UFCS工作原理、优势及产品种类有哪些？

UFCS 采用传统的 D+D-作为设备间的通讯信道。

1.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。

——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。

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。

2.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 Flash Charge 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-C、USB-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 Output_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 1200W 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10mA，电压步进可达到 10mV，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。

3UFCS 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。

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。