ChrisKim
Do not go gentle into that good night.
颢天

直流电源优雅解决方案

在我桌面上有许多直流设备,例如台灯、显示屏、USB 拓展坞等等,每个设备都附带了配套的直流电源适配器。当设备数量比较少的时候问题还不大,但随着我的设备数量增多,我发现使用这一堆直流电源是一个相当噩梦的事情。

https://assets.zouht.com/img/blog/4077-01.webp
一堆形状各异的砖头电源

首先就是插线板实在是插不下了。这些直流电源形态各异,一个六孔的插线板基本上只能插三个电源,如果遇到大黑砖那恐怕只能插两个,还挤得其他设备没地方插,浪费插线板。然后就是实在是太多太重太麻烦了,每次要搬东西都得好好请点每个设备需要的电源,电源加起来重量也非常可观。

为了解决我这桌面上混乱的电源,我折腾了许多方案,终于到现在找到了比较满意的优雅解决方案,本篇文章便给大家分享分享。

1 基础知识

在正式进入文章前,我们得先学习一些基础知识。毕竟和电有关的还是需要严肃对待,即使是低压直流电,不当使用还是可能导致意外事件的。

1.1 直流接口规格

圆柱体形态的直流电源接口是目前市面上最常用的,这种接口一般叫圆头,学名叫同轴电源连接器。如果大家观察得仔细,应该会发现这些圆头接口实际上是有不同规格的,这也是本节的主要内容。

一个圆头接口的规格由两个参数决定:外径、内径。外径就是公头的总体直径,内径就是公头中间空洞的直径。通常为了方便交流,将外径+内径作为该接口的名称,例如外径 5.5mm 内径 2.5mm 的接口就称为 5525 接口。

https://assets.zouht.com/img/blog/4077-02.webp
四种规格不同的圆头

从我的经验来说,生活中的常见规格就只有 5.5*2.55.5*2.14.0*1.73.5*1.35 这四种。要确认接口规格,用一把普通的毫米尺估读一下就行了,但尤其需要注意 5525/5521 和 4017/35135 的区分,不要量错了。

注意到,5525 和 5521 的外径相同,那么它们之间是有一定兼容性的,5525 的公头能插入 5521 的母头。除此之外,不同接口均是不可以互相兼容的!

1.2 直流电源规格

我们需要从直流电源的铭牌获取几个重要信息:

  • 输出电压:获知该设备的输入电压,通常为 12V,大功率设备可能是 19V,小功率设备可能是 5V/9V;
  • 额定电流:和输出电压相乘,用于估计该设备的功率,一般设备配套的电源都会给够功率余量;
  • 正负极定义:圆头公头的正负极定义,正常情况下是内正外负,我到现在从来没见过不一样的。
https://assets.zouht.com/img/blog/4077-03.webp

warning 关于锂电池
请勿使用下文提到的任何方案代替锂电池专用充电器给锂电池充电!

锂电池有专用的多阶段恒流电源,正常的电源为恒压电源。即使该锂电池电源的接口和规格与正常的电源完全相同,它们之间也是存在本质区别的,切记不可混用。请勿使用下文提到的任何方案代替锂电池专用充电器给锂电池充电!

2 诱骗线方案

2.1 原理

随着快充协议不断迭代,许多快充协议能够提供多种电压和电流。同时随着氮化镓充电头的普及,现在的充电头可以用非常小的体积和重量提供非常可观的功率。如果用一个假设备和充电头进行快充协商,诱骗充电头输出指定电压后提供给其他设备使用,岂不是就可以把充电头当作一个高效的直流电源了?

“诱骗线”这名字可能会让大家担心该方案的安全性,实际上该方法没有打破任何规则,正确使用是完全安全的。同时该方法也是高效的,“诱骗线”不参与升降压流程,完成协议协商后就可视为一根普通电线,转换效率完全取决于充电头。

本方案的优点是便于携带,可以充分利用手上已有的充电头。缺点就是能提供的功率有限,一般来说只能支持 60W,理论最高也只能提供 100W 的功率。

2.2 快充充电头

目前的通用快充协议主要有 QC (Quick Charge) 和 USB PD (Power Delivery) 两种。根据我的实际体验,PD 协议的兼容性好于 QC,因此接下来我均用 PD 来做演示。

PD 协议能提供的电源规格如下:

协议版本最大电流支持电压
≥ PD1.02A5V, 12V, 20V
≥ PD2.03A9V, 15V
≥ PD3.13A/5A28V, 36V, 48V

目前只要不是太水货和廉价的充电头,基本上都是支持 PD2.0 及以上的快充的。我们日常生活中直流设备的电压一般是 5V、9V、12V、19V,均可以被目前比较普及的 PD2.0 协议所覆盖(19V 兼容 20V)。

但需要注意的是,不同规格的充电头能提供的最大功率是不同的,并不是都能提供到协议最大值,需要仔细查看自己快充头的铭牌来确认。例如原本设备使用的是 12V3A 的电源,那么用于替换的快充充电头一定要支持 12V 挡位 3A 以上电流的输出。

https://assets.zouht.com/img/blog/4077-04.webp

2.3 PD 诱骗线

接下来就可以购买诱骗线了,大概 20 元一根,购买时记得确认以下参数:诱骗协议、诱骗电压、最大电流、接口规格。

  • 诱骗协议:市面上的诱骗线的诱骗协议分为 QC 和 PD 两种,这两种诱骗线是不同的。前文说过 PD 协议的兼容性更好,因此在购买时需要确认购买的是 PD 诱骗线。
  • 诱骗电压:市面上的诱骗线基本上都是固定电压诱骗线,意思就是每一根线只能诱骗固定的电压,如果需要不同的电压则需要购买多根线。例如原本设备使用的是 12V3A 的电源,那么诱骗线则一定要提供 12V 的电压,万万不可插错。
  • 最大电流:诱骗线的最大电流要确保充足。例如原本设备使用的是 12V3A 的电源,那么诱骗线则一定要支持 3A 及以上的电流,如果电流不够则可能导致设备无法使用。
  • 接口规格:市面上的诱骗线的接口大多是 5525 的,如果你的设备是 5525 或 5521 则可以直接用,不然记得再购买一个对应的转接头,将 5525 接口转接为你设备的接口规格。

诱骗线插上充电头就会开始输出直流电了,下面我用万用表来测量一下我手上的 12V5A 和 20V5A PD 诱骗线的输出电压。

https://assets.zouht.com/img/blog/4077-06.webp
12V5A PD 诱骗线
https://assets.zouht.com/img/blog/4077-07.webp
20V5A PD 诱骗线

2.4 注意事项

a 升压线和诱骗线的区别

在购买诱骗线时,可能会找到同样是 USB 输入 5525 直流输出的产品,但名字叫升压线。需要注意,它和诱骗线是完全不同的,不要购买升压线,一定要买 PD 协议的诱骗线。

升压线没有协议协商,直接从 USB 中取 5V 电压,然后通过升压线内部的升压模块升压到 12V 等电压。这种方案首先受限于无协商 5V 输出的功率限制,一般只能输出 10W 的功率。另外这种升压线所用的升压模块非常垃圾,效率低发热大,还存在安全隐患。

b 充电头切换时为什么会断连

如果你使用多口充电头来使用诱骗线,同时还用它来给普通设备供电,很有可能会发现在接入设备或断开设备时,所有设备全断电几秒后再通电。

原因是多口充电器不同接口使用下的功率分配不同,在设备数量改变时将触发充电器的功率重分配,导致断连。例如充电器 A 口单口输出时能提供 100W 功率,但 A、B 同时输出时 A 口只能提供 60W 功率,那么如果 A 口插着诱骗线给你的屏幕供电的同时,你在 B 口上接入了手机,那么 A 口就会进行功率重新协商导致屏幕黑屏重启。

解决这个问题的最好方法就是:不要改变充电头的接入情况。我自己是专门买了一个三口的充电头,单独用于诱骗线使用。

注:现在有些高端充电头会宣传自己功率重分配时不会断连,但实际上在我们这种情况下仍然会断连。这些充电头仅仅是功率重分配时不重新进行快充协商,但会产生一小段时间的无电流空窗期。对于手机电脑充电这种场景,空窗期直接被忽略了,因此手机电脑的充电不会被打断。但对于我们需要稳定供电的直流设备来说,无电流空窗期就直接断电重启了。

c 充电头为什么不能稳定高功率

如果你的设备功率很高,达到了 100W 这种充电头的极限,那么很可能会发现一段时间后设备断电了。这个原因是大多数充电头都是用于快充充电使用的,标称的极限功率并不能长时间保持,过热后就断电了。

要解决这个问题,可以买给笔记本用的充电头,这些充电头就是实打实的能稳定输出。例如联想拯救者的氮化镓充电头,140W 就是实打实的 140W,可以长时间稳定跑满。

3 服务器电源方案

3.1 原理

电脑电源和小型直流电源一样,都是将交流电转为直流电的开关电源。不同的是,电脑电源的性能可以非常强劲,能支持到 1200W 甚至更高的输出功率。因此,与其用一堆小功率的电源,不如用一个大功率的电脑电源转接实现供电。尽管总体积仍然较大,但是单位体积能提供的功率可是翻了至少 5 倍,一劳永逸。

电脑电源的规格也有许多,ATX、SFX、FLEX、1U 等。这里我选用服务器专用的 1U 规格,原因是淘汰的服务器电源价格极为便宜,企业级的质量也值得信赖(即使是机房淘汰的二手货),简直是又便宜又好!

本方法的优点就是可提供的功率极高,总共带 1200W 的设备轻轻松松。缺点就是便携性较差,服务器电源体积和重量还是不能和充电头相比。

3.2 电源和转接板

可以在闲鱼上搜服务器 1U CSPS 电源,需要注意电源接口为 CSPS,便于下文的转接。我买的是华为服务器淘汰的光宝 1200W 电源,可提供 12V100A 的输出,目前的全新价 400 元,二手价 50~80 元,二手足够用了。

电源本体大概长这样:

https://assets.zouht.com/img/blog/4077-08.webp
右侧 CSPS 接口我已经接上了转接板,下文会提及

CSPS 接口的外观和辨别方式如下:

接下来在闲鱼上搜 CSPS 转 XT60 的转接器,大概的外观如下:

https://assets.zouht.com/img/blog/4077-10.webp
https://assets.zouht.com/img/blog/4077-11.webp

如果你还想要更优雅一点,可以再在闲鱼上购买一个 3D 打印的外壳,装好之后转接板和电源都被固定得非常牢靠。我买的这家提供全套的解决方案,直接帮我把电源、转接板和外壳配齐了。

https://assets.zouht.com/img/blog/4077-12.webp

3.3 连接线材

大家应该已经发现,CSPS 转接板出来的接口并不是常用的圆头接口,而是 XT60 母头。主要原因是 XT60 接口支持的电流显著更高,XT60 能支持稳定 30A 峰值 60A 的电流,而 5525 通常来说最高仅支持 10A 的电流。

对于圆头输入的设备,就得购买 XT60 的公头转圆头的线来进行转接,淘宝网购就行。购买好线材后,直接插上转接板就能给 12V 设备供电了。另外,你甚至可以购买 XT60 转 PCIe 8Pin 的线,用这个电源给外接显卡供电。还可以购买 XT60 的一分多来扩展接口数量,只要保证每个接口不超过 30A 就是安全的。

https://assets.zouht.com/img/blog/4077-13.webp
XT60 母转 5525 公
https://assets.zouht.com/img/blog/4077-14.webp
XT60 母转 PCIe 8Pin
https://assets.zouht.com/img/blog/4077-15.webp
XT60 一分四

3.4 升/降压模块

一般的服务器电源只提供 12V 一个电压的输出,那么如果有其他电压比如 5V 和 19V 的设备该怎么办呢?这就得购买升/降压模块来完成了。

升/降压模块也会有最大功率,得注意留好功率余量,购买足够大小的模块。同时,我发现网上有很多升/降压模块,标称功率很高但价格显著低于市场价,我不确定这些产品的可靠性。另外,很多店铺的升/降压模块都是没有接口的,得自己买 XT60 的公母头来接上,需要一点动手能力。

https://assets.zouht.com/img/blog/4077-16.webp
12V 升压 19V20A 模块

3.5 快充协议模块

最近在闲鱼上刷到了有意思的东西:绿联 300W 快充模块。这个模块实际上就是绿联 300W 充电头的一个组件(不知道为什么闲鱼上这么多卖的),通过自己焊上接口输入 6~29.5V 直流电即可使用。模块一共 4 个 Type-C 和 1 个 Type-A,最大输出 300W,具体参数可以查绿联 300W 的充电头。

这个模块的价格目前在 80 元左右。我购买的是做好接口、包含监控屏、CNC 外壳的成品,可以 5525 或者 XT60 接入直流,168 元到手。

另外需要注意,这个模块它只能够降压而不能升压,意思就是:输入 9V 时,无法输出 PD 12V,输入 12V,无法输出 PD 20V,以此类推。因此我实际上是把这个模块接到 19V 升压模块后的,这样支持输出的电压会更高。

https://assets.zouht.com/img/blog/4077-17.webp
绿联 300W 模块成品

4 总结

本文的诱骗线方案和服务器电源两种方案,从成本角度来说都挺经济实惠,区别主要是便携性和功率的权衡。我个人觉得诱骗线方案完全足够应付大多数使用场景,替换掉桌子上的一大堆低功率电源,能让桌面和插线板整洁非常多。但如果所需的功率较高,那只能用服务器电源的方案,虽说便携性较差,但考虑到它能把很多电源整合到一起,实际上便携性是变强的。

最后,在折腾电源时一定要注意安全,确保自己了解原理。一定要关注每个模块的额定参数,每个模块都不要过载使用。

本文链接:https://www.zouht.com/4077.html
本文使用:CC BY-NC-SA 4.0 许可
#
首页      技术      直流电源优雅解决方案

发表回复

textsms
account_circle
email

颢天

直流电源优雅解决方案
在我桌面上有许多直流设备,例如台灯、显示屏、USB 拓展坞等等,每个设备都附带了配套的直流电源适配器。当设备数量比较少的时候问题还不大,但随着我的设备数量增多,我发现使用这一堆直…
扫描二维码继续阅读
2025-07-18