背景

隨著 USB-C 設(shè)備充電的廣泛普及，僅需一個 45 瓦 USB-C 氮化鎵充電器和一根數(shù)據(jù)線，就能為手機、筆記本、相機、手電筒、移動電源、耳機等所有 USB-C 設(shè)備充電。但單充電器單數(shù)據(jù)線的組合，在多設(shè)備同時充電（尤其是夜間低功率充電）時存在局限 —— 多數(shù) USB-C 設(shè)備夜間充電僅需 5V 低功率。這款分線器可連接現(xiàn)有 USB-C 數(shù)據(jù)線，搭配單充電器實現(xiàn)多設(shè)備同時充電，無需攜帶笨重的多口充電器和多根線纜。

安全說明

為了安全起見，當分配器顯示連接到3A電流的充電器時，分線器才會通電，可復(fù)位保險絲用來保護過流。當連接到帶電的 USB-C 線時，白色LED會亮起，表示分線器已接通電源。當充電器能提供 5V 3A 電流時，綠色 LED 燈亮起，表示分線器輸出端已通電，可正常為設(shè)備充電。

輸出端將 D + 與 D - 短接，根據(jù) USB 電池充電標準，可為連接設(shè)備提供約 1.5A 電流。

設(shè)計原理

分線器僅在 USB-C 輸入端能提供 5V 3A 電流時啟動。核心判定方式是監(jiān)控 USB-C 的 CC 線路電壓：根據(jù) USB-PD 標準，若 CC 引腳電壓大于 1.31V，代表充電器可提供 5V 3A 電流；實際設(shè)計中采用 1.25V 作為參考閾值（該閾值高于 1.16V 截止電壓，可穩(wěn)定工作），當 CC 線路電壓大于 1.25V 時，輸出端通電，綠色 LED 燈亮起。

CC線電壓檢查由一對比較器完成，分別監(jiān)測兩條CC線（因為USB-C輸入線可以任意插入）。CC線電壓與1.25V參考電壓（由ST TS4061AICT-1.25分流二極管參考提供）比較——1.31V電壓參考更精確，但不易獲得，且1.25V高于1.16V截止電壓，且工作正常。比較器的輸出通過一對二極管（作為或門）輸入到SiP32509高側(cè)開關(guān)上的ENABLE輸入端，該開關(guān)負責開關(guān)輸出的導(dǎo)通。該裝置由3A可復(fù)位保險絲（Littelfuse 1812L300MR）保護過流。CC線和+5V母線通過SRV05-4 ESD二極管陣列和ESD5Z5V0 TVS二極管進行靜電防護。

注意，輸出線在輸出CC和5V之間需要56K上拉電阻以符合USB-C協(xié)議——如果缺少這些電阻，有些設(shè)備可能無法充電。USB-A到USB-C線纜必須包含該電阻，因此建議使用截取USB-A轉(zhuǎn)C線的USB-C端作為輸出線。

外殼文件夾中附有3D打印機箱設(shè)計。外殼設(shè)計為兩半3D打印;我的外殼采用半透明PETG打印，使指示燈LED透光。下層外殼內(nèi)嵌有M3螺母——打印時必須暫停，且需插入M3螺母后才能繼續(xù)打印。兩半用M3x8沉頭螺絲固定。外殼設(shè)計使用宜家USB-A轉(zhuǎn)USB-C導(dǎo)線，因為這類導(dǎo)線普遍且價格低廉。外殼兩端包裹Qualtek Q5-3X-3/16-01-QB48IN-25熱縮管，為了散SiP32509（U2）的熱量，電流在3A時預(yù)計會產(chǎn)生約0.4W的熱量，在SiP32509與外殼之間使用導(dǎo)熱墊可以散熱。下層外殼有一個小孔，用于外殼注入熱熔膠——使用高粘度封裝劑以避免進入輸入USB-C接口。下層外殼在SiP32509集成電路上方有一個小凸起地方，可放置一個1.5毫米厚的導(dǎo)熱墊。

材料清單

定制零件

3D打印的零件是FDM 3D打印的PETG，雖然其他材料在這里可能也沒問題。建議使用半透明或半透明材料，以便指示燈LED能夠透光。

現(xiàn)成零件

我用的是Thermalright Extreme Odyssey 1.5mm的導(dǎo)熱墊做我自己組裝的，但其他1.5mm導(dǎo)熱墊（比如Arctic TP-3）可能也行。導(dǎo)熱墊不能導(dǎo)電。

我做的封裝劑是用熱熔膠的。確保封裝劑的粘度足夠高，不會進入USB-C輸入口。

所需工具

制作過程

1.） 通過插入一個支持 5V 3A 的 USB-C 電源來測試 PCB。插上電源時，白色和綠色LED燈應(yīng)該都會亮起。接下來，用不支持5V 3A的電源（例如使用USB-A線）測試。插上電源時，只有白色LED會亮。

2.） 拔下PCB電源。

3.） 取一根USB-A轉(zhuǎn)USB-C線，將USB-C端剪短至比所需長度長約20-30cm。

4.） 從外層絕緣層剝離約20毫米。我發(fā)現(xiàn)有效的方法是用一對平剪鉗鉗住絕緣層，沿著電纜平行處剪開，然后剪掉成下的絕緣層。剝離后，檢查單個線的絕緣層是否受損。

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5.） 把其中一根線的內(nèi)層絕緣層剝離大約10mm。

6.） 用手緊緊纏繞導(dǎo)線。

7.） 在剝離的導(dǎo)線上施加助焊劑。

8.） 用一點焊錫把線焊成。這里盡量加足夠的焊錫，避免線芯散開，但不要焊得太多，以免無法穿過PCB的輸出孔。

9.） 對剩余導(dǎo)線重復(fù)步驟5到8。最好一次只做一根線，以防止導(dǎo)線之間散開。

10.） 剪下一些20-30mm長的熱縮管：

11.） 將熱縮管套在導(dǎo)線上。

12.） 將線焊接到三個輸出腳印之一，并用平剪刀修剪多余的線。

以下線材顏色對應(yīng)于PCB底部標注的引腳：

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檢查每根線的線之間是否短路。不過，根據(jù)根據(jù)USB電池充電標準，PCB上D+和D-是短路的，所以這兩根特定的線是否短路不重要。

13.） 對剩余輸出重復(fù)步驟3-12。記得焊接前先套上熱縮管。再次檢查線路之間是否短路。

14.） 再次將PCB插入5V 3A USB-C電源。檢查綠燈和白燈是否都亮起。如果沒有，可能某處存在短路了。

15.） 將熱縮管沿著導(dǎo)線向下移動，如下所示：

17.） 使用熱風槍，縮小熱縮管：

18.） 將一塊導(dǎo)熱墊剪成與紅色標注的凸起部分大小和形狀相近，然后放上去：?

19.） 將PCB和焊接的線像這樣放置在下層外殼上：

20.） 安裝上方外殼，用4顆M3x8一字螺絲固定。?

21.） 通過再次將分線器插入5V 3A電源，并用它為各種設(shè)備（如手機）充電來測試。確保每個輸出都能正常工作。如果沒有，檢查一下你的焊接情況。

22.）將封裝劑注入下層箱體5毫米孔，讓它干燥、凝固或固化。

23.）稍作冷卻后就可以用啦。

開源地址

最后是該項目的開源地址：

https://p.eda.cn/d-1325401833157427200

有興趣的小伙伴可以去華秋開源硬件社區(qū)查看！有商業(yè)訴求的，請聯(lián)系項目的作者。