作者： 布莱恩·迪珀特

　　在2023 年 11 月下旬的最新版“工程师假日购物指南”系列中，我建议购买最近推出的 Raspberry Pi 5。但两个月后，当我写下这些话时，Raspberry Pi 5基本上仍然售罄(讽刺的是，这与我介绍购物指南部分的评论相呼应，其中我记录了其 Raspberry Pi 4 前身的长期供应限制)。我知道。在我的辩护中，无论多么无力，我都会指出，我确实在 1.5 个月前，即 10 月中旬写下了这些话(这个借口不起作用，不是吗?)。也就是说，Raspberry Pi 基金会发誓产量将大幅增加 很快，供应很快就会改善。会吗?我不知道。

　　我敢打赌，至少你们中的一些人认为，在像这样的供应紧张的情况下，我在科技公司中得到了“特殊待遇”，不是吗?哈!就在两周前，我终于放弃了等待零售商的供货，从 eBay 上的一个人那里购买了一块全新的 8 GB Raspberry Pi 5 板和一个官方机箱。他说他不小心买了两个，不需要备用组合。任何。与我现在在 eBay 和其他地方看到的大多数荒谬的定价相比，我并没有得到太严重的经销商加价。 8 GB 板的建议零售价为 80 美元，而机箱的建议零售价为 10 美元。我为这个组合支付了 123.39 美元加税，这在支付了他的硬件成本加上他支付的税费和运费(或汽油)后，可能给他带来了一点(但只有一点)利润。

　　不要让我开始讨论第一张照片中显示的主动冷却器，如果我不是一个如此信任的人，我可能会认为它实际上并不存在。无论如何，我仍然需要电源。具有 USB-C 输出的 5 V/3 A 电源，例如Raspberry Pi 15W USB-C 电源(例如，Raspberry Pi 4 的标准“套件”)也可能适用于 Raspberry Pi 5，特别是如果您仅从 SD 卡启动，并且没有大量连接的耗电外围设备：

　　也就是说，Raspberry Pi 5 的启动代码仍然会通过显示的消息向您抱怨，指示“外围设备的电流消耗将限制为 600mA”。如果您想从 USB 闪存盘启动，则需要先调整 config.txt 的内容。甚至不要考虑尝试仅使用 15 W PSU 启动 m.2 NVMe SSD HAT(说到可疑的蒸气软件)。一般来说，你和我都知道，当我启动我的主板时，我可能要做的第一件事就是在它上面运行冗长的基准测试，限制它的通风流量，看看时钟节流何时开始，尝试超频，然后否则滥用它。所以是的…… 27 W(或更多)。

　　上图所示的 Raspberry Pi 27 W USB-C 电源具有白色选项(也提供黑色)和英国插头选项(还提供其他几种选项)，在所有情况下均与其 15 W 兄弟产品的可用变体相匹配。一位明显的候选人。但是……我知道这会让你感到惊讶……现在也几乎不可能追踪到。没问题，我想。我周围有一堆 30 W USB-C 墙疣;我只会使用其中之一。 500多字的内容才是今天的故事真正的开始。

　　问题#1 集中在术语“壁疣”上。更准确地说，正如Wirecutter所指出的那样，我可能应该将它们称为“充电器”，因为从根本上来说它们就是这样：为集成在各种其他不受束缚的设备(笔记本电脑、智能手机、平板电脑、智能手表等)中的电池充电的电源。 。您不仅可以为小部件的集成电池充电，还可以同时使用同一个充电器为该小部件供电吗?当然，如果输出功率足够高以处理这种同时能量多任务处理。

　　但尝试运行非电池供电的充电器的设备可能会引发灾难，特别是当充电器的输出功率接近设备的需求时(例如我建议为 Raspberry Pi 5 使用 30 W 充电器，该充电器需要 27 W 的功率)。为什么?充电器并不以可预测的输出而闻名，因为 USB-C 另一端的功率需求(我在这里使用它作为示例，尽管这个概念与 USB-A 和其他标准同样相关)电缆增加。例如，当您接近假设的“30 W”时，输出电压可能会下降，或者至少会表现出明显的纹波。输出电流也可能下降。如果您所做的只是给电池充电，那没什么大不了的。只是会比其他情况花费更长的时间。但尝试用一个直接为 Raspberry Pi 5 供电?冰山就在前方!

　　关于“30 W”(问题#2)......如果壁式疣只有一个输出，您可以放心地推测您将从中获得该功率指标的合理传真。但如果有两个输出怎么办?或者更多?如果您只利用其中一个输出怎么办?您是否会获得完整规格的电源?答案是“这取决于情况”，不幸的是，供应商并没有让比这更精确的事情变得容易。这里有一个例子：还记得大约一年前我解剖过的30 W 单端口 USB-C GaN 充电器吗?那么，VOLTME 还制作了双输出 35 W 型号：

　　向该公司致敬，如下图所示：

　　当任一输出独立使用时，它可提供 35 W 的全部功率。另一方面，同时使用两个输出时，每个输出的最大功率为 18 W。直观，是吗?不幸的是，据我所知，VOLTME 是这里的例外，而不是常态。以我旅行时随身携带的两路输出 70 W Spigen GaN 充电器为例：

　　它比 MacBook Pro 附带的单输出传统电路充电器更小、更轻。它还具有足够的“umph”(和输出)来为我的笔记本电脑和 iPad Pro 供电。另外，它的交流插脚是可折叠的;当我把适配器塞进我的包里时，我很喜欢它们。到目前为止一切都很好。但其中一个输出单独使用时的最大功率仅为60 W ，与另一个输出(最大 20 W)串联使用时的最大功率仅为 50 W。输出能力更强的是上图中两者中垫底的。为了区分，它在前面板上没有这样标记。不可避免的是，在没有相反的视觉提示的情况下，我最终将笔记本电脑插入上方较弱的输出端口。

　　问题 #3，特别是对于电缆另一端的 5 V 设备，涉及不同输出电压下的输出功率不一致。我们再回顾一下30W VOLTME的拆解：

　　我之前写过(更准确地说，我认为是咆哮)关于 USB-PD(电力传输)的文章，它支持“源”和“接收器”之间就各自的电压和电流功能和要求进行预先协商，从而导致更高输出功率的潜力。可编程电源 (PPS) 是 USB PD 3.0 的增强功能，支持定期重新协商，例如在电池接近充满电时。引用贝尔金关于该主题的白皮书：

　　可编程电源 (PPS) 是一个标准，指的是 USB-C 设备的先进充电技术。它可以根据设备的充电状态提供最大功率，实时修改电压和电流。 USB Implementers Forum (USB-IF) 是一个支持通用串行总线 (USB) 营销和推广的非营利组织，于 2017 年将 PPS 快速充电添加到 USB PD 3.0 标准中。这允许每 10 秒交换一次数据，根据接收设备的规格情况动态调整输出电压和电流。 PPS 相对于其他标准的主要优势在于其能够降低充电过程中的转换损耗。这意味着产生的热量更少，从而延长了设备电池的使用寿命。

　　我提到这一点是因为上面的照片表明这款充电器支持 PPS。但让我们回溯并重点关注其支持的 USB-PD 选项。是30W的充电器吧?出色地：

　　20V x 1.5A = 30W

　　15V x 2A = 30W

　　12V x 2.5A = 30W

　　下一个并不完全是30 W，但我认为，接近的功率不仅对于马蹄铁和手榴弹来说仍然很重要，而且对于便宜但仍然令人印象深刻的充电器也很重要：

　　9V x 3A = 27W

　　但最后一个是怎么回事?

　　5V x 3A = 15W

　　嗯……也许只是这个特殊充电器的一个怪癖?安克这个大坏小子怎么样?

　　单路输出。 100 W。当然，它会在 5 V 电压下输出超过 3 A 的电流，对吧?没有：

　　5V x 3A = 15W

　　9V x 3A = 27W

　　12V x 3A = 36W

　　15V x 3A = 45W

　　20V x 5A = 100W

　　仅仅确定这些信息就需要在第三方网站上进行繁琐的在线用户手册搜索。我什至在制造商自己的网站上找不到该产品的提及(通过其 317 产品代码或 A2672 型号)!在这一点上，我将切入正题：它们几乎都是这样的。

　　充电器只能向表明其可处理 20V 电压的设备输出 100W 的功率，这本身并不缺乏烟雾和镜子。但我实际上愿意在这里给充电器供应商至少某种程度的“通行证”。消费者不仅看重输出功率，还看重尺寸、重量和最重要的价格标签等。这些因素可能会将每个端口(如果不是每个设备)的输出电流限制在 5 A 左右。如果我是一家便携式计算机制造商，并且我需要 100vW 的输入功率不仅支持交流连接操作，而且还支持以合理的速率进行并行电池充电，我将确保我的设备能够处理 20V 的电压输入!

　　但是 5 V 输出选项看似 3 A 的限制又如何呢?显然，它不是通用的，因为 Raspberry Pi 27 W USB-C 电源支持以下选项：

　　1V x 5A = 25.5W

　　9V x 3A = 27W

　　12V x 2.25A = 27W

　　15V x 1.8A = 27W

　　相比之下，顺便说一句，官方的 Raspberry Pi 15 W USB-C 电源仅这样做：

　　1V x 3.0A = 15.3W

　　我对这个 5 V@3 A 优势的根本原因的猜测来自于我在研究这篇文章时偶然发现的电气工程堆栈交换网站上的一篇文章中的一条线索：

　　问题与 USB Type-C 连接有关。

　　Type-C 连接提供两种确定源能力的方法。

　　主要方法是CC 引脚上HOST 端的上拉值。 Type-C 规范定义了三个级别的功能：500/900 mA(56k 上拉至 5V)、1.5 A(22k 上拉)和 3A(10k 上拉)。连接设备通过 5.1k 将其下拉至地，产生的电压电平告诉设备在特定连接上可以承受多少电流。当主机看到下拉时，它将打开“+5Vsafe”VBUS。这是根据 Type-C 协议。

　　第二种方法由几乎独立的电力传输规范提供。如果消费者实现PD，仍然需要遵循CC上拉协议的Type-C规范，并且将接收“+5Vsafe”VBUS。

　　只有这样，消费者才会通过 CC 引脚发送串行 PD 定义的消息以发现源功能。如果供应商做出回应，则电力合同的谈判将继续进行。

　　如果消费者不是 PD 不可知的，则不会生成任何消息，也不会返回任何响应，并且不会协商任何合同。根据 CC 引脚上的直流电平，链路电源将保持默认的“Safe+5VBUS”电源模式。

　　讽刺的是……我之前提到的 Raspberry Pi 4 板?这是罕见的早期“A 型”变体，其中包含的电阻器数量和类型都不足以与某些 USB-C 电缆正常工作。但实际情况并非如此。正如上述解释所阐明的，USB-C 充电器(理想情况下)必须至少支持 5 V@3 A，以实现最广泛的设备兼容性。我猜想，除了这一点之外，充电器制造商将开发注意力集中在由二次兼容性协商实现的其他电压/电流组合上，而让 5 V 电路实现保持原样。

　　读者们同意还是不同意?这里还有什么要补充的吗?我期待您在评论中提出想法!与此同时，我从海外供应商那里订购了一个 Raspberry Pi 27 W USB-C 电源……我等待……

　　— Brian Dipert是 Edge AI 和视觉联盟的主编、BDTI 的高级分析师以及该公司在线新闻通讯 InsideDSP 的主编。