證是按照中國(guó)國(guó)家認(rèn)證認(rèn)可監(jiān)督管理委員會(huì)相關(guān)要
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融合快速充電(UFCS)技術(shù)和產(chǎn)業(yè)發(fā)展白皮書(shū)(2023年)
求建立的自愿性產(chǎn)品認(rèn)證體系,其目的是證實(shí)產(chǎn)品的UFCS功能符合UFCS
協(xié)議規(guī)范。
適用UFCS功能符合性的產(chǎn)品種類(lèi)如表4所示,認(rèn)證依據(jù)為T(mén)/CCSA
393-2022|T/TAF083-2022《移動(dòng)終端融合快速充電技術(shù)規(guī)范》、T/CCSA
394-2022|T/TAF092-2022《移動(dòng)終端融合快速充電測(cè)試方法》。
針對(duì)上游產(chǎn)品(芯片、模塊)、消費(fèi)產(chǎn)品(設(shè)備)的產(chǎn)業(yè)鏈特征,UFCS
功能符合性認(rèn)證采取了差異化的認(rèn)證模式。上游產(chǎn)品(芯片、模塊)的認(rèn)證
模式為型式試驗(yàn),證書(shū)有效期為2年;消費(fèi)產(chǎn)品(設(shè)備)的認(rèn)證模式為型式
試驗(yàn)和獲證后監(jiān)督,證書(shū)有效期為5年。
UFCS功能符合性認(rèn)證對(duì)UFCS產(chǎn)品明確劃分了認(rèn)證單元,如表5所示。
表5UFCS功能符合性認(rèn)證單元?jiǎng)澐衷瓌t
產(chǎn)品種類(lèi)單元?jiǎng)澐?/p>
供電協(xié)議芯片
型號(hào)、封裝、支持UFCS協(xié)議版本與能力
充電協(xié)議芯片
供電設(shè)備協(xié)議芯片(組)、支持UFCS協(xié)議版本與能力、端口類(lèi)型及對(duì)應(yīng)的
規(guī)格(電壓電流或功率)
UFCS端口集成線纜時(shí),單元?jiǎng)澐诌€包括線材結(jié)構(gòu)、接口類(lèi)型、線纜
充電設(shè)備
電子標(biāo)簽(組)、各端口之間規(guī)格(線纜額定電流或功率等)、最
大線長(zhǎng)、支持UFCS協(xié)議版本與能力
供電模塊型號(hào)(序列號(hào)/方案號(hào)/PCB板號(hào))、協(xié)議芯片(組)、支持UFCS協(xié)
議版本與能力、端口類(lèi)型及對(duì)應(yīng)的規(guī)格(電壓電流或功率)
UFCS端口集成線纜時(shí),單元?jiǎng)澐诌€包括線材結(jié)構(gòu)、接口類(lèi)型、線纜
充電模塊
電子標(biāo)簽(組)、支持UFCS的端口之間規(guī)格(線纜額定電流或功
率)、最大線長(zhǎng)
線材結(jié)構(gòu)、接口類(lèi)型、線纜電子標(biāo)簽(組)、各端口之間規(guī)格(線
線纜
纜額定電流或功率等)、最大線長(zhǎng)、支持UFCS協(xié)議版本與能力
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注:同時(shí)支持基于UFCS充電和供電的產(chǎn)品(協(xié)議芯片、設(shè)備、模塊),單元?jiǎng)澐滞瑢?duì)應(yīng)
的協(xié)議芯片、設(shè)備、模塊。
UFCS功能符合性認(rèn)證程序?yàn)椋簭S商申請(qǐng)登錄電信終端產(chǎn)業(yè)協(xié)會(huì)、泰爾
認(rèn)證→填寫(xiě)UFCS認(rèn)證申請(qǐng)表→提交UFCS產(chǎn)品相關(guān)資料→廠商送樣到泰爾
終端實(shí)驗(yàn)室完成產(chǎn)品測(cè)試→泰爾認(rèn)證簽發(fā)UFCS功能符合性認(rèn)證證書(shū)。
UFCS產(chǎn)品相關(guān)資料是指產(chǎn)品介紹、產(chǎn)品內(nèi)外部及銘牌照片、關(guān)鍵部件
(協(xié)議芯片等)型號(hào)供方清單、產(chǎn)品差異性說(shuō)明、產(chǎn)品工藝文件、產(chǎn)品委托
加工/委托認(rèn)證申請(qǐng)協(xié)議等。此外,UFCS功能符合性認(rèn)證設(shè)計(jì)了生產(chǎn)廠質(zhì)量
保證能力管理要求,包括資源、生產(chǎn)過(guò)程控制和過(guò)程檢驗(yàn)、關(guān)鍵元器件的驗(yàn)
證、靜電防護(hù)、認(rèn)證產(chǎn)品的一致性控制等,并要求認(rèn)證申請(qǐng)時(shí)生產(chǎn)廠完成自
查。為進(jìn)一步確保生產(chǎn)廠管理有效性,對(duì)于消費(fèi)產(chǎn)品(充電設(shè)備、供電設(shè)備、
線纜)認(rèn)證申請(qǐng)時(shí),要求生產(chǎn)廠通過(guò)CNAS或作為IAF成員的其他認(rèn)可機(jī)構(gòu)
認(rèn)可的認(rèn)證機(jī)構(gòu)頒發(fā)的質(zhì)量管理體系認(rèn)證。
為充分兼顧認(rèn)證測(cè)試成本與有效性,增強(qiáng)產(chǎn)業(yè)廠商獲得感,對(duì)于充電設(shè)
備、供電設(shè)備、線纜產(chǎn)品種類(lèi),UFCS功能符合性認(rèn)證對(duì)各類(lèi)型認(rèn)證申請(qǐng)情
形制定了精簡(jiǎn)明確的認(rèn)證測(cè)試方案。一是明確了認(rèn)證申請(qǐng)包括多個(gè)型號(hào)產(chǎn)品
時(shí)的測(cè)試方案,即選取代表性型號(hào)產(chǎn)品測(cè)試全部項(xiàng)目,其他型號(hào)產(chǎn)品測(cè)試部
分項(xiàng)目。二是設(shè)立了關(guān)聯(lián)證書(shū)機(jī)制,對(duì)于僅生產(chǎn)廠不同的產(chǎn)品,在獲得初始
認(rèn)證證書(shū)后可采取測(cè)試部分項(xiàng)目的簡(jiǎn)化方式獲取與初始認(rèn)證證書(shū)有效期相同
的關(guān)聯(lián)認(rèn)證證書(shū)。三是針對(duì)產(chǎn)業(yè)廣泛存在的ODM生產(chǎn)廠同時(shí)為多家制造商
代工的生產(chǎn)方式設(shè)立了針對(duì)的認(rèn)證申請(qǐng)機(jī)制,采取完整測(cè)試結(jié)合一致性核查
的方式對(duì)多個(gè)制造商同一生產(chǎn)廠的產(chǎn)品進(jìn)行驗(yàn)證。
UFCS功能符合性認(rèn)證包括如下信息:申請(qǐng)單位名稱(chēng)及地址、制造商名
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融合快速充電(UFCS)技術(shù)和產(chǎn)業(yè)發(fā)展白皮書(shū)(2023年)
稱(chēng)及地址、生產(chǎn)(設(shè)計(jì))單位名稱(chēng)及地址、認(rèn)證對(duì)象(UFCS產(chǎn)品描述)、
認(rèn)證范圍(UFCS能力描述)、產(chǎn)品關(guān)鍵部件、依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)、認(rèn)證規(guī)則、發(fā)證
日期及有效期、發(fā)證機(jī)構(gòu)及簽發(fā)人等,證書(shū)樣式如圖9所示。
圖9UFCS功能符合性認(rèn)證證書(shū)樣式(以供電協(xié)議芯片、供電設(shè)備為例)
UFCS功能符合性認(rèn)證設(shè)立了完整的證書(shū)變更機(jī)制,包括證書(shū)申請(qǐng)單位/
制造商注冊(cè)名稱(chēng)或地址變更、證書(shū)生產(chǎn)單位注冊(cè)名稱(chēng)變更、證書(shū)生產(chǎn)單位地
址變更、認(rèn)證依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)發(fā)生變更、證書(shū)產(chǎn)品型號(hào)拓展等情形,對(duì)上述各變更
類(lèi)型均制定了針對(duì)性的變更要求和管理方案。
UFCS功能符合性認(rèn)證設(shè)立了完整的證后監(jiān)督機(jī)制,包括例行的年度監(jiān)
督(頒發(fā)認(rèn)證證書(shū)次年起)、必要時(shí)的隨機(jī)檢測(cè)和生產(chǎn)廠檢查。年度監(jiān)督包
括證書(shū)企業(yè)信息核查、市場(chǎng)/生產(chǎn)單位產(chǎn)品抽樣檢查和檢測(cè)兩個(gè)環(huán)節(jié),制造商
相同的有效認(rèn)證證書(shū)同時(shí)實(shí)施年度監(jiān)督,一般情形下每年監(jiān)督一次。在發(fā)現(xiàn)
產(chǎn)品或生產(chǎn)廠可能存在問(wèn)題時(shí),泰爾認(rèn)證將對(duì)相關(guān)證書(shū)實(shí)施隨機(jī)檢測(cè)和生產(chǎn)
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融合快速充電(UFCS)技術(shù)和產(chǎn)業(yè)發(fā)展白皮書(shū)(2023年)
廠,以進(jìn)一步核實(shí)產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)廠管理的有效性。
UFCS功能符合性認(rèn)證申請(qǐng)網(wǎng)站為。UFCS功能符合性認(rèn)
證結(jié)果在全國(guó)認(rèn)證認(rèn)可信息公共服務(wù)平臺(tái)、泰爾認(rèn)證官網(wǎng)、電信終端產(chǎn)業(yè)協(xié)
會(huì)、中國(guó)通信標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)會(huì)等平臺(tái)同時(shí)公布,均可查詢(xún)。
4.UFCS兼容性能力認(rèn)定
在UFCS功能符合性認(rèn)證測(cè)試的同時(shí),泰
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