
USB充电器5V2A
简介
使用原边反馈控制芯片制作的5V2A USB充电器,没使用反馈光耦,电路简单。直接使用成品变压器,不需要自己绕制、定制变压器。
简介:使用原边反馈控制芯片制作的5V2A USB充电器,没使用反馈光耦,电路简单。直接使用成品变压器,不需要自己绕制、定制变压器。开源协议
:CC BY-NC-SA 3.0
描述
USB充电器5V2A
使用原边反馈控制芯片制作的5V2A USB充电器,没使用反馈光耦,电路简单。直接使用成品变压器,不需要自己绕制、定制变压器。
免责声明:
本项目使用220V市电,DIY及使用时可能存在电击、高温烫伤等多种可能至人伤、残、死亡的风险。请严格按照安全规范操作并做好充足的保护,未成年人请在监护人的辅助下操作。使用本方案,表示你已经对安全风险有充足的认知,请确认自己有足够的知识储备再行操作。造成的任何损失和后果自负,本人不承担任何法律上的责任。
本人是软件方向,非电子硬件科班生,只是业余爱好者。因此可能很多基本的硬件常识都不知道,电路图上如有任何不妥,还望各位不吝赐教,拱手致谢。
本项目仅为本人学习需要而建立,没有性价比。
硬件说明:
1.反激式开关电源,输入输出隔离,输入AC 220V,输出电压DC5V-5.2V,最大输出电流>2A,功率10W。
2.原边反馈控制芯片U1,可选型号LP3783A或者LP3783B。 副边同步整流芯片U2,可选型号LP3520或者LP3515。
不同的芯片型号只是在最大输出电流上有差异,但反正都被变压器的性能限制住,所以无所谓了。哪个芯片好买、便宜就买哪个。
3.只需要打板一块,PCB的厚度是1mm。
4.因为没有使用光耦反馈,所以输出电压并不能稳定在一个固定的数值。但波动幅度不大,基本上在5V-5.2V之间,可以满足手机充电等使用要求。
5.输出线损补偿,开路、短路保护, 过压、欠压保护, 过温保护。(来自LP3783A芯片数据手册)
6.调试时必须带外壳插在插板上测试,外壳在没有粘胶的情况下很容易被拔掉。请爱惜自己的生命。
7.如果在PCB打板过程中,厂家提示:中间铣槽连接位太小、会断板等,请回复:我已悉知并可接受此原因带来的风险,请直接按Gerber文件生产,谢谢!
相关元件来源:
1.USB充电器外壳(包括里面的金属插脚等),-> 阿里巴巴购买链接(LCF-153美规,USB+TYPE-C)
2.控制芯片、整流芯片,LP3783A/LP3783B/LP3520/LP3515 ,->淘宝购买链接
3.开关电源高频变压器EE1310,->淘宝购买链接
4.有一些不常见的电阻,普通的电阻本里面没有的,比如R1206 23.2kΩ 1%,R0603 43.2K 49.9K,我在这家买的->淘宝购买链接,需要哪个型号直接问,老板人非常好。
5.USB插座->淘宝购买链接:(A母侧插 14.0 无边 直脚/弯脚掰直也可以),TYPEC插座 ->淘宝购买链接 (TYPE-C 6P侧插 加高款/加厚款)
6.共模电感 ->淘宝购买链接(12*6*4-10mH 0.4线径 2A)
7.X安规电容 ->淘宝购买链接(275V104K 0.1UF P=7.5MM),******特别提醒,厚度必须为5mm,脚距7.5mm******
8.400V33UF电解电容 ->淘宝购买链接(小尺寸10X17)
9.******非必须******,图片中测量电压电流用的USB表,买的这个->淘宝购买链接(ACD15P),电子负载->淘宝购买链接
安装步骤:
1.先用铁板烧焊反面的贴片元件
2.再用烙铁焊正面的直插元件(正面插,反面焊),比如电解电容、变压器、保险管等。
焊好直插元件,再把多余的长脚剪掉
3.最后焊AC插头连接线
焊上连接线
对准卡槽,装壳
先用胶布粘上,方便测试
输出测试:
空载电压>5V
USB口充电电流1.5A,电压补偿到了5.12V
手机充电电流1.87A,电压5.14V
TYPE-C充电电流可达1A左右,但没有达到1.5A的设计电流,不知道是哪里的问题
用电子负载强制耗电,最大电流可达2.3A以上
一些废话(感谢看到这里):
说起来,这个充电器项目我做了3个月,光打板就打了8次,才做成现在这个样子。
高手可能会觉得这么简单的充电器,分分钟就可以画出来。
但是对我这个初学者来说,真的不容易。
想做,刚开始两眼一抹黑。
首先是方案,开源广场有带光耦的方案,但我感觉比较复杂。
我研究充电头网的时候,发现市售的充电器基本都不带光耦,电路结构就很简单。我本来就是初学者,当然想做尽量简单的。
然后找回来开源广场,发现已经有了5V2A的方案,但看该项目的评论区真的一言难尽。结论是这个方案没法复刻。
接着是变压器,高手都是自己绕变压器,或者是定制的。但我既不会自己绕,也不知道定制需要的参数。只能买现成的。
然后我从变压器厂家手里要了一个原始的方案,但他只给了PCB布线图,原理图是我自己反向推导的。
而且他的方案中控制芯片也不好买,我在淘宝上用关键字查:隔离原边反馈控制芯片+副边同步整流芯片,终于给我找到LP3783+LP3515这个组合。
其实还有其他好买的芯片,比如HC2702F+HC7703A,但找不到数据手册,连厂家网站上都下载不到,就比较绝望。
然后就是根据数据手册调整方案的参数,打板->测数据->调参数->再打板。
N多次以后,才终于有了现在这个看起来参数很LOW(只有5V2A而且不能快充),但确实能用的充电器。
雄关漫道真如铁,而今迈步重头越。
QQ群交流:
硬件更新说明:
2024/4/26
硬件更新,V1.1。
1.将TYPE-C设别电阻更改为2个22k上拉到5V,目前TYPE-C充电电流最大可达1A。感谢 @Z1024 的提示。
感谢 @little_grasshopper 大佬的指教,以下修改得到了他的鼎力帮助。
2. 初级整流电容增加到33uF。
3. 在共模电感两端、以及初级次级间都增加了放电齿。
4. 输入电路N线中串联一个NTC10D-5防打火。
5. 添加了由R1、CX1及T1组成的EMI电路。
6. 将次级电容C6换成了1000UF/10V的固态电容。
7. 已重新进行PCB布线,确保满足以下间距:
a)整流桥前L-N≥3mm
b)整流桥后312V(310V)-AGND≥1.5mm
c)个别地方不满足间距的均已开槽1mm
8.不再使用大面积的铺铜,确保电流路径经过滤波电容C1/C2/C6。
2024/3/24
1.硬件发布,V0.8。
致谢:
感谢嘉立创yyds,每个月都要被我薅羊毛打板PCB。
感谢:@geek_yatao @Galejp @zml3589110 @hahaguaiyu @agoniii @anwei @xinyu194 @bai_taoxin @jxcnj @tjdxryx @lvyiwuhen @leeeer @TALLHUB @jed.liu @sancai @wisons
以及其他在评论区留言的大佬。因为你们的意见和建议,让我得到很多启发、学习到了更多的知识。
非常感谢!
设计图

BOM


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