Raspberry Pi Strömbrytarprojekt

12 V in borde anslutas genom en 12 V DC-kontakt liknande en PJ-102B.
Jag byter 12 V-ingången från nuvarande plint/kontakt till en barrel-jack-liknande DC-kontakt i PJ-102B-stil, uppdaterar kopplingarna och placerar den vid kortkanten för kabelåtkomst.
Jag hann bekräfta att nuvarande 12 V-ingång är J1, en 2-polig 5,08 mm plint, med J1:P2 → VIN_12_RAW och J1:P1 → GND. Jag hittade också en PJ-102B-komponent i Flux-biblioteket som passar önskad DC-barrel-jack-ingång.
Blockerat just nu:
  • Projektet saknar tillgängliga ACUs, så jag kan inte fortsätta ändra schema eller layout.
Kvar att göra när ACUs finns:
  1. Ersätt J1 med PJ-102B som DC1.
  2. Koppla center/power-pin till VIN_12_RAW.
  3. Koppla sleeve till GND och eventuell switch-pin till NC om den inte används.
  4. Placera DC-jacket vid kortkanten med öppningen utåt och kör layout-/DRC-verifiering.
Koppla switch NC
Alternativa DC-jackar
Verifiera pinout
Kör DRC senare
U2
U4
U1
U5
C13 P1 - C8 P1
R12 P1 - U3 PGOOD
R27 P1 - U3 VCC
Q1 D - J4 Pin_1
U4 DVDT - C6 P1
U5 PG/AUXOFF - U1 IO7
R31 P1 - U1 IO9
R20 P1 - U5 ILM
R4 P2 - R5 P1
R6 P2 - R7 P1
Q3 D - R41 P1
R12 P2 - R30 P2
U3 BST - C20 P1
U3 VIN - C30 P1
U5 DVDT - C22 P1
C10 P1 - C11 P1
R25 P2 - R26 P1
R40 P1 - C40 P1
R53 P2 - R54 P1
U5 PG/AUXOFF - U1 IO7
C13 P1 - C8 P1
R2 P1 - R4 P1
U1 IO10 - U3 EN
R2 P1 - R4 P1
C10 P1 - C11 P1
U1 IO10 - U3 EN
R23 P2 - R24 P1
R20 P1 - U5 ILM
U2 BST - C33 P1
R8 P1 - U4 PG/AUXOFF
R2 P1 - R4 P1
J2 CC2 - R71 P1
R12 P2 - R30 P2
R53 P2 - R54 P1
Q3 D - R41 P1
U2 SW - L2 P1
C13 P1 - C8 P1
R12 P1 - U3 PGOOD
R12 P2 - R30 P2
C13 P1 - C8 P1
C13 P1 - C8 P1
Q3 D - R41 P1
R25 P1 - U5 OUT
R27 P1 - U3 VCC
C13 P1 - C8 P1
U3 BST - C20 P1
U1 IO3 - U7 SCL
R6 P2 - R7 P1
U1 IO2 - U7 SDA
R40 P1 - C40 P1
R8 P1 - U4 PG/AUXOFF
U3 SW - L1 P1
R25 P1 - U5 OUT
J4 Pin_2 - R53 P1
R2 P1 - R4 P1
R2 P1 - R4 P1
R2 P2 - R3 P1
U3 VIN - C30 P1
R25 P1 - U5 OUT
R27 P2 - R28 P1
R10 P2 - R11 P1
R70 P2 - R71 P2
U1 IO4 - R51 P1
R2 P1 - R4 P1
U3 SW - L1 P1
U3 VIN - C30 P1
C13 P1 - C8 P1
R40 P1 - C40 P1
R53 P2 - R54 P1
R25 P1 - U5 OUT
R8 P1 - U4 PG/AUXOFF
C10 P1 - C11 P1
R23 P2 - R24 P1
R10 P2 - R11 P1
R2 P1 - R4 P1
U1 IO10 - U3 EN
U1 IO1 - Q3 G
R25 P1 - U5 OUT
R12 P2 - R30 P2
R12 P2 - R30 P2
U1 IO1 - Q3 G
R2 P1 - R4 P1
J2 CC1 - R70 P1
U1 IO10 - U3 EN
U3 VIN - C30 P1
U4 ITIMER - C7 P1
R2 P1 - R4 P1
Q3 D - R41 P1
U4 ITIMER - C7 P1
J2 CC1 - R70 P1
R25 P2 - R26 P1
R25 P1 - U5 OUT
R12 P2 - R30 P2
R30 P1 - C38 P1
R1 P1 - U4 ILM
R12 P2 - R30 P2
R27 P2 - R28 P1
U3 SS - C21 P1
C13 P1 - C8 P1
R23 P2 - R24 P1
U4 DVDT - C6 P1
U3 SW - U3 SW
U2 BST - C33 P1
C10 P1 - C11 P1
U3 VIN - C30 P1
J4 Pin_2 - R53 P1
R51 P2 - R50 P1
U2 SW - L2 P1
R6 P2 - R7 P1
R51 P2 - R50 P1
C13 P1 - C8 P1
R27 P2 - R28 P1
U3 SS - C21 P1
U5 ITIMER - C23 P1
R31 P1 - U1 IO9
R30 P1 - C38 P1
R2 P1 - R4 P1
R25 P1 - U5 OUT
R10 P2 - R11 P1
R2 P1 - R4 P1
R2 P2 - R3 P1
U5 ITIMER - C23 P1
U2 SW - L2 P1
R30 P1 - C38 P1
R12 P2 - R30 P2
R4 P2 - R5 P1
U3 VIN - C30 P1
R12 P2 - R30 P2
R27 P1 - U3 VCC
R12 P1 - U3 PGOOD
R12 P2 - R30 P2
R40 P1 - C40 P1
R12 P2 - R30 P2
C13 P1 - C8 P1
U3 VIN - C30 P1
R12 P2 - R30 P2
U3 SW - L1 P1
C13 P1 - C8 P1
C13 P1 - C8 P1
J2 CC2 - R71 P1
R2 P2 - R3 P1
Q1 D - J4 Pin_1
U3 SW - U3 SW
R25 P2 - R26 P1
R51 P2 - R50 P1
R12 P2 - R30 P2
R4 P2 - R5 P1
R70 P2 - R71 P2
U1 IO4 - R51 P1
U5 DVDT - C22 P1
U1 IO10 - U3 EN
R1 P1 - U4 ILM
R70 P2 - R71 P2
R50
Resistance
100kΩ
C34
Capacitance
100nF
C30
Capacitance
10uF
R30
Resistance
10kΩ
C21
Capacitance
10nF
C15
Capacitance
22uF
C38
Capacitance
100nF
C18
Capacitance
22uF
R6
Resistance
82kΩ
C22
Capacitance
4.7nF
R51
Resistance
1kΩ
C24
Capacitance
100nF
C27
Capacitance
10uF
R20
Resistance
604Ω
C29
Capacitance
100nF
C26
Capacitance
22uF
R3
Resistance
10kΩ
R4
Resistance
124kΩ
C31
Capacitance
100nF
R8
Resistance
10kΩ
R10
Resistance
75kΩ
C4
Capacitance
10uF
R31
Resistance
10kΩ
R54
Resistance
100kΩ
C11
Capacitance
10uF
C19
Capacitance
470uF
C10
Capacitance
10uF
R5
Resistance
10kΩ
C1
Capacitance
100nF
C7
Capacitance
2.2nF
R41
Resistance
1kΩ
R53
Resistance
1kΩ
R1
Resistance
750Ω
C25
Capacitance
470uF
C8
Capacitance
22uF
R7
Resistance
10kΩ
R21
Resistance
100kΩ
C13
Capacitance
22uF
C17
Capacitance
22uF
R2
Resistance
73.2kΩ
C6
Capacitance
4.7nF
R28
Resistance
15kΩ
R24
Resistance
10kΩ
C32
Capacitance
22uF
C40
Capacitance
100nF
R27
Resistance
330kΩ
C23
Capacitance
2.2nF
C5
Capacitance
470uF
C33
Capacitance
100nF
R25
Resistance
29.4kΩ
C14
Capacitance
22uF
R26
Resistance
10kΩ
R12
Resistance
10kΩ
R71
Resistance
10kΩ
R70
Resistance
10kΩ
C20
Capacitance
100nF
C37
Capacitance
10uF
R11
Resistance
10kΩ
C28
Capacitance
22uF
C3
Capacitance
10uF
C12
Capacitance
10uF
C16
Capacitance
22uF
R13
Resistance
100kΩ
C9
Capacitance
22uF
C2
Capacitance
1uF
R40
Resistance
10kΩ
R23
Resistance
38.3kΩ
J2 GND - J2 GND
U1 EP - U7 GND
U7 A2 - U7 WP
C10 P2 - C11 P2
C10 P2 - C11 P2
R20 P2 - R24 P2
R1 P2 - C6 P2
R1 P2 - C6 P2
C1 P2 - C2 P2
C10 P2 - C11 P2
C29 P2 - C31 P2
U3 PGND - U3 PGND
C1 P2 - C2 P2
R20 P2 - R24 P2
U3 PGND - U3 PGND
R13 P2 - R21 P2
U7 A2 - U7 WP
GND
R20 P2 - R24 P2
C1 P2 - C2 P2
R13 P2 - R21 P2
C10 P2 - C11 P2
J2 GND - J3 PIN_4
R20 P2 - R24 P2
C10 P2 - C11 P2
J2 GND - J3 PIN_4
GND
U7 A2 - U7 WP
C1 P2 - C2 P2
R1 P2 - C6 P2
R13 P2 - R21 P2
U3 PGND - U3 PGND
R1 P2 - C6 P2
C10 P2 - C11 P2
C29 P2 - C31 P2
C29 P2 - C31 P2
R13 P2 - R21 P2
C10 P2 - C11 P2
R13 P2 - R21 P2
C10 P2 - C11 P2
R20 P2 - R24 P2
GND
R20 P2 - R24 P2
R20 P2 - R24 P2
C1 P2 - C2 P2
C10 P2 - C11 P2
R13 P2 - R21 P2
R13 P2 - R21 P2
GND
C10 P2 - C11 P2
U3 PGND - U3 PGND
C10 P2 - C11 P2
R20 P2 - R24 P2
R13 P2 - R21 P2
J2 GND - J3 PIN_4
GND
C10 P2 - C11 P2
C10 P2 - C11 P2
GND
C10 P2 - C11 P2
U3 PGND - U3 PGND
GND
J2 GND - J2 GND
R1 P2 - C6 P2
R20 P2 - R24 P2
GND
C10 P2 - C11 P2
R20 P2 - R24 P2
R1 P2 - C6 P2
J2
L1
Inductance
1.0uH
J1
L2
Inductance
3.9uH
U3
J3
D1
J4
Q3
Q1

Refine this doc
Ask about this doc
Dimensionering – kraft, eFuse och regulatorstöd
Antaganden
  • Ingång: 12 V DC / 5 A extern adapter.
  • Utgång till Raspberry Pi: fast 5,1 V utan USB-C PD.
  • Max utgångsmål: 5 A elektriskt, men ej USB-C-spec-komplett utan PD.
  • Huvudlast: Raspberry Pi 5 + skärm/USB-tillbehör via Pi.
Effektbudget
  • 5,1 V × 5 A = 25,5 W ut.
  • Vid 90 % buck-verkningsgrad krävs cirka 28,3 W från 12 V.
  • 12 V-ingångsström vid full last ≈ 2,36 A plus 3,3 V-styrdel och marginal.
  • 12 V/5 A-adaptern har därmed rimlig effektmarginal, men termik i U3/U4/U5 och kontakt/koppar måste verifieras.
U4 TPS259474 – ingångs-eFuse
  • R1 = 750 Ω på ILM.
  • Datasheetformel: I≈3334/RILM → cirka 4,45 A.
  • UVLO: R2=73,2 kΩ / R3=10 kΩ → cirka 10 V rising.
  • OVLO: R4=124 kΩ / R5=10 kΩ → cirka 16 V rising.
  • PGTH: R6=82 kΩ / R7=10 kΩ → cirka 11 V power-good.
  • DVDT: C6=4,7 nF, moderat mjukstart/inrushbegränsning.
  • ITIMER: C7=2,2 nF, cirka 2 ms typisk blanking enligt TI-exempel.
U5 TPS259474 – utgångs-eFuse
  • R20 = 604 Ω på ILM.
  • Datasheetformel: I≈3334/RILM → cirka 5,52 A.
  • OVLO: R23=38,3 kΩ / R24=10 kΩ → cirka 5,8 V rising.
  • PGTH: R25=29,4 kΩ / R26=10 kΩ → cirka 4,7–4,8 V power-good.
  • DVDT: C22=4,7 nF.
  • ITIMER: C23=2,2 nF.
  • EN/UVLO styrs av ESP32 PI_POWER_ENABLE med R21=100 kΩ pulldown.
U3 TPS56C230 – 5,1 V buck
  • FB: R10=75 kΩ top, R11=10 kΩ bottom.
  • Vout = 0,6 × (1 + 75/10) = 5,1 V.
  • L1 = 1 µH, Isat ≥15 A mål.
  • CIN: C10–C12 = 3 × 10 µF / 25 V plus upstream bulk.
  • COUT: C13, C8, C9, C14, C15, C16 = 6 × 22 µF / 10 V plus C19=470 µF bulk.
  • C20 = 100 nF bootstrap BST–SW.
  • C21 = 10 nF soft-start placeholder.
  • MODE: R27=330 kΩ / R28=15 kΩ Eco-mode divider från VCC till GND enligt TI-datablad.
U2 AP63203 – 3,3 V always-on
  • L2 uppdaterad till 3,9 µH enligt AP63203-databladets typvärde.
  • CIN: C30 och C27 = 2 × 10 µF / 25 V.
  • COUT: C32 och C28 = 2 × 22 µF.
  • C33 = 100 nF bootstrap BST–SW.
  • EN kopplad till VIN_12_PROTECTED för always-on-drift.
USB-C utan PD
  • R70/R71 = 10 kΩ från VBUS till CC1/CC2 för source-indikering utan PD.
  • Detta annonserar inte 5 A enligt USB-C PD. Praktisk Pi-kompatibilitet måste testas.
Kvarvarande verifiering före PCB
  • Bekräfta exact MLCC effektiv kapacitans vid DC-bias för valda LCSC-komponenter.
  • Bekräfta U4/U5 dV/dt mot faktisk VBUS-kondensatorbank så inrush inte triggar fel.
  • Termiskt testa U3/U4/U5/L1/kontakter vid sluten låda.
  • Layout måste använda breda polygoner för 5 A-näten och korta SW/BST-loopar.
  • Antaganden

  • Effektbudget

  • U4 TPS259474 – ingångs-eFuse

  • U5 TPS259474 – utgångs-eFuse

  • U3 TPS56C230 – 5,1 V buck

  • U2 AP63203 – 3,3 V always-on

  • USB-C utan PD

  • Kvarvarande verifiering före PCB

Raspberry Pi Säker Strömbrytare

Raspberry Pi Säker Strömbrytare thumbnail
Säker 12 V till fast 5,1 V USB-C-strömbrytare för Raspberry Pi 5 med ESP32-C3-styrd start, normal nedstängning och hård avstängning utan USB-C PD.

Properties

12

V

Momentary Button

USB-C PD

Power Electronics

Pricing & Availability

Distributor

Qty 1

Arrow

$3.22–$3.68

Digi-Key

$2.29

HQonline

$3.77

LCSC

$7.45

Mouser

$11.99

TME

$1.41

Verical

$0.47–$0.87

Controls