這系列的文章紀錄Tiny-Aux的整個製作過程，包含一開始的發想、設計，一直到電路製作以及軟體撰寫。當然還會記錄其中遇到困難，還有暫時達不到的目標等等。
首先先讓我們看為什麼需要這種卡片型電源，以及卡片型電源為我們帶來的好處有什麼？{alertInfo}
目錄#
設計理念#
在電子電路的開發過程中，常常會需要完全隔離的電源供應器來提供元件驅動電力，或者利用隔離的特性來保護較昂貴的零件。往往這類零件所需要的功率不大，但是卻須要搬大又重的電源供應器來完成這件事。為了解決搬運又大又重器材的困擾，我設計了一個卡片型的輔助電源。這樣就可以隨時隨地透過他來為我的專案供電。不管是在示波器前還是在電腦旁邊，只要有USB電源，就可以產生完全隔離的電源，保護其他零件。但是不同零件對於電壓要求也不一樣，所以我希望這個電源能夠產生不同電壓的電源來應付所有的情況。
架構#
既然使用USB作為電源，那何不使用USB type-C介面來當作輸入呢？而USB type-C又支援Power Delivery，這表示我的輸入電壓可以從5V到20V，寬廣的輸入電壓對應到寬廣的輸出電壓，最適合這種特性的電路拓樸就是返馳式轉換器。返馳式轉換器不僅接受寬範圍的電壓之外，也提供良好的絕緣特性。
要允許20V高電壓輸入，板子上勢必要有一個DC-DC轉換器來把20V轉換成微處理機所需要的3.3V。我使用德州儀器生產的TPS62177來完成這件事。而USB type-C的Power Delivery功能則使用ON Semi生產的FUSB302作為通訊介面，負責跟充電器要20V高電壓。接著最重要的主控制器則使用STM32L432，80MHz核心來推動兩組完全獨立的返馳式轉換器。整體架構圖如下：
板載自身電源#
有了整體架構之後，第一步先來完成3.3伏特的電源供應。TPS62177是一顆切換頻率高達1MHz的同步降壓轉換器，他把電晶體包在裡面，這樣子就可以大大的減低外部所需要的零件數量，與他相似的姊妹產品是TPS62175。兩者差別在於62177是固定3.3伏特的輸出，而262175則是可調電壓輸出。下圖是TPS62177的內部方塊圖：
小節#
最初想做這個專案，其實是想作成名片的形式，每次有需要交換名片的場合就可以拿出來展現一下技術。但深入設計之後發現，光是變壓器就沒辦法把厚度控制在5mm以內，乾脆改個方向做成小型化數位電源。但基本需求還是不變，要有一個完全物理隔離的電源供應器，同時希望能使用目前最普及的TypeC作為電源供應，Tiny-Aux就此誕生。
下一篇文將會介紹功率級的設計與控制，以及硬體實作。