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这块PCB本身就是一根USB-C插头

2026-10-22 | 分类: 教育资讯 | 查看: 6112

让不支持 PD 的电脑继续供数据,让 PD 电源专心供电——PD-Injector 把所有中间环节压在了一块 0.6mm 厚的 PCB 上:两路 USB-C 输入,一路输出,数据取一路、电力取另一路。—— 华秋开源硬件社区

很多人手里都有这么一组设备:一台不支持 PD 的老电脑(或开发板),和一个功率不小、但只会「供电」的 PD 电源适配器。想同时拿到数据和大电流,通常得凑两根线、加一个 USB-Hub,还要担心 Hub 反向给电脑灌电。PD-Injector 干的事很单一:把这两路合成一路。

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本期看点

01两路输入、一路输出:数据线来自一路,电源线来自另一路,在输出端合并

02板上没有控制器芯片——两颗 5.1k 电阻 + 三个 USB-C 连接结构就是全部逻辑

03板边金手指直接当 USB-C 公头,所以板厚必须做 0.6mm

一、项目简介

这是一块 USB-PD 电源/数据分离器(作者用的词是 Power/Data Injector)。板上有两个板边 USB-C 输入插座和一个输出插头:从一路取数据线,从另一路取电源线,两者在输出端汇合。于是你可以一边用不支持 PD 的电脑建立数据连接,一边用电源适配器提供电力。

项目 fork 自 PD Buddy Wye(原作者 Clara G. Hobbs,2017–2018)。现在的仓库里,PCB 工程沿用了上游的工程信息:标题 PD Buddy Wye、版本 v1.2、日期 2017-08-06。硬件许可为 CERN Open Hardware Licence v1.2。

二、工作方式与一处取舍

这种结构在电路上叫「Y 型」:两路输入、一路输出,但两路各自只贡献一部分信号。具体到这块板:

1电源取自 PD 电源那一侧。输出端的 VBUS 直接来自 PD 输入,所以功率上限由电源适配器和线缆决定,和另一侧的电脑没有关系。

2数据取自另一侧输入。D+/D- 从数据侧的插座引到输出,电脑看到的还是一个普通的 USB 设备,不需要它支持 PD。

3CC 线归电源侧。PD 协商要靠 CC(配置通道)做,所以这两根线被划给了电源输入。这也带来本项目最重要的一条限制:DP Alt Mode 不可用——DP 交替模式同样需要 CC 线,而 CC 已经交给电源那一侧了。

4板上两颗 5.1k 电阻。原理图里只有两颗 5.1k 电阻(CC 端下拉)、两个 USB-C 插座、一个 USB-C 插头,外加一个 M3 安装孔。没有 MCU、没有 PD 控制器、没有协议芯片——分离这件事本身不需要协议栈,它是接线问题。

把这条讲清楚,比堆参数有用:这块板不参与 PD 协商,它只是把协商好的那一路的输出转接出来。所以它不会给电源「提要求」,也不会给电脑「要电」。理解这一点,就能判断它适不适合自己的场景。

三、产品参数与设计数据

PCB 板厚0.6mm(硬性要求)焊盘 / 走线 / 过孔93 / 173 / 56个铜箔铺铜区42处

连接结构:板边 USB-C 插座 ×2(输入)、板边 USB-C 插头 ×1(输出,金手指形式)

元件总数:6 个封装:2 个 USB-C 插座、1 个 USB-C 插头、2 颗贴片电阻、1 个 M3 安装孔

铜厚要求:1oz 或 2oz 均可

表面处理:建议沉金(ENIG)

输出侧连接器:任意板边(board edge)连接器均可,例如 Molex 1054440001

外壳:附 OpenSCAD 源文件(scad/PDPowerInjector.scad),可自行 3D 打印

四、制作要点:0.6mm 是怎么来的

这块板最容易被忽略、也最容易翻车的一项,是板厚。普通板默认 1.6mm,这块板必须做 0.6mm,原因有两条,都在结构上:

1插座要能被线插进去。板边 USB-C 插座是骑在板边上的,上下两片金属壳分别贴在板子两面。板太厚,插座开口就不够 3.2mm 的标准内高,普通 USB-C 线会插不到位。

2插头本身就是板子。输出端没有元件,只有板上金手指,它就是一根 USB-C 公头:厚度、金手指长度、倒角都必须在 0.6mm 板的公差范围内。

其余几项按常规处理就行:大电流路径直接用铺铜而不是走线(这也是 42 处铺铜区的原因);表面处理优先沉金,插拔面的耐磨性更好;板边公头的尺寸公差建议下单前跟工厂确认一次。

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