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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

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发表于 2023-11-15 10:30:52 | 显示全部楼层 | 阅读模式
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:
5V5APD.jpg
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



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发表于 2023-11-15 10:32:11 | 显示全部楼层
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5V  4.6A

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;







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发表于 2023-12-5 14:08:37 | 显示全部楼层
实测视频1:
https://www.bilibili.com/video/B ... 27926dd1edd47ee5ace

受限于表头量程,只能测到5A出头的电流
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发表于 2023-12-5 14:14:32 | 显示全部楼层
实测图:

小米33W,单USB-C输出,握手12V,输出4.9A: 小米33W_1C_4.9102A.jpg


紫米65W,2A1C,握手12V,输出5.75A:
小米65W_2A1C_5.7520A.jpg

倍思65W,2C1A,握手12V,输出6A:
倍思65W_2C1A_6.0224A.jpg


倍思65W移动电源,2A2C,握手12V,输出5.75A:
倍思65W移动电源_2C2A_5.7522A.jpg


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发表于 2023-12-5 14:19:44 | 显示全部楼层
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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