とある用途で5V/8A程度の移動可能な電源が欲しくなりました。
移動可能な電源といえばまずモバイルバッテリーが思い浮かびますよね。
でも普通は3Aが上限です。用途的には8Aを2分割して4A×2系統でもいいのですが、やはり3Aの壁が超えられません。
必要な5V/8Aは40WなのでUSB PD電源の45W以上に対応した電源なら電力的には足ります(ちょっと余裕がないですけど)。この場合PD電源から出てくるのは15V/3AなのでDCDCで5Vに落とせばよいかも・・・
DCDC
秋月電子にはこんなDCDCコンバータが売られています。[115108]MYMGK00506ERSR使用 5V出力 最大6A 大電流DCDCコンバーターモジュールキット
最大入力電圧が上限ギリギリの15Vですが、これだと5V/6Aが取り出せる事になっているので、2個並べれば目的を叶えられそうです。

PDトリガー
USB PD電源から15Vを取り出すためのデバイスは「USB PDトリガーケーブル」等という名前で売られていますが、折角なので作ってみました。
それを実現してくれるのがCH221Kというデバイス。秋月電子で現時点50円です。
[118022]USB PD シンクコントローラー CH221K

このIC、TYPE-CコネクタのCC1,CC2経由でPD電源と通信して必要な電力を取り出してくれます(当然ですがPD電源側が対応していればですが)。何Vを取り出すかはCFG端子とVDDの間に接続する抵抗で設定できます。今回必要な15Vなら100KΩを取付ける事になります。
回路
という事で以下の回路でやってみました。ほぼデータシート記載の通りですが、PG(PowerGood端子)は所望の電圧が得られたらONとなるオープンドレイン出力なので、正常出力を示すLEDを付けてみました。
R2が100KΩなので15Vが出力される予定です。
R3とR4はPD電源がこれを検出すると何か機器が繋がったと判断して5Vを出力する仕様なので、無いと最初の5Vが出ずCH221Kが動き出しません(試してないけど、その筈)。
VDDはCH221K内で3.3Vにレギュレートしてあるので、抵抗R1にはVBUSとの電位差に従った電流が流れます(抵抗の許容電力には注意)。

作る
では基板を作って・・・

そして実装・・・表側(既にDCDCコンバータも実装済)

裏側(緑色の配線はLEDの所でパターンをミスっていたのを修正。上記の回路図は修正済です)

電源投入!
現時点、私はPDなモバイルバッテリーを持っていないのでノートPCの充電に使っているPD電源を接続すると、あっけなく15Vが出てきました。
そしてDCDCコンバータ(とりあえず1つだけ実装)からも問題なく5Vが出てきます。
また以前の投稿に書いた電子負荷装置を使って6Aまで流してみましたが電圧もほぼ下がらず(怖いので短時間で止めましたが)。定格通り働いてもらえそうです。
















































