Зарядное устройство для изделия с USB - Статьи :: Международный Электротехнический Журнал Электрик
Рубрика

Инженерные решения

5185
Зарядное устройство для изделия с USB

На рынке широко представлены электронные устройства с внутренними аккумуляторными батареями, обычно Li-ионными, зарядка которых осуществляется через USB-порт. Для этого используются специальные зарядные устройства (ЗУ). Если ЗУ потерялось или по какой-то причине вышло из строя, то для заряда устройства приходится много часов вхолостую гонять персональный компьютер. Купить новое ЗУ весьма проблематично, так как в обычных магазинах они редкость. В Интернет-магазинах их предлагают по ценам в пределах 12–14 USD.

Выход из положения – это самостоятельное изготовление ЗУ. Его можно сделать, например, используя недорогие трансформаторные блоки питания, добавив в них простейший стабилизатор с выходным напряжением 5 В. Без стабилизатора такие блоки питания использовать нельзя из-за большого разброса выходных напряжений. Стоимость такого ЗУ невысокая (не дороже 2,5 USD), оно устойчиво в работе, не боится коротких замыканий, но тяжелое и неудобное в эксплуатации.

Самый приемлемый вариант – это использование ЗУ от мобильных телефонов. Но и здесь не все так гладко. Дело в том, что данные, приводимые на корпусах этих изделий, часто совсем не отвечают реальным. При этом даже значки о всевозможной «сертификации» не должны вводить пользователей в заблуждение. В табл.1 приведены данные, собранные автором статьи по наиболее доступным на рынке ЗУ для мобильных телефонов.

Как видно из табл.1, даже однотипные ЗУ ACP-12E разных изготовителей могут иметь существенный разброс по своим реальным характеристикам. Во всех случаях, за исключением модели Samsung ATDS10EBE, такие ЗУ не подходят к использованию в качестве USB-зарядных устройств, так как максимальное напряжение для таких устройств не должно превышать 5,5 В. Как уже отмечалось, надписи на корпусе не всегда соответствуют реальным значениям выходного напряжения. Максимальный выходной ток ни для одного из представленных устройств не соответствовал заявленному.

Таким образом, для начала необходимо осуществить отбор подходящего для переделки ЗУ. Первоначально необходимо убедиться в возможности его разборки. Так, наиболее подходящее для доработки – ЗУ Samsung ATDS10EBE, оно неразборное, как и модель Motorola SSW-1189EU.

После выбора ЗУ проводится два измерения: измеряем напряжение «холостого хода», проверяем нагрузочную способность. Для этого к выходу ЗУ подключают резистор с номинальным значением 15 Ом и допустимой мощностью не менее 1 Вт. Такая нагрузка, конечно, избыточна, но если напряжение «холостого хода» не выше 5,5 В, а напряжение под нагрузкой 15 Ом не уменьшается меньше чем 4,0 В, то такое ЗУ от мобильного телефона будет надежно работать в качестве USB-зарядного устройства.

Для такого ЗУ доработка заключается в следующем. Необходимо приобрести обычный недорогой переходной USB-кабель типа «А» (цена от 1,5 USD). Он называется «USB-2 cable A-A 4M-4F». С одной его стороны есть плоская вилка, с другой – плоская розетка (рис.1).

Кабельразрезают на две части, причем часть с розеткой выбирают удобной для пользования длины. Концы обеих частей кабеля защищают, белый и зеленый (иногда этот провод голубой) провода кабеля и экранную оплетку обрезают. ЗУ разбирают, аккуратно отпаивают выходной кабель, а вместо него подпаивают часть USB-кабеля с розеткой на конце. Подпайку осуществляют следующим образом: красный провод от USB-кабеля подпаивают вместо красного провода шнура ЗУ, а черный провод – вместо синего. Кабель с розеткой закрепляют в корпусе – и доработка закончена. Для контроля вставляют в розетку вилку от этого же кабеля и проверяют полярность выходного напряжения. Красный провод кабеля должен быть «плюсом», черный – «минусом».

 

Внимание! При всех работах по доработке ЗУ соблюдайте требования техники безопасности, так как входные каскады находятся под высоким напряжением. Не проводите каких-либо работ и измерений с открытой платой, находящейся вне корпуса изделия.

 

После доработки плата должна быть промыта спирто-бензиновой смесью или спиртом. При пайке необходимо учитывать, что все ЗУ, выпущенные после 01.07.2006, собраны по бессвинцовой технологии. Это означает, что пайка проводилась припоями с высокой температурой плавления (340°С).

Не проводите контроль напряжения непосредственно на контактах USB-розетки, так как вы можете сделать короткое замыкание через ее металлический корпус.

 

Доработка ЗУ

Если выходное напряжение ЗУ выше чем 5,5 В, то такое ЗУ разбирают и на его плате находят стабилитрон. Различить его можно по прозрачному оранжевого цвета стеклянному корпусу (диаметр 2 мм, длина корпуса приблизительно 4 мм) с нанесенной маркировкой 6V2, 6V8, 7V5 и 8V2 (иногда на корпусе имеется и маркировка его типа, чаще BZX55C, или марка изготовителя, например F – Fairchild). Это означает, что стабилитрон имеет напряжение стабилизации соответственно 6,2 В, 6,8 В, 7,5 В или 8,2 В. Блоки питания со стабилитронами 8,2 В, как правило, для доработки не подходят, так как они имеют напряжение «холостого хода» порядка 8 В. Лучше использовать ЗУ с напряжением «холостого хода» порядка 6 В.

На плате ЗУ расположены похожие на стабилитрон диоды 1N4148. Их, как правило, несколько. Они имеют маркировку 1N4148, а стабилитрон, независимо от вариантов схемы, всегда один. Привести позиционное обозначение этого элемента ЗУ не представляется возможным, так как даже для одной модели имеется несколько вариантов исполнений печатных плат и модификаций схем.

Самым приемлемым вариантом является доработка ЗУ типа ACP-12E, которые наиболее дешевы (цена около 2,5 USD) и широко доступны. Один из самых распространенных вариантов исполнения этого устройства показан на рис.2.

На рис.2 позиционные обозначения показаны согласно оригиналу печатной платы XK50125.

Можно использовать и неработающие ЗУ. По наблюдению автора статьи, 90% таких «неработающих» устройств имеют обрыв проводов возле штекера, а в остальном вполне работоспособны. Доработка ЗУ сводится к замене стабилитрона (D8 согласно рис.1) аналогичным по типу (можно использовать стабилитрон BZX55C5V6) с напряжением стабилизации 5,6 В. Устанавливают стабилитрон с соблюдением полярности (на плате катод указан жирной белой полоской, а на корпусе стабилитронов – черной). Вариант маркировки и внешний вид таких стабилитронов показаны на рис.3.

После этого проводят замену кабеля и выполняют проверку так, как это было описано выше. Отличие заключается только в том, что необходимо проконтролировать работу ЗУ под нагрузкой. Для этого к выходу ЗУ подключают резистор 15 Ом, выходное напряжение не должно быть меньше 4,0 В.

Результаты доработки в сравнении с фирменным USB-зарядником Travel ChargerLA-300 (заявлены параметры: 5 В, 300 мА)приведены в табл.2.

 

Примечание: У различных вариантов исполнения плат ЗУ модели ACP-12E, за исключением изделия Travel Charger (FWHK), напряжение «холостого хода» после доработки было в пределах от 5,36 В до 5,12 В, а под нагрузкой – выше 4,2 В. Для изделия Travel Charger (FWHK) напряжение «холостого хода» было равно 4,85 В, но под нагрузкой 15 Ом составило 4,35 В. Это свидетельствует о допустимости переделки и ЗУ этого изготовителя.

 

Цена, полученного в результате доработки USB-зарядника, не превышает 4 USD, что почти в 3 раза дешевле покупного.

Понравилась статья? Расскажите друзьям!
ПОХОЖИЕ СТАТЬИ
comments powered by Disqus