VL103R-Q4威锋PD3.0快充协议芯片

一、产品概述

VL103R-Q4 是威盛电子推出的一款高度集成的节能单芯片控制器,同时支持 DisplayPort Alt-Mode 视频输出和 USB Power Delivery 3.0 快充协议,专为 USB-C 设备设计。该芯片将 PD 协议控制、DP Alt-Mode 视频输出、USB Hub 控制等功能高度集成于一颗芯片之中,是 USB-C 视频适配器和 USB-C 多功能扩展坞的核心控制器。


二、核心特性

VL103R-Q4 完整支持 VESA DisplayPort Alt-Mode on USB Type-C Standard Version 1.0a,同时符合 USB Power Delivery 规范 Revision 3.0 Version 1.0a,并已通过 PD 2.0 认证,认证 TID 为 1060043。

在接口配置方面,芯片集成了 1 个充电 UFP(上行面向端口)和 1 个 DRP(双角色端口),支持同时进行充电与数据传输。当检测到外部电源接入后,芯片可执行 DP Alt-Mode 视频输出,并同时为 PD 主机侧设备充电。此外,芯片支持 Dead Battery Mode,即电池耗尽时仍可为主机充电,这一特性在移动设备配件场景中尤为实用。

在协议兼容性方面,VL103R-Q4 支持 PD 3.0 Fast Role Swap 快速角色切换,内置 SBU1/SBU2 开关以支持 USB-C 线缆正反插,集成 D+/D- 充电 ePHY 以兼容传统协议握手充电器。接口空闲时芯片自动进入深度省电模式,非常适合智能手机配件等低功耗应用场景。

在扩展能力方面,QFN48 封装提供最多 11 个 GPIO 引脚,可用于电源控制、开关控制、数据控制等外围功能。固件升级支持外部 SPI Flash 方式,也可与 VLI Hub 控制器共享 SPI Flash 完成升级。


三、引脚兼容与封装

VL103R-Q4 采用 QFN-48 封装,尺寸为 6.0 × 6.0 × 0.85 mm,共 48 个引脚。该封装与 VL102-Q4 完全引脚兼容(Pin-to-Pin),产品迭代升级时无需更改 PCB 设计。此外,威盛还提供 QFN32L 封装(5.0 × 5.0 × 0.85 mm,32 引脚),与 VL100-Q3 引脚兼容,适用于更小尺寸的产品方案。


四、电气规格

VL103R-Q4 的工作温度范围为 -50°C 至 +85°C,满足车规级应用要求。电源电压范围为 4.5V 至 6.5V。芯片内置两级 LDO,分别为 5.0V 转 3.3V 和 3.3V 转 1.8V,无需外接稳压器。电源输入支持 Vconn 电源或 Vbus 电源自动选择。芯片内置 Vbus 电压检测器和 Vbus 电流检测器,可监控异常电源行为。时钟方面采用内置修剪 RC 振荡器,无需外接晶振,进一步简化了 BOM 成本和 PCB 布局。


五、典型应用场景

VL103R-Q4 的典型应用包括:USB-C 转 DP 视频适配器、USB-C 多功能扩展坞、USB-C 车载充电器、Nintendo Switch 底座、智能手机视频输出配件等。其高集成度和低 BOM 成本使其成为中低端 USB-C 视频解决方案的首选芯片。


六、总结

VL103R-Q4 凭借单芯片高度集成、车规级温度范围、引脚兼容前代产品、无需外接晶振等优势,在 USB-C 视频适配器和扩展坞市场中具有极强的竞争力。对于追求成本控制和快速量产的产品团队而言,该芯片是一个经过大规模量产验证的成熟方案。

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