100 W 双向快充模块 – 让“充”与“放”只需一根 Type-C 线
1. 产品定位
传统单向 DC-DC 只能“先充后放”，在户外储能、移动电源、UPS 等场景下必须额外叠加充电板+升压板，体积大、效率低、成本高。本模块采用真·双向同步升降压架构，同一颗电感、同一颗协议 MCU 完成“输入充电 / 输出放电”无缝切换，满载效率 97 %，尺寸仅 50 × 35 mm，100 W 持续输出，帮助开发者把 4 串 21700 电池包瞬间升级为 PD3.0 移动电源，或把户外电源升级为“边充边放” UPS。
2. 核心方案
主控：英集芯 IP2368（集成 PD3.0/PPS/QC4+ 协议 + 14-bit 电量计）
升降压驱动：南芯 SC8812A（耐压 36 V，连续电流 10 A，开关频率 500 kHz）
功率级：两颗 5 × 6 mm 低侧 MOS + 60 A 合金一体成型电感，R<sub> 合计 2.2 mΩ，满载温升 < 55 ℃
保护链：硬件 OVP/OCP/OTP + 软件双重判定，响应时间 < 1 µs，无需外置保险丝
3. 双向逻辑 – 0 毫秒切换
插入适配器：CC 引脚检测到 Source Capacity ≥ 60 W 后，模块自动识别为“充电模式”，以最大 20 V⎓5 A 给电池恒流/恒压充电，同时关闭对外输出。
拔掉适配器：V<sub> 跌落 < 1 V 且持续 50 ms，硬件比较器即时翻转，SC8812A 反向升压，200 ms 内对外发出 5 V→20 V 广播，手机/笔记本即可握手 100 W。
边充边放（UPS）：当太阳能或车载输入功率 ≥ 负载功率，模块进入“直通+补电”状态，输入先供负载，剩余能量给电池充电，切换过程零掉电，适合路由器、NAS、树莓派不间断供电。
4. 性能实测（25 ℃ 环境）
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条件 输入 输出 效率 温升 纹波
20 V⎓5 A 输出 14.8 V 电池 20 V⎓5 A 96.8 % 52 ℃ 38 mV
20 V⎓5 A 充电 20 V 适配器 14.8 V⎓5 A 95.4 % 49 ℃ 45 mV
12 V⎓3 A 输出 10.8 V 电池 12 V⎓3 A 94.1 % 41 ℃ 29 mV
待机功耗：50 µA（关机）；2.3 mA（空载维持 PD 广播）
5. 电池兼容性
锂电：2-6 串（8.4-25.2 V），支持 NTC 10 kΩ = 25 ℃ 温度保护
磷酸铁锂：2-6 串（6.4-19.2 V），可通过电阻切换电压平台
均衡电流：50 mA，内置 MOSFET 实现被动均衡，无需外置均衡板
电量计：14-bit ADC，自动学习内阻，循环 3 次后电量误差 ±1 %，通过 I²C 0x36 地址读取容量、电流、温度、循环次数
6. 协议支持
PD3.0 固定档：5 V⎓3 A / 9 V⎓3 A / 12 V⎓3 A / 15 V⎓3 A / 20 V⎓5 A
PPS：3.3-21 V，20 mV/步，最大 5 A
QC：QC2.0 5-12 V；QC3.0 200 mV/步；QC4+ 兼容
其他：Samsung AFC 9 V/12 V，Huawei FCP 9 V/12 V，SCP 22.5 W，MTK PE+ 2.0
双口策略：单口盲插 100 W；若两口同时插入，自动降功率为 65 W + 30 W，无需外部 MCU 干预
7. 机械与安装
尺寸：50 × 35 × 12 mm（不含 Type-C 母座高度）
定位孔：4 × M2.5，45 × 30 mm 中心距，可 3 M 胶或铜柱固定
散热：顶层 1.5 W/(m·K) 导热垫直接贴合铝壳，满载无需风扇；> 80 W 建议外壳贴 5 × 5 cm 铝散热板
接口：
– USB-C1：双向输入/输出，沉板 24 pin，支持 5 A E-marker 线识别
– USB-C2：输出-only，同样 5 A，内部限流 3.3 A
– BAT+ / BAT-：14 AWG 焊盘，连续 10 A
– SWD / I²C：2.54 mm 6P 排针，可在线升级固件或自定义电压
8. 安全与认证
通过 USB-IF PD3.0 TID 认证（编号 7077）
CE/FCC Class B 传导/辐射余量 > 6 dB
4 kV HBM ESD 接触放电，±15 kV 空气放电不宕机
1500 V 隔离耐压（电池-外壳），满足 IEC 62368-1 便携式设备要求
Demand feedback
