Mcuzone_Robin 发表于 2023-11-15 10:30:52

支持PD输入的5V5A 5V6A电源模块,标配风扇和底座,支持输出微调

关键词:
5V4A 5V5A 5V6A 电源模块PD充电头输入底座 风扇短路帽微调输出电压


概述:
随着芯片性能越来越强,耗电量也随之水涨船高。树莓派5在2023年10月发布,建议供电5V5A。对于英伟达Jetson平台,以及R4S等带USB3.0高扩展性的软路由,对电流的需求也越来越大,5V3A最低起步,建议5V4A,有条件上5V5A。针对这类大电流应用,我司设计了新一代的5V5A(短时可达近5V6A)电源模块,相较于早前版本新设计标配了风扇,可以确保稳定可靠的在持续大电流负载下运行。并且加入了对PD充电头的支持。

近几年手机和笔记本快充兴起,配套的PD充电头也逐渐普及,PD充电头相比与传统充电头功率更大能量密度更高,氮化镓PD头更在尺寸上深得人心。早期PD充电头主要用于笔记本充电,功率以45W和65W为主,近几年手机快充发展迅速,新发布的手机都可以支持PD协议,从而出现了一大批20W-33W之间的小功率PD充电头,性价比更高尺寸更小更方便携带。30W的PD充电头即可支持我们这款5V5A电源模组5V5A满载输出。

图解:

硬件资源:
1,可通过支持PD/QC协议的USB-C输入或DC5.5输入;
2,PD/QC握手电压为12V,DC5.5输入范围7-12VDC;
3,USB2.0-A和USB-C双接口输出,总输出可达5A以上;
4,带电压微调跳线,跳开后输出电压可抬高约0.2V;
5,标配风扇,3A以下负载可不使用风扇;
6,标配3D打印底座,保护桌面;

注意,如果需要输出5V5A=25W,则输入至少要确保30W输入,即12V 2.5A



Mcuzone_Robin 发表于 2023-11-15 10:32:11

实测数据:
我们这款5V5A电源模组的USB-C输入接口设定的握手电压为12V,如果PD充电头不支持12V则会尝试握手到9V,为了确保能支持5V5A满载输出,则需要PD充电头具备30W的输出能力,而且是12V这一档电压能输出30W,即12V 2.5A。
我们找了一批充电头来测试,以PD充电头为主,也测试了部分QC充电头/充电口,测试数据如下:

1,USB-C口PD协议:
小米/紫米 33W氮化镓 单C口(同宗同源仅印字不同),支持12V 2.5A,输出可达5V 5.25A
倍思65W氮化镓 2C1A,支持12V 3A,输出可达5V 5.77A
安克65W氮化镓 1C,不支持12V支持9V 3A,输出可达5V 5A
绿联30W氮化镓 1C,支持12V 2.5A,输出可达5V 5.33A
倍思30W氮化镓 1C,支持12V 2A,输出5V 4.6A (由于仅支持12V2A,所以输出5V 4.6A其实已经算超额输出了。这款30W是指在15V档支持2A输出)
紫米65W 2A1C,支持12V 3A,输出可达5V 5.79A
小米67W 1C,支持9V 3A,输出5V4.6A

2,USB-A口QC协议:
小米双A口33W,支持12V 1.5A,输出5V 3.5A
紫米65W 2A1C,支持12V 1.7A,输出5V 4A
倍思65W氮化镓 2C1A,支持12V 3A,输出5.86A

总结:
1,不管是QC还是PD协议,只要支持12V3A档都可以满载输出5V5.5A以上;支持12V 2.5A档可以输出5V 5A以上;
2,QC协议走USB-A口,而标准USB-A口只有一根电源线,一个接地线,一般而言功率会比USB-C接口要小一些(USB-C一般会有两组电源线);
3,充电头不能看其最大总功率,一定要关注12V档能输出多大电流,要输出5V5A则12V档需要能输出2.5A及以上电流。像倍思的30W,其12V档只能输出2A,即24W,所以只能支持5V 4.6A的输出,而同为30W的绿联则支持12V 2.5A,所以绿联能支持5V 5.33A的输出;







Mcuzone_Robin 发表于 2023-12-5 14:08:37

实测视频1:
https://www.bilibili.com/video/BV11C4y137fv/?vd_source=118e08ec4d75627926dd1edd47ee5ace

受限于表头量程,只能测到5A出头的电流

Mcuzone_Robin 发表于 2023-12-5 14:14:32

实测图:

小米33W,单USB-C输出,握手12V,输出4.9A:


紫米65W,2A1C,握手12V,输出5.75A:


倍思65W,2C1A,握手12V,输出6A:



倍思65W移动电源,2A2C,握手12V,输出5.75A:



Mcuzone_Robin 发表于 2023-12-5 14:19:44

注意事项:
1,PD输入需要使用CC线,但是也不能用带emark的CC线;
2,由于存在线损,在电流增大后线材和接插件上的损耗将增加,可以通过跳开调压跳线来将输出电压抬高约0.2V。注意,轻载的时候建议短上跳线,不然输出电压会偏高,约为5.4V;
3,小于3A的负载可以不使用风扇以降低噪声,但负载大于3A必须用风扇,不然电路会过热保护;
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