前言

随着 PD 快充百瓦方案普及，双向升降压架构在移动电源、便携储能、USB‑C 拓展设备上得到大量应用。高集成 SoC 方案可以简化外围器件，降低 BOM 成本，缩短产品开发周期。

本次拿到芯海科技 CPW6412 移动电源参考设计，硬件实现 USB‑C 口 PD100W 双向输入输出，内置双向升降压控制器，可完成升压、降压工况无缝切换，方案拥有高达95.69%的转换效率，同时覆盖 PD、PPS、UFCS 融合快充以及多套私有快充协议，设备兼容性优秀，适合大功率双向快充产品原型验证。

下面对这块 Demo 板进行完整拆解评测。

产品开箱

芯海科技 6412C6V7 评估 Demo 板整体外观，绿色 PCB 基板，板载 USB‑C、USB‑A 输出口、XT60 电池接口，同时配备功率电感、固态电容、调试按键与排针，功能器件布局清晰。

Demo 板背面，大面积铺铜处理，焊点规整，预留测试焊盘，没有过多元器件，依靠铺铜实现散热与接地，提升大功率工作稳定性。

板载 XT60 电池接口，用于接入电池组，为整个系统提供电池侧功率通路，支持大电流传输，满足 100W 功率等级的电池输入输出。

板载 USB‑C 与 USB‑A 接口，C 口作为 PD100W 双向端口，既可以适配器输入供电，也可以对外 PD 输出；USB‑A 口提供传统 USB 输出能力，拓展设备兼容性。

尺寸&重量

卡尺实测 Demo 板长度为 65.07mm，尺寸小巧，便于集成到各类原型产品内部。

卡尺实测 Demo 板宽度为 49.87mm，整体 PCB 面积紧凑。

卡尺实测 Demo 板厚度 14.23mm，厚度包含板上电感、电容器件高度。

与名片对比大小，Demo更为小巧。

Demo 板手掌对比，可以直观看到这块评估板体积小巧，适合方案前期快速验证。

称重实测 Demo 板重量仅 23.5g，轻量化硬件，有利于成品控制整机重量。

芯海科技6412C6V7

这块 Demo 板核心主控为芯海科技 CHIPSEA 6412C6V7，单芯片集成 PD 快充协议栈、MCU 内核、同步双向 Buck‑Boost 升降压控制器。外围搭配功率 MOS 管、环形功率电感、固态滤波电容，构成完整 100W 双向功率链路。

硬件规格支持 USB‑C 端口 PD100W 双向输入输出，双向升降压拓扑结构，当电池电压高于或者低于目标输出电压，都可以稳定工作，完美适配多串锂电池供电场景。

支持PD3.2、AVS、PPS、QC、SCP/FCP、AFC、UFCS 融合快充、PPS 等主流快充协议。具备输入/输出过压、欠压、过流保护等多重安全保护。

适用于电动工具市场

目前，市面上大部分电动工具锂电池为5串21V电压平台，一直以来都使用传统的DC圆孔直流充电，充电电流基本在2A（40W左右），且使用场景较为单一，除了搭配电动工具使用，其余时间都在角落闲置落灰。

而随着USB-C接口和氮化镓充电器的普及，芯海科技 CPW6412 PD SOC参考设计可推广和应用于电动工具市场，搭配该方案可将21V电动工具锂电池变为大功率USB-C接口充电宝，使用百瓦氮化镓充电器可轻松将原有充电功率突破至百瓦，此外，还可以为手机、笔电等设备进行补能，完美将闲置电动工具锂电池再次利用，使用场景十分广泛。

超低休眠功耗

芯海科技 CPW6412 PD SOC 参考设计具备超低静态休眠功耗，实测使用昂盛达 ASD906A 模拟电池在 20V 输入电压下，待机电流约为 40μA，休眠阶段耗电极低，可有效拉长终端设备待机时长。

升降压实测

使用苹果20W对Type-C口充电，输入9V PDO档位，XT60端升压至16.53V，此时为电池供电状态。

XT60端口输入21V电压，经过降压，A口输出 9V PDO档位，此时电池为输出状态。

协议测试

借助 POWER‑Z P240 可编程电源为开发板输入 21V 电压，使用 POWER‑Z 测试仪对 USB‑C 接口开展协议自动检测，设备识别出 QC3+、FCP、SCP、AFC、PD3.0、PPS、QC5、DCP 等多套快充协议。

POWER‑Z 测试仪读取开发板 USB‑C 口 PDO 报文，支持 5V/3A、9V/3A、12V/3A、15V/3A、20V/5A 固定档位，同时兼容 5‑11V 5A、5‑20V 5A PPS 可调电压档位，最高输出 100W 功率。

切换测试开发板 USB‑A 接口，POWER‑Z 测试仪自动检测协议，USB‑A 端口搭载 QC3+、FCP、SCP、AFC、DCP 主流私有快充协议，可适配多款安卓设备快充需求。

双向百瓦快充实测

芯海科技方案采输入输出均支持100W PD快充，满足移动电源快速补能需求。下面一同实测。

PD 100W 输入

使用第三方PD3.1充电器进行供电，输入端POWER-Z KM003C显示当前输入功率约为98.39W，握手PD3.0 100W快充。

PD 100W输出

使用POWER-Z P240为芯海科技方案进行21V供电，另一端使用POWER-Z P240进行负载，此时USB-C端口输出功率约为98.38W，同样输出PD100W档位。

95.69%转换效率

21V 输入条件下，开发板 USB‑C 口跑满 PD 20V 5A 满功率输出，输入功率 102.81W，实际输出功率 98.38W，DC‑DC 转换效率达到 95.69%。大负载工况下取得很高转换效率，功率损耗低，有助于降低电路板发热表现。

充电测试

接入 MacBook 笔记本进行 PD 实际充电测试，POWER‑Z 测试仪显示输出 19.12V 4.45A，输出功率 85.13W，开发板 USB‑C 口可以正常触发 PD 高压档位，为笔记本提供大功率供电。

使用开发板 USB‑A 口为 OPPO Find X9 Ultra手机充电，POWER-Z KM003C显示 8.81V 1.94A，功率 17.13W。

为iPhone 17 Pro Max、OPPO Find X9 Ultra同时充电，，USB‑C 口输出 9.40W，USB‑A 口输出 13.67W，合计总输出功率 23.07W。开发板支持 C、A 双口同时对外供电，多设备并行充电可用。

充电全程测试

芯海科技 CPW6412 参考设计为 iPhone 17 Pro Max 充电，握手 15V PD 档位，峰值功率 36.6W。充电初期维持较高功率，随着手机电量增加功率逐步下降；59 分钟时功率回落至 9.26W，电压切换至 5V 进入涓流充电；完整充电耗时 115 分钟，末尾功率降到 0.09W，充电结束。

充电进度记录，22 分钟电量达到 50%，47 分钟电量达到 80%，62 分钟电量达到 90%，整机完全充满耗时 115 分钟。充电前半段速度较快，80% 电量之后充电节奏放缓，符合苹果设备充电管控策略。

为 MacBook Pro 16 M4 Pro 充电，握手 20V PD 高压档位，峰值功率 82.9W。前期持续大功率输出，电量上升后功率逐步下调；74 分钟功率降至 49.3W，后续持续降功率，完整充电耗时 111 分钟。

充电进度记录，20 分钟电量 27%，37 分钟电量 50%，63 分钟电量 80%，76 分钟电量 90%，整机充满耗时 111 分钟。笔记本前期快充力度充足，高电量区间平缓降功率。

充电头网总结

芯海科技 6412C6V7 评估 Demo 板为高度集成的 100W 双向升降压快充参考方案，单芯片集成 PD 协议栈、MCU 与双向 Buck‑Boost 控制器，减少外围器件，降低 BOM 成本，缩短双向快充产品开发周期，多用于移动电源、便携储能原型验证。

板子搭载 USB‑C、USB‑A、XT60 电池接口，C 口实现 PD100W 双向输入输出，支持 PD3.0、PPS、UFCS 融合快充及各类私有快充协议，A 口兼容安卓私有快充，支持双口同时放电，兼容性广泛。PCB 体积小巧重量轻，便于结构集成。

实测输入输出均可跑满百瓦档位，满功率下转换效率高达 95.69%，功率损耗低，发热控制有优势。给手机、笔记本充电均可正常触发高压快充，充电全程功率跟随设备电量动态调节，充电策略适配终端设备。

整体而言，该 SoC 方案协议齐全、转换效率出色，双向升降压性能扎实，同时该方案方案还可以推广和应用于电动工具市场，为厂商开发百瓦双向快充产品提供成熟原型参考。

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