Negotiator II вытаскивает из USB-C зарядника регулируемые 48 В

У USB-C уже есть всё, чтобы выдавать 48 В и до 240 Вт, но зарядник обычно скрывает эту возможность за автоматическими переговорами с ноутбуком. Negotiator II выносит их наружу: тонкая плата подключается между PD-источником и нагрузкой, показывает предложенные режимы и позволяет запросить нужное напряжение. В результате блок питания для ноутбука может на время стать источником для отладки силовой платы, привода или измерительного узла.

Напряжение выбирает зарядник, плата ведёт переговоры

Устройство не синтезирует напряжение собственным преобразователем. Оно работает PD-приёмником и коммутирует на выход тот контракт, который согласовало с зарядником. Шаг 0.1 В доступен в программируемых режимах PPS и AVS лишь внутри диапазона, объявленного конкретным источником. Обычный адаптер может предложить только фиксированные PDO или остановиться на 5 В. Для 28, 36 и 48 В требуется режим Extended Power Range: совместимый PD 3.1 источник и кабель, рассчитанный на EPR и 5 А.

CC нужно пережить там, где VBUS уже опасен

Именно CC делает такую плату интересной инженерной задачей. По этой тонкой линии устройства обнаруживают друг друга и ведут переговоры; попадание VBUS на CC при ошибке монтажа или повреждении разъёма способно уничтожить контроллер. Автор применил depletion-mode N-канальный MOSFET вместо специализированной защиты TPD4S480, чтобы отсечь CC при аварийном напряжении. Он сообщает о намеренном замыкании 48 В VBUS на CC: заметного тока и нагрева не наблюдалось, после опыта переговоры продолжились. Схема узла, номиналы компонентов и осциллограммы пока не опубликованы, поэтому этот результат остаётся испытанием автора, а не верифицированной характеристикой защиты.

Плата собрана на четырёх слоях толщиной 0.8 мм, а готовое устройство имеет около 2 мм толщины. Светодиоды показывают возможности источника и выбранный режим, отдельный USB-C DATA порт открывает браузерную консоль с измерениями напряжения, тока и мощности. В автоматическом режиме устройство выбирает для каждого напряжения вариант с наибольшим доступным током. Заявленные 5 А описывают верхнюю границу согласованного контракта, а не обещание для любого кабеля и зарядника.

90 мкФ решают, какую нагрузку удастся включить

Есть ограничение, которое легко пропустить, подключая реальную плату: ёмкость нагрузки должна быть не больше 90 мкФ. Входные конденсаторы DC/DC-модулей, мощных FPGA-плат или моторных драйверов часто больше этого значения. Их бросок тока при подключении способен сорвать PD-контракт или вызвать защитное отключение источника. Negotiator II годится как переговорщик, индикатор и компактный выход PD-питания; для питания такой нагрузки потребуется продумать soft-start, ограничение пускового тока либо входной ключ после устройства.

Красота проекта в том, что USB-C перестаёт быть разъёмом с загадочными «быстрыми зарядками» и становится программируемой силовой шиной. Однако 48 В здесь существуют ровно настолько, насколько их честно предлагает вся цепочка: адаптер, EPR-кабель, PD-контракт и нагрузка с контролируемым стартом.