作者： 布萊恩·迪珀特

　　在2023 年 11 月下旬的最新版“工程師假日購物指南”系列中，我建議購買最近推出的 Raspberry Pi 5。但兩個月后，當我寫下這些話時，Raspberry Pi 5基本上仍然售罄(諷刺的是，這與我介紹購物指南部分的評論相呼應(yīng)，其中我記錄了其 Raspberry Pi 4 前身的長期供應(yīng)限制)。我知道。在我的辯護中，無論多么無力，我都會指出，我確實在 1.5 個月前，即 10 月中旬寫下了這些話(這個借口不起作用，不是嗎?)。也就是說，Raspberry Pi 基金會發(fā)誓產(chǎn)量將大幅增加 很快，供應(yīng)很快就會改善。會嗎?我不知道。

　　我敢打賭，至少你們中的一些人認為，在像這樣的供應(yīng)緊張的情況下，我在科技公司中得到了“特殊待遇”，不是嗎?哈!就在兩周前，我終于放棄了等待零售商的供貨，從 eBay 上的一個人那里購買了一塊全新的 8 GB Raspberry Pi 5 板和一個官方機箱。他說他不小心買了兩個，不需要備用組合。任何。與我現(xiàn)在在 eBay 和其他地方看到的大多數(shù)荒謬的定價相比，我并沒有得到太嚴重的經(jīng)銷商加價。 8 GB 板的建議零售價為 80 美元，而機箱的建議零售價為 10 美元。我為這個組合支付了 123.39 美元加稅，這在支付了他的硬件成本加上他支付的稅費和運費(或汽油)后，可能給他帶來了一點(但只有一點)利潤。

　　不要讓我開始討論第一張照片中顯示的主動冷卻器，如果我不是一個如此信任的人，我可能會認為它實際上并不存在。無論如何，我仍然需要電源。具有 USB-C 輸出的 5 V/3 A 電源，例如Raspberry Pi 15W USB-C 電源(例如，Raspberry Pi 4 的標準“套件”)也可能適用于 Raspberry Pi 5，特別是如果您僅從 SD 卡啟動，并且沒有大量連接的耗電外圍設(shè)備：

　　也就是說，Raspberry Pi 5 的啟動代碼仍然會通過顯示的消息向您抱怨，指示“外圍設(shè)備的電流消耗將限制為 600mA”。如果您想從 USB 閃存盤啟動，則需要先調(diào)整 config.txt 的內(nèi)容。甚至不要考慮嘗試僅使用 15 W PSU 啟動 m.2 NVMe SSD HAT(說到可疑的蒸氣軟件)。一般來說，你和我都知道，當我啟動我的主板時，我可能要做的第一件事就是在它上面運行冗長的基準測試，限制它的通風流量，看看時鐘節(jié)流何時開始，嘗試超頻，然后否則濫用它。所以是的…… 27 W(或更多)。

　　上圖所示的 Raspberry Pi 27 W USB-C 電源具有白色選項(也提供黑色)和英國插頭選項(還提供其他幾種選項)，在所有情況下均與其 15 W 兄弟產(chǎn)品的可用變體相匹配。一位明顯的候選人。但是……我知道這會讓你感到驚訝……現(xiàn)在也幾乎不可能追蹤到。沒問題，我想。我周圍有一堆 30 W USB-C 墻疣;我只會使用其中之一。 500多字的內(nèi)容才是今天的故事真正的開始。

　　問題#1 集中在術(shù)語“壁疣”上。更準確地說，正如Wirecutter所指出的那樣，我可能應(yīng)該將它們稱為“充電器”，因為從根本上來說它們就是這樣：為集成在各種其他不受束縛的設(shè)備(筆記本電腦、智能手機、平板電腦、智能手表等)中的電池充電的電源。 。您不僅可以為小部件的集成電池充電，還可以同時使用同一個充電器為該小部件供電嗎?當然，如果輸出功率足夠高以處理這種同時能量多任務(wù)處理。

　　但嘗試運行非電池供電的充電器的設(shè)備可能會引發(fā)災(zāi)難，特別是當充電器的輸出功率接近設(shè)備的需求時(例如我建議為 Raspberry Pi 5 使用 30 W 充電器，該充電器需要 27 W 的功率)。為什么?充電器并不以可預(yù)測的輸出而聞名，因為 USB-C 另一端的功率需求(我在這里使用它作為示例，盡管這個概念與 USB-A 和其他標準同樣相關(guān))電纜增加。例如，當您接近假設(shè)的“30 W”時，輸出電壓可能會下降，或者至少會表現(xiàn)出明顯的紋波。輸出電流也可能下降。如果您所做的只是給電池充電，那沒什么大不了的。只是會比其他情況花費更長的時間。但嘗試用一個直接為 Raspberry Pi 5 供電?冰山就在前方!

　　關(guān)于“30 W”(問題#2)......如果壁式疣只有一個輸出，您可以放心地推測您將從中獲得該功率指標的合理傳真。但如果有兩個輸出怎么辦?或者更多?如果您只利用其中一個輸出怎么辦?您是否會獲得完整規(guī)格的電源?答案是“這取決于情況”，不幸的是，供應(yīng)商并沒有讓比這更精確的事情變得容易。這里有一個例子：還記得大約一年前我解剖過的30 W 單端口 USB-C GaN 充電器嗎?那么，VOLTME 還制作了雙輸出 35 W 型號：

　　向該公司致敬，如下圖所示：

　　當任一輸出獨立使用時，它可提供 35 W 的全部功率。另一方面，同時使用兩個輸出時，每個輸出的最大功率為 18 W。直觀，是嗎?不幸的是，據(jù)我所知，VOLTME 是這里的例外，而不是常態(tài)。以我旅行時隨身攜帶的兩路輸出 70 W Spigen GaN 充電器為例：

　　它比 MacBook Pro 附帶的單輸出傳統(tǒng)電路充電器更小、更輕。它還具有足夠的“umph”(和輸出)來為我的筆記本電腦和 iPad Pro 供電。另外，它的交流插腳是可折疊的;當我把適配器塞進我的包里時，我很喜歡它們。到目前為止一切都很好。但其中一個輸出單獨使用時的最大功率僅為60 W ，與另一個輸出(最大 20 W)串聯(lián)使用時的最大功率僅為 50 W。輸出能力更強的是上圖中兩者中墊底的。為了區(qū)分，它在前面板上沒有這樣標記。不可避免的是，在沒有相反的視覺提示的情況下，我最終將筆記本電腦插入上方較弱的輸出端口。

　　問題 #3，特別是對于電纜另一端的 5 V 設(shè)備，涉及不同輸出電壓下的輸出功率不一致。我們再回顧一下30W VOLTME的拆解：

　　我之前寫過(更準確地說，我認為是咆哮)關(guān)于 USB-PD(電力傳輸)的文章，它支持“源”和“接收器”之間就各自的電壓和電流功能和要求進行預(yù)先協(xié)商，從而導(dǎo)致更高輸出功率的潛力?？删幊屉娫?(PPS) 是 USB PD 3.0 的增強功能，支持定期重新協(xié)商，例如在電池接近充滿電時。引用貝爾金關(guān)于該主題的白皮書：

　　可編程電源 (PPS) 是一個標準，指的是 USB-C 設(shè)備的先進充電技術(shù)。它可以根據(jù)設(shè)備的充電狀態(tài)提供最大功率，實時修改電壓和電流。 USB Implementers Forum (USB-IF) 是一個支持通用串行總線 (USB) 營銷和推廣的非營利組織，于 2017 年將 PPS 快速充電添加到 USB PD 3.0 標準中。這允許每 10 秒交換一次數(shù)據(jù)，根據(jù)接收設(shè)備的規(guī)格情況動態(tài)調(diào)整輸出電壓和電流。 PPS 相對于其他標準的主要優(yōu)勢在于其能夠降低充電過程中的轉(zhuǎn)換損耗。這意味著產(chǎn)生的熱量更少，從而延長了設(shè)備電池的使用壽命。

　　我提到這一點是因為上面的照片表明這款充電器支持 PPS。但讓我們回溯并重點關(guān)注其支持的 USB-PD 選項。是30W的充電器吧?出色地：

　　20V x 1.5A = 30W

　　15V x 2A = 30W

　　12V x 2.5A = 30W

　　下一個并不完全是30 W，但我認為，接近的功率不僅對于馬蹄鐵和手榴彈來說仍然很重要，而且對于便宜但仍然令人印象深刻的充電器也很重要：

　　9V x 3A = 27W

　　但最后一個是怎么回事?

　　5V x 3A = 15W

　　嗯……也許只是這個特殊充電器的一個怪癖?安克這個大壞小子怎么樣?

　　單路輸出。 100 W。當然，它會在 5 V 電壓下輸出超過 3 A 的電流，對吧?沒有：

　　5V x 3A = 15W

　　9V x 3A = 27W

　　12V x 3A = 36W

　　15V x 3A = 45W

　　20V x 5A = 100W

　　僅僅確定這些信息就需要在第三方網(wǎng)站上進行繁瑣的在線用戶手冊搜索。我什至在制造商自己的網(wǎng)站上找不到該產(chǎn)品的提及(通過其 317 產(chǎn)品代碼或 A2672 型號)!在這一點上，我將切入正題：它們幾乎都是這樣的。

　　充電器只能向表明其可處理 20V 電壓的設(shè)備輸出 100W 的功率，這本身并不缺乏煙霧和鏡子。但我實際上愿意在這里給充電器供應(yīng)商至少某種程度的“通行證”。消費者不僅看重輸出功率，還看重尺寸、重量和最重要的價格標簽等。這些因素可能會將每個端口(如果不是每個設(shè)備)的輸出電流限制在 5 A 左右。如果我是一家便攜式計算機制造商，并且我需要 100vW 的輸入功率不僅支持交流連接操作，而且還支持以合理的速率進行并行電池充電，我將確保我的設(shè)備能夠處理 20V 的電壓輸入!

　　但是 5 V 輸出選項看似 3 A 的限制又如何呢?顯然，它不是通用的，因為 Raspberry Pi 27 W USB-C 電源支持以下選項：

　　1V x 5A = 25.5W

　　9V x 3A = 27W

　　12V x 2.25A = 27W

　　15V x 1.8A = 27W

　　相比之下，順便說一句，官方的 Raspberry Pi 15 W USB-C 電源僅這樣做：

　　1V x 3.0A = 15.3W

　　我對這個 5 V@3 A 優(yōu)勢的根本原因的猜測來自于我在研究這篇文章時偶然發(fā)現(xiàn)的電氣工程堆棧交換網(wǎng)站上的一篇文章中的一條線索：

　　問題與 USB Type-C 連接有關(guān)。

　　Type-C 連接提供兩種確定源能力的方法。

　　主要方法是CC 引腳上HOST 端的上拉值。 Type-C 規(guī)范定義了三個級別的功能：500/900 mA(56k 上拉至 5V)、1.5 A(22k 上拉)和 3A(10k 上拉)。連接設(shè)備通過 5.1k 將其下拉至地，產(chǎn)生的電壓電平告訴設(shè)備在特定連接上可以承受多少電流。當主機看到下拉時，它將打開“+5Vsafe”VBUS。這是根據(jù) Type-C 協(xié)議。

　　第二種方法由幾乎獨立的電力傳輸規(guī)范提供。如果消費者實現(xiàn)PD，仍然需要遵循CC上拉協(xié)議的Type-C規(guī)范，并且將接收“+5Vsafe”VBUS。

　　只有這樣，消費者才會通過 CC 引腳發(fā)送串行 PD 定義的消息以發(fā)現(xiàn)源功能。如果供應(yīng)商做出回應(yīng)，則電力合同的談判將繼續(xù)進行。

　　如果消費者不是 PD 不可知的，則不會生成任何消息，也不會返回任何響應(yīng)，并且不會協(xié)商任何合同。根據(jù) CC 引腳上的直流電平，鏈路電源將保持默認的“Safe+5VBUS”電源模式。

　　諷刺的是……我之前提到的 Raspberry Pi 4 板?這是罕見的早期“A 型”變體，其中包含的電阻器數(shù)量和類型都不足以與某些 USB-C 電纜正常工作。但實際情況并非如此。正如上述解釋所闡明的，USB-C 充電器(理想情況下)必須至少支持 5 V@3 A，以實現(xiàn)最廣泛的設(shè)備兼容性。我猜想，除了這一點之外，充電器制造商將開發(fā)注意力集中在由二次兼容性協(xié)商實現(xiàn)的其他電壓/電流組合上，而讓 5 V 電路實現(xiàn)保持原樣。

　　讀者們同意還是不同意?這里還有什么要補充的嗎?我期待您在評論中提出想法!與此同時，我從海外供應(yīng)商那里訂購了一個 Raspberry Pi 27 W USB-C 電源……我等待……

　　— Brian Dipert是 Edge AI 和視覺聯(lián)盟的主編、BDTI 的高級分析師以及該公司在線新聞通訊 InsideDSP 的主編。