做硬件設計的朋友應該都對 HDMI 接口不陌生，作為高清音視頻傳輸的核心接口，它的設計細節直接決定了設備的兼容性和穩定性。而 HDMI 5V 電源設計，正是這其中最容易被忽略卻又至關重要的一環，哪怕一個小失誤，都可能導致接口認證失敗、設備無法識別，甚至出現電源反灌燒板的情況！今天就帶大家把 HDMI 5V 電源設計的門道摸透，從標準要求到主流方案，從成本對比到實操技巧，一文講清，新手也能輕松上手。
HDMI（高清多媒體接口）自 2003 年由索尼、松下率先應用以來，早已成為各類音視頻設備的標配，網絡機頂盒、電視、顯示器、投影儀等設備都離不開它。而這枚小小的 19pin 接口里，第 18pin 的 + 5V 電源腳，就是整個 HDMI 接口正常工作的 “能量核心”，其設計必須嚴格遵循 HDMI 規范，半點馬虎不得。
先劃重點！HDMI Specification Version 2.1a 規范對 5V 電源的電流要求有明確界定，Source 端（音視頻輸出端，比如我們常見的網絡機頂盒、電視盒子）是 5V 電源的提供方，Sink 端（音視頻輸入端，比如電視、顯示器）為接收方，Source 端被汲取的電流不能超過 55mA，Sink 端從 5V 電源汲取的電流不得超過 50mA，這是設計的基礎準則，也是 HDMI 認證的硬性要求。
圖1 +5V Power Pin的電流要求
搞懂了標準要求，接下來就是核心的設計實操環節。目前主流的 HDMI 5V 電源設計，核心需求主要有兩個：一是保證 Source 端輸出的 5V 電源電壓在 4.8V~5.3V 的認證范圍內，二是防止 Sink 端的 5V 電源反灌到 Source 端的電路板，造成器件損壞。而市面上的成熟設計方案，主要分三類，還適配了不同的芯片平臺，我們一個個說。
第一類是肖特基二極管方案，這也是最基礎、最常用的設計。簡單來說，就是在 VCC_5V 電源上串聯一個肖特基二極管后接到 HDMI_POWER，利用肖特基二極管壓降小的特點，既滿足供電需求，又能有效防止電源反灌，這是目前行業內的常規操作。
而不同芯片平臺的 Demo 設計，還做了更靈活的兼容處理。比如瑞芯微 Rockchip 平臺的 RK3588，其 Demo 就兼容了 0R 電阻，如果確定不需要考慮電視或顯示器的 5V 反灌問題，直接用 0R 電阻即可，設計更簡化，其中用到的 B5819 二極管，單價僅約 0.02 元，成本極低。
圖2瑞芯微rockchip RK3588
晶晨半導體 amlogic 平臺的 S928X 也采用了類似的兼容設計，Demo 上直接適配了 0R 電阻，同時也兼容二極管，硬件設計上留足了靈活度，同樣要求供電電壓滿足 4.8V<PVDD5<5.3V 的規范。
圖3 晶晨amlogic S928X
第二類方案，是針對肖特基二極管壓降問題的優化版 —— 帶反灌功能的電源開關芯片方案。如果對電源壓降要求更高，同時想更穩妥地解決反灌問題，就可以選擇這類方案，比如拓爾微的 TMI6263 就是常用的芯片，能完美規避二極管的壓降短板。
圖4 電源開關芯片設計
當然，兩種主流方案各有優劣，硬件設計永遠繞不開成本與性能的平衡，我們把賬算清楚，方便大家根據產品需求選擇。
先說肖特基二極管方案，最大的優勢就是成本極低：某寶上單顆 B5819W 肖特基二極管售價約 0.06 元，批量采購的話能壓到 0.02 元左右，幾乎可以忽略不計。但它的缺點也很明顯，帶 55mA 負載測試時，肖特基二極管會產生約 0.3V 的壓降，很容易讓輸出電壓低于 4.8V 的認證下限。想要解決這個問題，要么抬高輸入的 5V 電壓，要么選用更低壓降的肖特基二極管，而更低壓降的二極管，成本也會隨之上升。
再看電源開關芯片方案，性能優勢突出：帶 55mA 負載測試時，壓降能控制在 0.1V 以下，完全不會出現電壓低于認證下限的情況，電源穩定性拉滿，反灌防護也更可靠。但成本會高出不少：某寶上 TMI6263BH 單顆約 0.25 元，批量采購約 0.15 元，再加上配套的兩個電阻、兩個電容（約 0.02 元）和貼片點數費用（約 0.05 元），整體比肖特基二極管方案貴 0.2 元以上，批量生產的話，這個成本差距會被放大。
最后，給大家整理了 3 個 HDMI 5V 電源設計的實用小技巧，都是行業內的實操經驗，記下來直接用：
以上就是 HDMI 5V 電源設計的全部核心內容了，從規范要求到方案選擇，從成本對比到實操技巧，把這些細節吃透，就能避開設計中的大部分坑。其實 HDMI 設計并不難，關鍵在于把看似不起眼的小細節做到位，畢竟硬件設計，勝在嚴謹！
注 聲明：本文配圖來源于電子綠洲 電子綠洲公眾號分享，內容非商業用途，僅作技術內容分享，如有侵權請聯系小編：13237418207（微信同號）
