Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik USB-C PD Netzteil bei Überlast


von Norbert R. (nobsi)


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Was macht denn typischerweise ein PD-Netzteil, wenn zu viel Strom 
gezogen wird, zB. wenn über PD 20V angefordert werden?
- Spannung reduzieren (also in eine Art Stromquellen-Modus wechseln)
- abschalten (wie lange)
- abrauchen  ;)

Hat da jemand Erfahrung?

Hintergrund: ich möchte aus einem PD Netzteil ein "Notfall"-Ladegerät 
für 12V LiFePo bauen. Mit einem USB-C PD Triggerkabel 15V oder 20V mit 
Buck-Konverter. (z.B. https://www.adafruit.com/product/5451)

Wenn das Verhalten vom Netzteil zu undefiniert ist, werde ich wohl einen 
Buck-Konverter mit Strombegrenzung suchen müssen.

Kanns leider nicht ausbrobieren, hab noch kein Triggerkabel.

Viele Grüße, Norbert

: Bearbeitet durch User
von Oliver R. (orb)


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das kommt drauf an ...

gute Netzteile werden abschalten und immer wieder prüfen ob die Überlast 
noch besteht, bei Billigkonstruktionen wird die Spannung einbrechen bis 
es irgendwann raucht.
Dazwischen ist jede Kombination möglich.

von Harald K. (kirnbichler)


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Norbert R. schrieb:
> Was macht denn typischerweise ein PD-Netzteil, wenn zu viel Strom
> gezogen wird, zB. wenn über PD 20V angefordert werden?

Du könntest vorsichtshalber in die "USB Power Delivery Specification" 
sehen, ob da das Thema Überlastung angesprochen wird.

https://www.usb.org/usb-charger-pd

Hier ist insbesondere die "USB Type-C and Power Delivery Source Power 
Requirements Test Specification" von Interesse:

https://www.usb.org/document-library/usb-type-c-and-power-delivery-source-power-requirements-test-specification

S. 12, "7.1.7.1 Output Over Current Protection"
und im Detail S. 25

von Hannes J. (Firma: _⌨_) (pnuebergang)


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Es ist alles ein bisschen komplizierter bei PD, und deshalb sind diese 
Trigger-Kabel ziemlich eingeschränkt brauchbar, um nicht zu sagen 
scheiße, wenn man an die Grenzen von PD geht.

Sowohl bei einer thermischen als auch bei einer Strom-Überlastung gibt 
es bei PD je nach Modus Protokoll-Prozeduren wie das Netzteil Überlast 
signalisiert und neu aushandelt. Auch in den Modi in denen das nicht 
passiert gibt es ein paar Anforderungen wie sich das Netzteil zu 
verhalten hat.

Dazu gibt es in einigen Modi für das Netzteil die Möglichkeit eine 
temporäre Überlast-Kapazität zu verkünden. Ein Verbraucher kann diese 
wie vom Netzteil angeboten temporär nutzen.

Daher, wenn du das Meiste aus PD herausbekommen willst läuft es darauf 
hinaus, dass dein Verbraucher aktiv auf das PD-Protokoll hört und 
verschiedene Strategien hat, je nachdem was für Eigenschaften das 
Netzteil verkündet und welcher Modus genutzt wird.

Ein Trigger-Kabel hört zwar auf das Protokoll aber macht halt irgendwas, 
ohne dass du wirklich weißt ob das für deine Anwendung die beste 
Möglichkeit ist PD auszunutzen.

Dazu kommt dann noch, dass es sicher Netzteile gibt die sich einen Dreck 
um den Standard kümmern, im Protokoll über ihre Eigenschaften lügen und 
keine vernünftige thermische und Strombegrenzung haben.

Daher läuft es bei Trigger-Kabeln darauf hinaus schön brav nicht an die 
Grenzen von PD zu gehen. Also nicht zu glauben dass man wirklich 
dauerhaft den maximalen Strom bekommt ohne dass das Netzteil abbrennt. 
Schon gar nicht, dass man auf temporäre Überlastmöglichkeiten hofft.

Für das ganze PD-Elend Spezifikation lesen[1] 
https://www.usb.org/document-library/usb-power-delivery

_
[1] Oder es lassen, getreu dem alten Motto "Ein Monat im Labor spart 
einem oft eine Stunde in der Bibliothek" - Frank Westheimer 
https://de.wikipedia.org/wiki/Frank_Westheimer

von Norbert R. (nobsi)


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also in der USB-PD Spezifikation steht nix handfestes drin. Eigentlich 
nur, dass das Netzteil auf Überstrom reagieren sollte [Hilfe - ja 
hoffentlich!]. In welcher Form ist offen.
Als Option ist auch ein Rückfall auf 5V erwähnt.

Ich denke, da werd ich mal mit ein paar Netzteilen experimentieren, also 
nach Westheimer "ein Monat im Labor" ;)

Kennt jemand ein brauchbares Triggerkabel für 20V?

Adafruit: https://www.adafruit.com/product/5451
oder China-Teil: https://www.amazon.de/gp/product/B0CL21DTKJ

und einen Buck-Converter: z.B. 
https://www.amazon.de/gp/product/B0CC96CN3Q

von Εrnst B. (ernst)


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In so ziemlich jeder Altnetzteil-Sammelkiste sollten sich einige 
Notebook-Netzteile finden, typischerweise 19-20V und 65W, 90W, 120W und 
diverse Steckerformen.

Die braucht man nie wieder für was anderes, aktuelle Notebooks laden 
alle per USB-C.

Würde sowas nehmen, bevor ich mir für ein Einzelstück das 
USB-PD-Gefrickel antue.

von Harald K. (kirnbichler)


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Norbert R. schrieb:
> In welcher Form ist offen.

Nö, wie ich schon hier schrieb:

Harald K. schrieb:
> Hier ist insbesondere die "USB Type-C and Power Delivery Source Power
> Requirements Test Specification" von Interesse:
>
> 
https://www.usb.org/document-library/usb-type-c-and-power-delivery-source-power-requirements-test-specification
>
> S. 12, "7.1.7.1 Output Over Current Protection"
> und im Detail S. 25

von Norbert R. (nobsi)


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Harald K. schrieb:
>> S. 12, "7.1.7.1 Output Over Current Protection"
>> und im Detail S. 25

hab ich wohl überlesen. Ist eigentlich genau beschrieben. Ich vermute 
aber, dass die wenigsten Netzteile das wirklich so machen.

Die Idde mit einem alten Laptop-Netzteil ist auch gut!

Danke für die Infos!

von Peter N. (alv)


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Norbert R. schrieb:
> Die Idde mit einem alten Laptop-Netzteil ist auch gut!

Da ich öfter 5V und 12V (im Wechsel) brauche und etliche 
19V-Notebook-Netzteile rumliegen habe:

In welchem Bereich kann man die Ausgangsspannung gewöhnlich 
manipulieren?
Kommt man auf 5V (3,3V) runter?

von Harald K. (kirnbichler)


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Peter N. schrieb:
> Kommt man auf 5V (3,3V) runter?

Durch Rumbasteln an einem 19V-Netzteil? Vergiss' es.

von Alfred B. (alfred_b979)


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Peter N. schrieb:
> Da ich öfter 5V und 12V (im Wechsel) brauche

Da gibt es sehr preisgünstige Optionen:

Buck- also Step-Down- Konverter kaufen. (Stromrating
gern 3fach höher wählen, CN Billigmodule werden halt
dahingehend stark übertrieben beworben.)

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