随着移动设备的普及和快充技术的快速发展，PD（Power Delivery）快充协议已成为主流充电标准之一。然而，许多传统设备或DIY项目仍需要固定电压供电（如5V、9V、12V、20V），这就需要一种特殊的解决方案——PD快充诱骗芯片。本文将深入解析这类芯片的工作原理，并以FS8025BL为例，详细介绍如何从支持PD协议的充电器中安全获取所需电压。
USB快充控制芯片又称为快充诱骗芯片，是一种集成电路，主要用来和充电器内部的供电协议芯片进行通讯握手快充协议。它一般应用在Type-C接口的控制电路中，可以和充电器通讯，获取充电器的快充电压，例如：5V3A、9V3A、10V4A、11V6A、12V3A、15V3A、20V5A、28V5A等等。电路中使用这种Type-C控制芯片后，可以自适应市面上各家的快充协议充电器，使其输出快充电压给产品供电。一般常见应用在需要快充电压供电（9V/12V等）的产品上，例如：3C数码产品、小型加热产品、电池快充、老化测试工具等。
一、PD快充诱骗芯片的核心原理
PD协议的核心是动态电压协商机制。充电器与设备通过CC（Configuration Channel）引脚进行通信，双方协商后确定输出电压。而诱骗芯片的本质是模拟PD协议中的"受电设备"行为，主动向充电器发送电压请求指令，从而绕过设备端的复杂协商过程。
以FS8025BL为例，这款国产芯片支持PD3.0/2.0、QC3.0/2.0等多种快充协议，可通过电阻配置输出5V/9V/12V/15V/20V五档电压。其内部集成MCU和协议解析模块，工作时会循环发送PDO（Power Data Object）请求，直到充电器响应目标电压。整个过程仅需50-200ms，效率远超传统降压方案。
二、关键芯片FS8025BL的特性解析
- 硬件设计亮点
- 采用QFN-16封装（3x3mm），内置12mΩ低阻MOS管，最大支持5A持续电流
- 工作电压范围3-24V，静态功耗仅80μA，支持过压/过流/短路保护
- 特有的"电压锁定"功能，可防止充电器因负载波动切换电压档位
- 协议支持能力 除基本PD协议外，还能兼容华为SCP（最大22.5W）、三星AFC等私有协议。通过I²C接口可动态修改输出电压，满足可调电源需求。
- 典型应用电路 基本电路仅需4个外围元件：
- 10μF输入/输出电容各1颗
- 100kΩ配置电阻（决定输出电压）
- LED状态指示灯 例如要实现12V输出，只需在SET引脚接47kΩ电阻到地。
三、实战取电方案详解
方案1：Type-C接口直出（适合固定电压）
- 准备材料：FS8025BL芯片、Type-C母座、22AWG硅胶线、0.1mm陶瓷电容
- 电路连接：
- CC1/CC2引脚通过5.1kΩ电阻接地
- VBUS接输入正极，GND接公共地
- 输出端建议增加LC滤波电路（10μH电感+100μF电容）
- 安全测试：
- 先用电子负载测试带载能力（建议逐步增加至3A）
- 用示波器观察电压纹波（应＜200mVpp）
方案2：可调电压模块（需配合MCU）
- 扩展设计：
- 添加STM32F030单片机，通过I²C控制FS8025BL
- 增加旋转编码器调节电压，0.5V步进精度
- OLED屏幕显示实时电压/电流
- 关键代码片段：
void Set_PD_Voltage(uint8_t volt) {
i2c_write(0x50, 0x01, volt); // 0x01为电压配置寄存器
delay_ms(100);
}方案3：多电压并行输出（工业级方案）
通过多片FS8025BL并联，配合PMOS开关矩阵，可实现：
- 四路独立输出（5V/12V/15V/20V）
- 总功率最高100W（需配合散热设计）
- 自动负载均衡功能
四、安全注意事项
- 协议兼容性风险 实测发现部分氮化镓充电器（如倍思65W）对非标PD请求敏感，建议：
- 在VBUS串联2A自恢复保险丝
- 增加TVS二极管防护（如SMBJ15CA）
- 散热设计要点 当输出＞15V/3A时：
- 必须加装散热片（推荐5x5mm铜基板）
- 环境温度不超过40℃
- 避免连续满载运行超过2小时
- EMI对策 高频开关可能干扰射频设备，解决方法：
- 输入级添加共模电感（如DLW21HN121SQ2）
- 采用屏蔽线缆传输电力
五、进阶应用场景
- 移动电源改造 将普通充电宝升级为PD电源：
- 拆除原有升压电路
- 在锂电池保护板后接入FS8025BL
- 支持20V输出给笔记本供电
- 车载设备供电 配合点烟器转PD模块：
- 实现12V→20V转换
- 可为示波器等仪器供电
- 光伏发电系统 微型太阳能板（18-22V）通过诱骗芯片：
- 直接给PD设备充电
- 效率比传统DC-DC方案高8-12%
六、与其他方案的对比
方案类型 | 转换效率 | 成本 | 复杂度 | 兼容性 |
传统降压模块 | 85-92% | 低 | 简单 | 差 |
FS8025BL方案 | 93-97% | 中 | 中等 | 优 |
专用PD解码IC | 95-98% | 高 | 复杂 | 最佳 |
实测数据显示，在12V/3A输出时，FS8025BL的整体效率达到95.2%，比LM2596方案高出近10个百分点，且输出电压稳定性（±1%）远超传统方案。
随着USB PD3.1协议（支持28V/36V/48V）的普及，新一代诱骗芯片如FS8201A已开始支持更高压应用。但对于大多数电子爱好者而言，FS8025BL这类成熟方案仍是平衡成本与性能的最佳选择。通过合理设计，完全可以打造出安全可靠的个性化供电系统。
