桌面直流电源供电 （两种方案分享）

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桌面直流电源 【9月25日更新】

我桌子底下插了两个拖线板，接着三个12v的电源头，路由器，led台灯和软路由，两个19v的电源头，笔记本和显示器，还有一个手机充电头。就想着搞一个设备，把这些充电头集成起来？

做了两个方案。
先来看看颜值，哪一款更胜一筹？



【方案一】《东风五号》
这名字的灵感是一部记录片《“东风五号”飞向太平洋》，那时候的控制面板，上面都是满满的圆形仪表和按钮，所以做这个电源的时候特地去找了一对圆形的电压表和电流表。
这款方案电路相对简单，两个19V的笔记本电源，一个接 24V转12V5A模块，另一个接PD快充板，三种输出19V，12V，PD（typeC接口）
还有就是一些小细节：
1.破开一个笔记本电源头，引出220v的线头，这样少一个占用一个电源.
2.自己做了一段PD线，中间要破线接电压表和电流表
3.找了一个ITX机箱，前面板剪开一大块放仪表和开关
这方案一的特点就是，颜值高，电压电流双表，利用指针表有响应快的优点来观看PD快充的电压电流调整策略。


正面照片

电路连接图

iphone充电，电压电流的变化过程。（15MB的动图，有点慢）



【方案二】《12V直流电源》
这是一个大家喜闻乐见的“捡垃圾”方案
二手服务器电源，一套转接板，再加铝机壳，成本是方案一的一半。
对于电流显示，看了不少文章，两种实现方式模拟和数字。
1， 电源的输出端 脚位#34:LOAD SHARE，是电流监控脚，采用输出电压来表征电流大小，转换比率是60.15mV/Amp，我是用了一个电源电流双显数字表和几个电阻来配合输出电流的。
2，通过PMBus来监控电源功率和温度。github上有通过Arduino单片机监控电源的方案，在理解消化了这些项目后，结合自己手里的J4125软路由，通过J4125的i2c接口读取电源的数据，然后输出到influxdb数据库，再通过web页面显示出来。
这款方案的特点是成本低，功率大，可以拓展以后的应用。
正面照（上面两颗螺丝还么上）

电源核心一个460w的二手服务器电源。

电源监控数据


也许有用技术小结：
1，捡垃圾，二手电源，挑型号 （42楼）
2，服务器电源的pcb接口板，解释怎么启动服务器电源 （25楼）
3，设计电流监控方案 （43楼）
4，PMBus电源监控方案  （41楼）


【心得体会】
折腾是快速学习的过程，既可以把以前学的东西复习一下，十多年没看C语言代码了，这次也必须要硬着头皮看人家写的Arduino代码，也可以学习新东西，为做机箱面板学用CorelDRAW，非常容易上手，做出来的面板精度很高，很满意。
至于最后的两款产品，都有优点，都很满意。
学习是一件快乐的事情，考试不是。

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看到一些已经有一些多PD口的产品了，总是觉得PD诱骗线麻烦，机器也不便宜。以后把。。。
isdt power 200
EGO exinno 240W

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Anderson997 发表于 2022-7-24 07:44
桌子附近有很多19v12v设备的朋友多吗

大家各自情况不同，有一种情况，当光猫接入点在电脑桌旁边时候就会有很多12v 19v的设备。

之前有人也做过，但是PD还不流行，只有DC插口。
https://www.chiphell.com/thread-2200860-1-1.html

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fell9999 发表于 2022-7-24 09:50
搜索一下升压线。发现新天地。
当然也要看功率。
笔记本就别想用集中供电。老老实实砖头。不然跑坏硬件得不 ...

笔记本走C口PD协议，还是比较稳妥的。
升压线，看上去是有点山寨，还用不到。19V降低12V模块，打算一试。

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fyc858 发表于 2022-7-24 09:43
19V的用12V的应该也能带的起来，直接搞一个400W的12V直流开关电源，自己做几个5.5X2.1的接头出来就能全部替 ...

继续调研中，400w功率，有点浪费…

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97455 发表于 2022-7-24 21:41
我买了个DELL 铂金900W服务器拆机电源，接出10根12V的3.5插头，供路由器，光猫，外置硬盘，18650充电器用。 ...

900w，明显，你的功率余量留了很多很多。。。。

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找了一个itx小机箱，全部塞进去，不过吗，颜值有点拉胯，看来需要定制亚克力面板，或者铝板，大家有没有成功经验？

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blackbeardever 发表于 2022-8-2 00:28
三口100W有成品卖200多又不贵，12V和20V用诱骗线10多块一根，长期用是否有问题我还未验证，因为看到有人说 ...

一句话就是 喜欢瞎折腾，或者说 diy的乐趣。

至于桌面pd供电站，一两年后，产品会更多，更成熟。

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【HPE CSPS (Common Slot Power Supplies) 电源的一些资料记录】

参考了三篇文章，把引脚搞清除了，知道了怎么开启电源。
https://github.com/slundell/dps_charger
https://colintd.blogspot.com/201 ... power-supplies.html
https://blog.seidel-philipp.de/h ... for-charging-lipos/

64个脚的定义
Pinout:
1: +12V Power out
14: GND Power out
27, 28, 29: I2C slave address selection pins.
30: GND (for I2C and I2C slave address selection, I guess)
31: I2C SCL
32: I2C SDA
33: ENABLE#
34: LOAD SHARE
35: STATUS
36: PRESENT
37: +12V stand-by
38: PSALARM

借用guihub的图片， 反面的#1-#32脚



正面的#33-64脚


pin 33:ENABLE# 和 pin 36:PRESENT 短接为什么可以开机？
如参考文章，文章推荐用330欧姆到1000欧姆的电阻来短接，不是直接导线短接。
正常情况下，开机需要两个条件，33:ENABLE# = 低电平，36:PRESENT 有电流信号输入。
文章有解释，下面结合我个人的理解，瞎猜画了几张图，来说一说。
这个电源在服务器上工作时候是这样的。服务器如果有电，那么对应的服务器电源插槽#36就放了高电平，这样插入电源的时候，#36脚就会有电流通过，这样三极管工作了，#36脚就会被拉到0.5V左右的低电平状态，这时候服务器那边检查到低电平，知道电源插好了。另外电源有电流之后，把B点拉到低电平，电源也知道插好了。如果服务器没电怎么办？我猜测是让#37:+12V stand-by 提供。接下来主板提供开机信号给#33:ENABLE#，输入低电平开启，这样A点是高电平。电源检查到A点高，B点低电平之后，打开主电源。
电源不插入服务器，短接#33和#36会发生什么？这时#33会有电流流出，打开三极管，把B点拉到低电平，这时候#33的电压在0.5V左右，低电平，过了反向器，A点是高电平，这样主电源开启。
电源不插入服务器，但是想要用主板控制主电源开关，比较复杂，先要用22k欧姆的电阻把#36接到#37（12V stand-by）上，#33不能直接上ATX电源插头，需要芯片/电路转换。需要参考转ATX转接板的文章了。https://github.com/KCORES/KCORES-CSPS-to-ATX-Converter

后面说的#34:LOAD SHARE，这是电流监控脚，是用电压来表征电流大小，在参考分档，比例是60.15mV/Amp。如果用1：5的两个电阻串联接地，那小电阻上的电压就是10mV/A，测出来0.1V就是10A，1V就是100A。想想，还有其他办法，找一个50A量程的非直接式电流表，按配置分流电阻是75mV/50A。小电流时可能不是很准，但是大电流才是要关心的，有点搞头。

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【方案一】成品

正面照


背面


顶部


内部

内部

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iphone的充电策略非常保守，手机飞行模式剩余30多%，插入插头，先是5v，然后，电流一点一点向上摸索，摸到2A，换成9V，电流退到0，再一点一点往上摸索，摸到2A。插入插头，到18w，花了32秒，后面维持了9V2A一段时间。
插入动图。不知道能不能动起来。

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老照片上传，用于整理帖子

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iPhone充电时候的电压电流变化

找了一个图床，动起来。。。

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无心飞翔 发表于 2022-9-17 09:22
我激动得要流泪了

我还特地找管理员把你的贴子从旧帖子堆里面拉了出来，现在还能访问。
顺便说一下，你的焊工手法不错。

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mkkkno1 发表于 2022-9-17 15:02
东风5号 不错呀！ 其实如果有一堆nuc呀显示器台灯这类的， 用统一供电就不错。有些机柜也有直流供电的设计 ...

接下来两年随着PD标准的普遍使用，和GaN芯片的普及，桌面PD集中供电的产品会越来越多。　
个人觉得现在的ｃ口接口触点太小，3A可以了，就是说大概65w，够用了。 电流再上去线材成本会上去，可靠性也会降低，不乐观。

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【方案二】
方案二是大家喜闻乐见的捡垃圾方案。

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dcl2009 发表于 2022-9-17 14:21
有个问题哈，PD@20V需要21V以上的电源才能激活

为了这个我还专门淘了个24V剪线电源

之前的充电芯片多是只有降压功能，现在很多款都是降压升压（buck-boost）电路，买板子的时候留意一下就可以了。

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gaoyi124 发表于 2022-9-17 14:46
还真是有点意思,可以弄个这种itx尺寸的多合一充电桩,在弄个无线充电线圈,放桌子上,挺稳当,逼格也高 ...

我还做了第二种方案，难度很高，功率更大，都挺满意的。

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今天来填坑，我把电源和J4125联上了。

先看成果。

再说过程。
hp的服务器电源是有PMBus总线接口的，github上有几人放出了部分破解。
我手里的“老陈”家的第二代J4125主机是留着i2c接口的（为了成本，出厂没焊接针脚需要自己焊）
硬件好了，说软件，先是参考了 J4125的大哥 “odroid-h2”的文档。
odroid-h2 介绍
我的j4125在跑pve，检查了一下bios，直接sudo apt 安装i2c-tools，线联上，直接就能找到两个地址0x57和0x5f，后面有i2ctransfer直接就这这两个地址上读数据。
为了从电源读取数据，今天画了一天写了100多行的linux shell脚本，目的是读到电源的信息，然后在屏幕上输出，同时传到influxdb数据库，最后用可视化工具grafana输出。（influxdb和grafana，我之前就在用，这次只是多了一张数据表，配置几张图表）
小结：
硬件：电源的PMBus总线（i2c兼容）==> 两个导线 ==> J4125的i2c针脚
软件：J4125 PVE（Debian）用i2c-tools读取电源的信息==>屏幕显示同时上传到influxdb数据库 ==> grafana可视化显示图表


另外，现在风扇大约1500转，几乎听不懂声音。有了i2c连接，至少多了一种控制风扇转速的方案。以后再玩。

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自己查了HPE文档，整理了一下460W和750W的电源。
#6，7，8，10，12这几个型号在2015年的文档中被移除了。
#4，5是2014年新加入的型号
不推荐92%的。 那款96%的价格高，同样220V下效能对比94%不是很突出。

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HPE的CSPS电源的输出端 脚位#34:LOAD SHARE，是电流监控脚，采用输出电压来表征电流大小，转换比率是60.15mV/Amp，我的方案是用了一个电源电流双显数字表和几个电阻来配合输出电流的。

1，解释一下各种电流表，指针表和数字表
指针表（模拟表），把很小的一个电流送个线圈，产生安培力 （还记得吗：”伸出你的左手来“），来摆动指针变化。
不需要的电流就让分流电阻（旁路）流走，当电流很大（>10A) 的时候，就需要一个外置分流电阻，而且然大电流通过需要很粗的导线，很难玩。
数字表是让电流通过检流电阻，然后取样，比较，通过ADC输出数字电压，最后通过比例换算放到数码管上。对于大电流检流电阻可以外置。
我买的数字电流表，电流量程是50A，查到参数当满量程时候，检流电阻上的电压是75mV，那么显示10A的时候就是15mV。

2，既然脚位#34输出电压，当电源输出电流是10A时，是#34电压是0.6015V，可不可以通过分流电阻，分成两段，得到15mV给电表去量，用39.1:1(大约40:1)比值的两个电阻分压就可以了，我选用的是2k欧姆和50欧姆

3，我的这款电流表在工作的时候会在检流电阻里面灌入电流，测出来大概12uA，如果选用的电阻太大，这个电流会影响精度。选小了功耗会大一点。
实际使用感受，这电流表测量结果偏大，只能看个趋势，看个大概，如果让我再选一遍，我会选150和6.8k，或者100和4.7k，比例调整一下，电阻提高一倍。

4，拿到PCB后，我自己打了一个孔，便于焊接电阻和中间抽头的针脚。

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电流监控方案 校准

现在我有三个数据测试点，数显电压电流表，PMBus，和电源插头功率计。 通过数据比较发现电源插头功率计和PMbus上的数据很接近，但是数显电流表的数据大了33%。
看到#34脚的电压有点不匹配，R2/(R1+R2)的分压和电流表的比率没达到设计的比率。也没有必要一个一个查清楚，现在既然知道电流数字差了33%，那么调整分压电阻就可以了。
把原有的R1剪断，在这个2k欧姆的电阻上串联一个680欧姆的电阻。好了，现在电流表数据很PMBus相差只有2%，十分匹配。
当然我只是比了3-10A的范围内的数据，3A以下PMBus读不出来，我也没有10A以上的大功率电器。

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okko123 发表于 2022-9-26 13:58
LZ牛逼。PMbus的信息好少。不知道如何入手读取信息

怎么入手，无非就是两个部分。
硬件和软件。
Github上的两个项目都是用单片机实现的，我用的方法相对简单，自己利用软路由机器上i2c针脚，我想如果用一个usb转i2c的转换器也应该可以。

硬件：电源的PMBus总线（i2c兼容）==> 三个导线（SDA，SCL，GND） ==> J4125的i2c针脚

至于软件。就是通过i2c-tools里面的命令展开的，查一查help就能上手
i2cdetect
i2cdump
i2ctransfer

一旦你能通过linux终端/ssh读取到PMBus信息，那么后面可玩空间就大了。 我采用linux shell编程，是因为shell编程可以很简单快速的调用linux命令。
至于这段linux shell脚本，让我想想怎么贴出来。

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xks07 发表于 2022-10-1 09:12
楼主牛 不过我觉得不同供电之间转换   转换效率必然损失。
如果是偶尔供电的还好，
像路由器光猫NAS这种长 ...

服务器白金认证电源，低功率运行时效率不高，超过50w后转换效率就能超过90%，100w时大概93%的效率。简单算算，小功率运行50w时，3%的效率差别1.5w，一个月一度电。
再看看 那些nas的flex电源，只是80铜牌，85%效率。
如果追求极致，GaN方案是最优选择，再等等…

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lz2906190 发表于 2023-7-22 10:23
太大了用金升阳R2开关电源，多少V多少W的都有，氮化镓小体积，还便宜可靠。

电路方案很多，这两个方案最花钱 最花时间的部分都是 外壳。
另外，diy的乐趣在于过程。