融合快速充电UFCS技术和产业发展白皮书2023.docx

一、融合快速充电技术（UFCS）概述1（一）快充技术发展历程1（二）UFCS技术发展历程6二、UFCS技术体系与演进方向10（一）UFCS工作原理10（二）UFCS优势分析11（三）UFCS检测研发16（四）UFCS授权认证20三、UFCS产业图景与应用潜力26（一）UFCS产业概述和效益26（二）半导体产业29（三）适配器产业41（四）移动终端产业55（五）线缆产业67（六）其他场景应用74四、UFCS路标规划与品牌发展85图目录图1用户对于快充功能的考量2图2主流终端厂商快充功率趋势4图3终端快充产业链5图4整体框架10图5UFCS握手阶段11图6自动化测试系统示意图16图7融合快充自动化测试系统交互软件17图8UFCS产品质量保障体系20图9UFCS功能符合性认证证书样式（以供电协议芯片、供电设备为例）24图10UFCS全产业链29图11UFCS产业全景图29图12半导体的发展方向31图13全球主要消费电子出货量情况33图14UFCS融合快充认证芯片产品34图15三段式结构42图16各类型充电接口42图17USB充电标准发展史45图18泛终端七大市场出货量46图19适配器的主要成分49图20适配器全球保有量49图21UFCS融合快充认证充电器产品50图22全球各类设备出货量数据56图23BQ25892原理框图57图24电荷泵原理框图57图25充电协议发展史58图26UFCS融合快充认证终端产品59图27各品牌手机出货统计68图28USB标准发展69图29USB传输标准与接口之间的关系70图30中国数据线市场预测72图31UFCS路标规划86图32央媒关注报导UFCS87图33纸媒及平台媒体报导宣传UFCS88图342023年8月，一加Ace2Pro发布会宣传支持UFCS协议88图352023年8月，真我GT5发布会宣传支持UFCS协议88图362023年度消费者UFCS问卷调研认知度调查结果89表目录表1终端快充产业链中各主流厂商5表2UFCS与USBPD的技术对比15表3自动化测试系统所用仪表17表4UFCS产品种类21表5UFCS功能符合性认证单元划分原则22融合快速充电(UFCS)技术和产业发展白皮书(2023年)一、融合快速充电技术(UFCS)概述(一)快充技术发展历程受益于技术与应用的进步，全球移动互联网在近十年迎来了蓬勃的发展，全球移动通信终端用户规模持续扩大。据统计，智能手机用户规模目前已接近40亿，占全球人口总量约50%。伴随着功能升级和应用的丰富，更高分辨或高刷新率的屏幕、算力更强的处理器和强大拍摄性能的摄像头，已成为移动通信终端的普遍配置，移动通信终端应用也越来越广泛，逐渐成为用户生活中必不可少的通信工具。同时，随着平均使用频率不断攀升，用户对移动通信终端的续航提出了更高的要求。事实上，增加电池容量和降低功耗是提升续航最直接的方法。但从可行性上分析，功耗优化难度大，是一个系统工程。而增加电池容量是一把双刃剑，一方面，过大的电池会增加终端的尺寸和重量，大容量电池所需充电时间也更长，二者都会直接影响消费者的使用体验；另一方面，单位体积电池容量受限于现有工艺技术发展水平，短时间内改善空间有限。为了有效地缓解用户的“电量焦虑”，快速充电技术应运而生。目前，业内习惯用“充电功率的大小”来指代充电速度的快慢。充电功率越高，充电速度越快，充满电量所需的时间便越短。众所周知，功率P=电压UX电流I。那么，为了提升充电速度，获得更好的充电体验，要么提升充电电压，要么增大充电电流。快速充电技术的出现在一定程度缓解了电池容量瓶颈与续航的矛盾，解决了充电时间过久的问题。如图1所示，据统计，48.3%的用户在挑选手机时认为快充功能非常重要，还有34.6%的用户认为很重要。显然，快充功能已经成为消费者购机时的重要考量。快充功就JK消SS专挑选手机时的要可,34.6%16.8%很重要一般0.3%不太妾图1用户对于快充功能的考量回顾快充技术的发展历程，可以概括性地分为以下两个阶段。1 .技术探索阶段由于材料物理性质的限制，锂电池工作电压为3.7V,截止电压为4.2V左右。为了降低充电过程中降压产生的发热问题，传统直充方案的充电电压均为5V。同时，随着电量需求的增大，充电电流从500mA提升到1A；充电接口也从诺基亚的圆插口、MiniUSB最终演变成苹果生态的1.ighting和安卓生态的MiCrOUSB。2012年，USB-IF协会发布BCI.2协议，通过引入充电端口识别机制，将USB充电器的充电电流提升到1.5Ao2013年，高通QUiCkCharge(QC)1.0协议发布，突破了USBBCI.2协议的电流上限，将功率提升至5V/2A,融合快速充电(UFCS)技术和产业发展白皮书(2023年)充电速度提升40%。为节省成本，兼容过去的方案设计，2014年高通QCZO协议通过改变USB接口的D+D.两脚电压，实现适配器和终端的相互识别，握手后传输更高的电压档位以提升充电功率。也就是后来业内常说的“高压低电流”的快充方案，QC2.0最高支持20V电压，但受限于MiCrOUSB线缆的载流能力，最高支持电流仍为2A。为了能够支持较高的充电电压，终端需要支持充电管理,而充电管理涉及到电压变换，恒流控制等环节，会带来明显的充电效率下降和发热问题。所以，即便QC2.0的电压最高已能够支持20V,但业内鲜有人用。一直到2015年QC3O发布，主流的快充功率还是18W(5V/3A、9V/2A、12V1.5A)o事实上，当年定义了BCl.2协议的USBJF协会，作为接口的定义方，早在2012年便基于当时普遍存在的USB-A和USB-B接口发布了USBPD(PowerDelivery)1.O标准，描绘了USB2.0和USB3.0接口最高可达100W供电能力的美好愿景，但是直到USBTyPeC接口的出现，这一愿景才开始成为现实。2014年8月，USB-IF发布了具有革命性意义的TyPe-C接口标准1.0版本和USBPD标准2.0版本。与MiCn)-USB接口相比，新发布的TyPe-C接口最大支持20V5A100W的电力传输，更强的载流能力使其天然更适合快充。但是由于此时Type-C接口并非智能手机主流接口，所以高通QC协议为代表的快充协议依然是市场主流。同样在2014年，OPPo首发VoOC闪充5V/4.5A的“低压大电流”快充方案。该方案通过在普通的MiCrOUSB数据线中增加两个触点，并加宽适配器接口的电源触点宽度，来提高数据线和充电器接口的电流承载能力，从而实现4.5A的大电流快充。对比QC的高压方案，使用大电流方案的终端不需要额外的充电管理，具有充电效率高等特点。但只有通过定制的适配器、线缆和接口才能实现快充功能，成本上并不具备优势。毫无疑问，USBPD和OPPOVOoC协议的发布，敲开了“低压大电流”快充方案的大门。更优异的充电表现和用户反馈，使得各终端厂商和平台厂商也逐步涌进大电流赛道。而随着2016年高通发布QC4并宣称兼容USBPD协议，华为发布SCP协议，采用与OPPO相似的“低压大电流”方案，初期的技术探索阶段也基本落下帷幕。2 .高速发展阶段“低压大电流”方案兴起后，各终端厂商和平台厂商，尤其以国内厂商为主，进入了快充赛道的高速发展阶段。2019年OPPo首发SUPerVOOC2.0超级闪充，借助电荷泵技术和定制电缆实现了10V6.5A65W的充电功率。在串联双电芯、多极耳、高倍电荷泵等技术的加持下，快充功率迅速攀升。时至今日，已有10家终端厂商推出了超5A超百瓦快充技术，市售百瓦优先快充手机已有近40款，最高充电功率已达240W。近些年主流终端厂商快充功率趋势如2图所示。ISOW228WSOWGSWBE术K布IZ5W技术发布240W240WOPPO225W40W66W100W华为1120W120WUOWfIiW技术财100Waw技术及而mow探索板210w技术次布mW小米，、22.SWMW120W120W200W200WViVO20142016201820192020202120222023图2主流终端厂商快充功率趋势融合快速充电(UFCS)技术和产业发展白皮书(2023年)终端快充行业高速发展到今天，已经形成了较为完善和成熟的产业链条。如图3所示，上游以快充方案设计，GaN,电容器、连接器及线束、磁性/功能材料等电子元器件和材料为主；中游主要为充电模块/模组、电芯/PACK,以及快充协议和电源管理芯片等；下游则是充电系统中各段的应用产品，如消费电子类终端、适配器/充电宝和线缆等。表1中统计了当前终端快充产业链中的主流玩家。口中海日T9使光方票IftKGaN31lMW8铉光M议万用tUCPACK*mMr<M图3终端快充产业链消信电子修g语”/光电宝舞表1终端快充产业链中各主流厂商产业链环节代表厂商上游快充方案设计USB-IF、高通、联发科、OPPO、华为、vivo、小米、荣耀等GaN帕沃英蒂格盛、纳微半导体、英诺赛科等电容器艾华集团、法拉电子、绿宝石、丰宾等连接器及线束信维通信、立讯精密、得润电子、意丰精密、泰普生、远爱电子、富士康、得意、意华等充电接口得润电子等磁能/功能材料铭普光磁、东磁、顺络等中游模块/模组沛姬电子、安世、大瞬科技、像未来等快充协议芯片瑞萨电子、土兰微、南芯、英飞凌、艾为、英集芯、易冲、立锚、富满电子、芯海、智融、慧能泰、力林、芯合电子、杰华特、芯朋微、华源智信等电源管理芯片圣邦股份、芯朋微、矽力杰、智融、杰华特、南芯、晶丰明源、伏达、硅动力、瑞萨电子、英集芯、易冲、芯海、立锚等电芯/PACKAT1.等E-marker芯片威锋电子、英飞凌、慧能泰、易冲、英集芯、立锚、杰华特等下游消费电子终端华为、OPPO、ViV0、小米、荣耀、魅族、中兴、三星、苹果、联想、戴尔等适配器/充电宝安克、罗马仕、绿联、品胜、公牛、倍思、热豆、立讯精密等线缆立讯精密、绿联、安克、罗马仕、品胜、倍思等（二）UFCS技术发展历程随着移动终端快速充电技术的迅猛发展，尤其在充电速度、充电安全、充电智能管理方面提升显著，但是快充产业长期存在协议互不兼容的问题，不同品牌移动终端和适配器之间不能有效识别，只能实现较低功率的充电，仍是制约快充进一步提升的屏障。不仅影响用户体验，也给环保、产业生态发展带来一些问题，具体表现为：影响用户体验：用户换手机品牌后，原有适配器和新手机无法实现快充；家庭中多个品牌手机、适配器之间不兼容；用户出行途中如果手机电量不足，想要进行快充，非常不方便；同时，随着手机厂商扩宽产品生态，快充不兼容问题还会延续到平板电脑、笔记本电脑、消费IoT电子产品以及未来的XR设备上；影响产业生态：芯片、配件等厂商要逐个找手机厂商获取专利授权和鉴权秘钥，周期长、难度大；芯片、充电配件以及车载充电模块要实现给所有品牌手机快充，需要集成市面所有手机快充方案，成本非常高，市场难以接受；同时，由于没有统一的快充标准，快充基础设施在国内难以普及，比如日常生活场所中的快充充电宝、候机厅/候车室的快充充电桩、高铁/汽车融合快速充电（UFCS）技术和产业发展白皮书（2023年）/酒店的快充插座都难以落地，并且其他对快充有需求的产品品类和领域也面临割裂，比如：电动工具、电动自行车等；制约绿色环保：由于没有通用快充适配器，手机出厂需要配原装适配器，否则有可能影响用户使用；用户换新品牌手机也可能还需购买新的充电配件，造成大量电子垃圾，不符合绿色、环保的社会发展趋势；尤其重要的是，“绿色环保”是我国的新发展理念，既代表社会未来的发展方向，也是信息通信产业长期发展的重要着力点。2022年电源适配器inbox市场总计3.37亿部（手机2.64亿+平板电脑0.24亿+笔记本电脑0.49亿），加上零售市场至少4亿部，大约9000-10000吨电子垃圾（欧盟CommonCharger法案研究报告数据是5亿POrtabledevicecharger,11000-13000吨ewaste,超过60Okteo2e.）。另外，2022年欧盟委员会、欧洲议会和欧洲理事会达成统一，将USBType-C作为便携式电子设备充电的标准接口的协议，统一快速充电协议以允许用户使用任何兼容充电器以相同速度为设备充电。对于国内快充技术而言，USBType-C标准支持的快充协议存在专利风险和技术壁垒风险，加上国内快充技术协议不统一，使得我国企业的自有技术和话语权从各个方面均受到了不同程度的制约，在这种大的国际形势下使得企业私有充电技术难以得到持续发展，国内快速充电技术的融合已经迫在眉睫。事实上，早在2018年中国信息通信研究院便开始牵头撰写国内的第一份快充行业标准，囊括了市场上各种主流快充协议，包括USBPD。然而却没能达成实际的统一，各终端厂商的私有协议之间，以及与USBPD协议仍互不兼容。直到2019年底，由中国信息通信研究院泰尔终端实验室牵头，联合华为、OPPO、vivo、小米等国内终端产商，以及芯片、集成制造、配件、仪表等行业内头部企业，开始为汇聚产业力量，整合终端充电技术制式，共同打造行业统一、权威的快充标准体系，努力实现更安全、更快速、更便捷地充电而持续发力。具体历程如下：2020年8月18日电信终端产业协会（TAF）绿色能源工作组（WGlO）成立，团体标准移动终端融合快速充电技术规范立项通过；2021年5月28日TfTAF083-2021移动终端融合快速充电技术规范发布；2021年8月13日T/TAF092-2021移动终端融合快速充电测试方法发布；2021年12月24日广东省终端快充行业协会（FCA）成立；2022年6月28日FCA第一届UFCS测试大会举办；2022年7月1日UFCS2022版技术规范和测试方法发布；2022年7月22日中国通信标准化协会（CCSA）终端快速充电技术与标准推进委员会（TC626）成立；2022年8月1日融合快速充电功能认证正式启动；2022年8月9日T/CCSA393-2022T/TAF083-2021移动终端融合快速充电技术规范、T/CCSA394-2022T/TAF092-2021移动终端融合快速充电测试方法两项CCSA与TAF双编号的团体标准正式发布；2022年9月29日CCSA与TAF联合在京召开移动终端融合快充成果发布会;2022年11月三项团体标准2023-CCSA-051移动终端融合快速充电技术要求第二阶段、2023-CCSA-052移动终端融合快速充电测试方法第二阶段和2023-CCSA-053支持移动终端融合快速充电线缆技术规范立项通过；2023年4月14日UFCS商标授权正式启动；2023年5月17日中国信息通信研究院泰尔终端实验室深圳大湾区预测试平台成立；2023年6月23日由泰尔终端实验室牵头，联合华为、vivo、OPPo公司撰写的立项课题1.UFCS移动终端通用快速充电解决方案在国际电信联盟第五研究组（ITU-TSG5）成功获批立项；2023年7月11日FCA第二届UFCS测试大会举办；2023年11月国际电信联盟第五研究组（ITUTSG5）瑞士日内瓦会议上，移动终端通用快速充电解决方案课题组提交了该课题第一版文本，在会上获得通过，成为课题新的基准文本；2023年12月6日团体标准移动终端融合快速充电技术规范无线充电立项通过；2023年12月12日FCA第三届UFCS测试大会举办；2023年12月12日首批产品获得UFCS商标授权。二、UFCS技术体系与演进方向（一）UFCS工作原理移动终端融合快速充电技术规范中存在供电设备、充电设备和线缆三种类型的设备，设备之间通过D+、D-通道以全双工方式通信。如图4所示。物理层：充电协议实现的物理基础，控制数据的发送与接收、CRC运算、插入/拔出检测、协议握手检测等。协议层：连通供电设备和充电设备，进行信息交互。应用层-充电设备端：充电协议选择、流程、调压策略等；应用层-供电设备端：功率调节，根据充电策略调整供电设备的输出功率。功率输出/功率输入：功率输入输出电路。接口：至少包含VBUS,D+,D-和GND四个引脚的硬件接口。充电设备的D+为RX,D-为TX；供电设备的D+为TX,D-为RX；线缆的D+/D-默认情况下都是RX,在其中一根信号线收到信号后，立即把另外一根RX更改为TX,同其它设备进行通信。充电设备通过线缆与供电设备建立连接后，首先进行UFCS协议的握手过程，待UFCS的握手完成后，充电设备进入正常的快充阶段，待充电完成后，充电设备通过指令告知供电设备，退出UFCS快充完成整个快充过程。握手阶段：充电设备首先发送握手脉冲，供电设备跟随充电脉冲，随后充电设备发送握手指令ping,供电设备回应ack,此时充、供电设备完成UFCS识别阶段，后续可以正常的进行UFCS充电，如图5所示。UKUIfirifiSKH三，。UT1.JinFWft.雷皿CSZMM图5UFCS握手阶段快充阶段：充电设备根据电池电量以及当时的充电场景，进行电压电流的调节，然后读取充电器实际输出的电压电流，如果回读充电器的电压电流达成实际需求，此时充电设备就不做调整，如果回读充电器的电压电流达不到实际需求，充电设备就继续进行电压电流的调节，循环进行上述操作，直至充电完成。完成阶段：充电设备充电完成后，充电设备会发送退出协议指令，进而停止充电。（二）UFCS优势分析UFCS自2021年推出以来，以其独有的技术优势与创新性被市场所广泛接受，得到国内外快充行业人员的积极响应。短短的两年时间，已基本完善了移动终端融合快速充电技术的上下游整个产业链的布局，二十多家厂商先后推出了70多款支持此技术的快充芯片、手机终端、适配器以及智能音箱等融合快速充电(UFCS)技术和产业发展白皮书(2023年)产品。经过产业界以及市场消费端的不断校验，移动终端融合快速充电技术逐步升级完善，其创新性及技术优势日益凸显出来。凭借着开放、高效、兼容和安全等突出表现，移动终端融合快速充电技术在快充领域的影响力迅速提升。1 .优秀的设计便利性UFCS采用传统的D+D-作为设备间的通讯信道。各快充厂商在此信道上均有实现QC、SCP、VOOC和FlaShCharge等各种快充协议的经验，在一定程度上方便了快充厂商对融合快速充电技术的设计，加快了此技术的应用落地。同时，此方案无须增加新的通信信道，可使UFCS完美兼容地运行在Type-CUSB-A,甚至MiCrO-B等物理连接端口和线缆上，兼容以往的充电产业生态，大大降低了升级迭代的成本，更利于该技术的接受及应用推广。2 .丰富的通讯多样性UFCS协议标准中定义了OUtPU1.CaPabilitieS等多达20条的不同消息，包含了端口.端口、端口.线缆之间的通讯，每条消息均由多个数据字节组成，最长可达到64字节，可包含巨大的信息量，基本满足了快充领域里各种应用场景下的信息交流需求。不仅如此，UFCS技术也可支持由厂商自定义消息内容，更高灵活性地满足了多种场景下，多信息交互的应用需求。3 .广泛的应用领域UFCS快充协议目前支持最低3.4V,最高60V的输出电压，支持多种电压和电流的组合输出，功率可高达12(X)W以上，同时支持更高的电流输出，这些均可由应用开发商根据设备需求灵活调整。此宽范围的电压和功率覆盖，不仅适用于手机、平板、笔记本等消费电子领域的各类电子设备，也可以应融合快速充电(UFCS)技术和产业发展白皮书(2023年)用于电动车等工作电压更高的电动设备领域，未来应用领域广泛。4 .可靠的安全性首先，UFCS在充电过程中明确定义了各种充电异常的保护机制，如D+过压、D-过压等，涵盖了充电过程中各种可能的异常情况，通过对异常情况进行实时监测，以及明确对异常发生后终端设备的保护行为的严格要求；其次，UFCS中引入了SHA256校验算法机制，两台通过物理连线已完成UFCS协议连通的终端设备通过此机制可完成特殊功能的定制，例如SHA256校验算法通过后才可实现更大功率的充电等。此机制的引入加强了通讯的私密性，也进一步提高了充电的安全性；最后，在协议一致性的测试规范中明确规定了测试步骤及合法行为的判断标准，更由权威机构泰尔实验室完成协议的符合性认证及设备兼容性测试。以上这些举措都充分提高了UFCS协议充电的安全性和稳定性。5 .高效的性能UFCS支持更加精细的电压与电流调节，电流步进可达到IOmA,电压步进可达到IOmV,通过智能化的充电管理能力，设备可以根据自身的具体情况精准调节充电的电压电流，同时支持高功率和低电压直充模式，这使得设备可以更快地充电，显著缩短充电时间，节省用户的等待时间，并且也可以有效防止过充或过热对设备造成损害。6 .广泛的兼容性UFCS运行在D+D-上，但也完全不影响PD或者QC等其它D+D-协议的进入与沟通，UFCS中规定了严格的协议进入机制，同时定义了多协议下如何避免协议冲突，最终可以稳定在UFCS或其它协议下充电的机制，具有强融合快速充电(UFCS)技术和产业发展白皮书(2023年)大的多协议兼容性，这意味着用户可以将不同品牌的设备连接到同一台支持多协议的充电器上进行充电，即使设备最终不采用UFCS充电，也无需担心协议间冲突导致的无法快充的问题。这种高兼容性不仅方便了用户的使用，也有助于推动整个充电产业的发展。7 .强大的健壮性UFCS独创波特率的接收training计算和严格规定的误差范围，更加适应复杂的通讯线路情况，即使因通讯线路连接等因素导致发送数据的波特率有一定程度上的偏差，通过training机制也能正确地接收和发送。通过数据的CRC校验等多种方法，也为数据传输上的正确性以及稳定性提供了充分的保障。8 .节能环保UFCS协议的制定旨在解决充电标准不统一，多协议互不兼容，制约不同终端设备用户快充体验的问题，最终实现各种终端设备互通互融的局面。这意味着用户不再需要为每个设备购买不同的充电器或数据线，只需一个充电器和一条数据线就可以适用于所有支持UFCS协议的设备。这不仅减少了用户的购买成本，也简化了适配器等厂商的设计成本，有助于减少资源浪费，同时也利于绿色能源的长期发展和资源的高效利用，对于上下游的任何用户来说都是一大利好。9 .紧密的产业合作因UFCS的明显优势，一经推出便得到了众多终端制造商、芯片制造商、解决方案提供商等产业上下游的支持和认可，纷纷推出支持UFCS的产品，进而为消费者带来了更好的使用体验，反过来促进了厂商对产品的更新换代，UFCS技术又在实践中被不断完善，形成了一个良性循环。这种产业合作方式有利于推动技术的发展和应用，促进终端产品和充电设备的兼容性和标准化。这将有利于提升整个产业的竞争力和创新力，推动充电市场的健康发展。表2将UFCS与USBPD技术进行了对比。表2UFCS与USBPD的技术对比技术点UFCSUSBPD(v3.1)对比说明应用场景充电充电、供电、HUBUSBPD支持笔记本供电、多个设备级联的供电场景PD场景更丰富交互方式全双工半双工UFCS交互效率更高UFCS通信性能更强通信电平3.3V1.lVUFCS抗干扰能力强最大电压>60V（其他场景）60V（移动终端）48V标准中未定义最大电压限值UFCS功率更高最大电流20A5A标准中未定义最大电流限值，且UFCS不限于在TyPeC接口上运行最大功率1200W240WU*I调压步进IOmVZstep20mVstepUFCS在快速充电时提供更精准的控制，安全性得到更好的保证UFCS控制更精确调流步进20mAstep50mAstep鉴权有无鉴权特性对于高功率充电时供电设备的匹配提供识别保障UFCS安全机制更完善输出电压精度+100mV÷5%+100mVUFCS输出电压检测精度更高UFCS输出精度更高输出电流精度（>3A）2%5%UFCS输出电流检测精度更高角色交换有（V2.0增有支持供电方和被供电方的角色力U)互换，配置更灵活通信管脚D+/D-CCUFCS使用USB-A接口也可以实现，便于厂家技术迁移UFCS兼容性更好、落地成本更低（三）UFCS检测研发标准的落地离不开高质量的检测做保障。作为标准主要起草单位，中国信通院泰尔终端实验室，基于多年来在快充检测领域积累的丰富经验以及扎实的研发能力，独立自主研发国内外第一套支持融合快充全协议层测试的自动化系统。该系统分为软硬件两部分，硬件链接框图见图6所示，软件可视化交互界面见图7所示。VBlSIG、DCC图6自动化测试系统示意图图7融合快充自动化测试系统交互软件1 .系统硬件整个硬件系统由表3所列仪表组成。表3自动化测试系统所用仪表序号仪器设备型号1电子负载P1.Z205W2直流电源PWR120IM1.3数字源表24604交直流电源AFV-P-25005示波器MSO566功率计WT3107温湿度记录仪S500-TH8高低温箱GPS-49工装UFCS-I-V1.O功率计：一共四根测量线，测量电压的2跟线一个接在VBUS上，另外一根接在GND上。把功率计看作一个元器件串联在VBUS上，测电流的两第"页融合快速充电(UFCS)技术和产业发展白皮书(2023年)根线接在VBUS断点的两端。电子负载：测试充电器时，作为一个负载模拟手机、平板、电脑等终端设备，诱使充电器可以分别输出不同的电压、电流和功率。同时，电子负载可以设置动态负载模拟充电设备复杂多变的应用场景。直流电源：给产品的供电端VBUS和GND之间加压，模拟产品在异常情况下的过压情况，用于测试产品的VBUS、D+、D-上的过压保护机制源表：给产品的供电端VBUS和GND之间加电流5OOuA,模拟产品在充电过程中数据线上有倒灌电流的情况，以测产品的芯片的保护能力交直流电源：给充电器供电，交直流电源可输出不同的电压，模拟全球不同区域的供电差异。示波器：监测VBUS、GND>D+、D-上电压，用于判定其充电过程的稳定性和电压过充试验。温湿度箱：模拟不同区域的温度差异等多种场景，以保证产品在不同区域下都能够正常使用。协议分析仪：该专利自研的工装。首先，该工装设计了多个BNC接口、USB-A接口、Type-C接口和MicroB接口，将仪表和被测样品实现物理上的连接。其次，通过自研电路图可实现，根据不同测试场景、测试要求和测试内容，将上述不同仪表根据一定的逻辑关系连接到相应的被测点上。2 .系统软件控制软件分为四部分：功能应用、核心算法、通信协议和测试流程。功能应用：主要是软件交互功能，工程师首先需要设置仪表参数，选择测试用例，通过一键自动化测试功能软件实现从数据读取、抓取错误包、结融合快速充电(UFCS)技术和产业发展白皮书(2023年)果判定和结果输出。在减低工程师干预误差的同时，提升测试效率，降低测试成本。核心算法：主要包含根据不同测试用例如何实现仪表的逻辑顺序控制，同时如何根据抓取的数据进行筛选、分析和给出判定。通信协议：主要根据自动化测试系统所选仪表所支持的可编程通信协议。仪表控制和二次开发的难点在于，由于所需控制仪表较多，而且仪表协议又不同意，在仪表控制的同步上需要不断实验和优化测试步骤。测试流程：在具体执行测试时，系统支持两种方式：顺序执行和指令执行。前者根据测试方法中的测试步骤顺序进行测试，最终给出判定结果。后者则是根据UFCS技术的指令集，添加系统操作人员根据特殊测试需求发送单独指令，例如当只想测试获取设备信息时，只需要发送Ge1.DeViCjlnfO指令就可查看被测样品的回复是否正确。在可视化界面上，工程师只需要点击测试按钮，即可实现标准融合快速充电技术测试方法全用例的自动化测试，并将每个用例的测试结果显示在输出区域，测试过程中的信息交互内容、模拟信号参数以及成功失败原因显示在log区域，不仅给工程师一个直观测试结果，同时能够提供详细的测试数据和测试步骤，便于寻找错误位置和错误原因。总之，该系统通过硬件链接和软件控制，不仅实现对物理层、协议层以及应用层的测试。同时，对实验室现有仪表如示波器、功率计、电子负载等进行了二次开发，力求做到测试自动化，实现测试过程“机器代人”。透过该自动化测试系统，将测试周期，从人工测试的240小时缩短到连续不停机24小时完成测试，大大提高了测试效率以及测试数据的准确性、一致性和可复现性。（四）UFCS授权认证1. UFCS产品质量保障体系为推动UFCS产业高质量发展，中国通信标准化协会终端快速充电技术与标准推进委员会统筹建立了UFCS产品质量保障体系，具体包括UFCS功能符合性认证、UFCS兼容性能力认定、UFCS商标授权。UFCS功能符合性认证由中国通信标准化协会和电信终端产业协会联合授权泰尔认证实施（认证测试实验室为泰尔实验室），UFCS兼容性能力认定由广东省终端快充行业协会授权泰尔实验室实施，UFCS商标授权由广东省终端快充行业协会实施。具体工作框架如图8所示。雄台快速充电技术标今符合性物证UFCSIB幡懵权融台快速充电检术Ia关产品商标授救机府图8UFCS产品质量保障体系UFCS产品同时完成UFCS功能符合性认证、UFCS兼容性能力认定后,即可获得UFCS商标授权。2. UFCS产品种类标准根据UFCS充电系统架构及技术标准，UFCS产品种类分为供电产品、充电产品、充电&供电产品、线缆等，具体如表4所示。表4UFCS产品种类产品大类产品种类产品种类描述供电产品供电协议芯片实现UFCS协议（供电管理）的芯片供电设备支持UFCS,并通过线缆，向充电设备提供电能的设备和模块，如电源适配器供电模块充电产品充电协议芯片实现UFCS协议（充电管理）的芯片充电设备支持UFCS,集成电池并通过线缆接收电能的设备和模块，如移动终端、笔记本电脑充电模块充电&供电产品充电和供电协议芯片同时实现UFCS协议（充电和供电管理）的芯片充电设备、供电设备支持UFCS,集成电池，可通过线缆接收电能、向充电设备提供电能的设备和模块充电模块、供电模块线缆用于连接供电设备和充电设备，至少要支持VBUS、D+、D-、GND四根信号线UFCS产品包括了UFCS快充系统各组成部分，包括了供电产品、充电产品、连接线缆，还包括了同时具备供电和充电功能的充电&供电产品。UFCS产品覆盖了快充上下游全产业链产品，上游产品包括电源半导体厂商的协议芯片产品、电源解决方案厂商的模块产品，消费产品包括终端及整机厂商的设备产品。UFCS产品兼容各类充电场景的实际产品，如手机、笔记本电脑等集成电池的泛终端设备都属于充电设备，适配器、车充、移动电源等供能设备都属于供电设备。3. UFCS功能符合性认证UFCS功能符合性认证是按照中国国家认证认可监督管理委员会相关要融合快速充电（UFCS）技术和产业发展白皮书（2023年）求建立的自愿性产品认证体系，其目的是证实产品的UFCS功能符合UFCS协议规范。适用UFCS功能符合性的产品种类如表4所示，认证依据为T/CCSA393-2022TTAF083-2022移动终端融合快速充电技术规范、T/CCSA394-2022TTAF092-2022移动终端融合快速充电测试方法。针对上游产品（芯片、模块）、消费产品（设备）的产业链特征，UFCS功能符合性认证采取了差异化的认证模式。上游产品（芯片、模块）的认证模式为型式试验，证书有效期为2年；消费产品（设备）的认证模式为型式试验和获证后监督，证书有效期为5年。UFCS功能符合性认证对UFCS产品明确划分了认证单元，如表5所示。表5UFCS功能符合性认证单元划分原则产品种类单元划分供电协议芯片型号、封装、支持UFCS协议版本与能力充电协议芯片供电设备协议芯片（组）、支持UFCS协议版本与能力、端口类型及对应的规格（电压电流或功率）UFCS端口集成线缆时，单元划分还包括线材结构、接口类型、线缆电子标签（组）、各端口之间规格（线缆额定电流或功率等）、最大线长、支持UFCS协议版本与能力充电设备供电模块型号（序列号/方案号/PCB板号）、协议芯片（组）、支持UFCS协,议版本与能力、端口类型及对应的规格（电压电流或功率）UFCS端口集成线缆时，单元划分还包括线材结构、接口类型、线缆电子标签（组）、支持UFCS的端口之间规格（线缆额定电流或功率）、最大线长充电模块线缆线材结构、接口类型、线缆电子标签（组）、各端口之间规格（线缆额定电流或功率等）、最大线长、支持UFCS协议版本与能力注：同时支持基于UFCS充电和供电的产品（协议芯片、设备、模块），单元划分同对应的协议芯片、设备、模块。UFCS功能符合性认证程序为：厂商申请登录电信终端产业协会、泰尔认证T填写UFCS认证申请表一提交UFCS产品相关资料一厂商送样到泰尔终端实验室完成产品测试T泰尔认证签发UFCS功能符合性认证证书。UFCS产品相关资料是指产品介绍、产品内外部及铭牌照片、关键部件（协议芯片等）型号供方清单、产品差异性说明、产品工艺文件、产品委托加工/委托认证申请协议等。此外，UFCS功能符合性认证设计了生产厂质量保证能力管理要求，包括资源、生产过程控制和过程检验、关键元器件的验证、静电防护、认证产品的一致性控制等，并要求认证申请时生产厂完成自查。为进一步确保生产厂管理有效性，对于消费产品（充电设备、供电设备、线缆）认证申请时，要求生产厂通过CNAS或作为IAF成员的其他认可机构认可的认证机构颁发的质量管理体系认证。为充分兼顾认证测试成本与有效性，增强产业厂商获得感，对于充电设备、供电设备、线缆产品种类，UFCS功能符合性认证对各类型认证申请情形制定了精简明确的认证测试方案。一是明确了认证申请包括多个型号产品时的测试方案，即选取代表性型号产品测试全部项目，其他型号产品测试部分项目。