MC34063做USB充電電路圖
一、制作過程
根據(jù)電路原理圖,設(shè)計(jì)單面PCB如下圖所示。
在焊接電路板時(shí),先準(zhǔn)備好附表1中的所有器件。用萬用表全部檢測一遍以保證器件沒有問題。
在焊接電路板時(shí),先準(zhǔn)備好附表1中的所有器件。用萬用表全部檢測一遍以保證器件沒有問題。
接下來就可以進(jìn)行焊接了,按照從低到高、從小到大的原則進(jìn)行焊接,如下圖所示,先把電阻、瓷片電容等個(gè)頭較小的器件焊接到電路板上。然后再把電解電容、變壓器、USB口依次焊接完成。
為了安全起見,使用一個(gè)1/2W1Ω的電阻當(dāng)做保險(xiǎn)絲(F1)。
在焊裝時(shí)需要注意以下幾點(diǎn):
(1)發(fā)光二極管LED1是電源指示燈,它需要與外殼上的圓孔對齊,LED1的管腳可留長一些,否則在表面看不到。
(2)二極管D1、D5、D6、D7千萬不要裝混了,IN4007是低頻二極管,F(xiàn)R107是高頻高壓二極管,IN5819是低壓高頻二極管等,它們之間是不能代用的。
(3)三極管Q1、Q2也不要裝錯(cuò),更不要裝反。
(4)安裝、焊接完成之后,仔細(xì)檢查一下各個(gè)部分,看看有沒有虛焊等情況發(fā)生。
二、調(diào)試方法
仔細(xì)檢查電路板焊裝無誤后,就要進(jìn)入調(diào)試階段。這里要特別注意安全,因?yàn)殡娐分苯佑?20V供電,在整個(gè)電路板上都有22C)V高壓,人體一旦與電路板接觸就會發(fā)生觸電。所以在接下來的步驟中要格外小心。
為了調(diào)試方便,先在PCB上焊接一個(gè)220V的插頭線,同時(shí)為了安全起見,請?jiān)诓孱^線上串聯(lián)一個(gè)10W的燈泡,以防止短路或接錯(cuò),如下圖所示。
如果焊裝無誤,用萬用表可以測得USB口1、4腳之間有+5V的直流電壓輸出,同時(shí)電源指示燈LED1正常點(diǎn)亮。一切正常后,將插頭線取下,換上兩根導(dǎo)線,將電路板與外殼上的插針連接即可,如下圖所示。
最后,把電路板插到另一半外殼中,將指示燈露在圓孔外,同時(shí)USB口對齊外殼預(yù)留的方形孔就可以了,完成之后就可以正常使用給MP3、MP4充電了。最終完成的效果如下圖所示。元器件清單見下表。
三、其他解決方
案除了以上介紹的方案外,還可以參下考圖制作利用DC-DC變換器MC34063A為核心的開關(guān)式USB充電器。MC34063A的內(nèi)部結(jié)構(gòu)可參考右圖所示,其內(nèi)部三極管Q1起到了模擬開關(guān)的作用。內(nèi)部的振蕩器設(shè)置開關(guān)周期,同時(shí),Ipeak感應(yīng)端通過控制三極管Q1的導(dǎo)通時(shí)間來限制流經(jīng)電感L1的電流。125V的參考電壓和比較器構(gòu)成一個(gè)監(jiān)視輸出電壓的電路向芯片提供反饋。
下圖中。當(dāng)電源開關(guān)S1閉合時(shí),MC34063A獲得工作電源,二極管D1可防止焊裝時(shí)將電源極性弄反而燒毀器件,而瞬態(tài)電壓干擾抑制器D2可以抑制從電源引入的高頻脈沖噪聲。電容C1、C2起到進(jìn)一步濾波的作用。
案除了以上介紹的方案外,還可以參下考圖制作利用DC-DC變換器MC34063A為核心的開關(guān)式USB充電器。MC34063A的內(nèi)部結(jié)構(gòu)可參考右圖所示,其內(nèi)部三極管Q1起到了模擬開關(guān)的作用。內(nèi)部的振蕩器設(shè)置開關(guān)周期,同時(shí),Ipeak感應(yīng)端通過控制三極管Q1的導(dǎo)通時(shí)間來限制流經(jīng)電感L1的電流。125V的參考電壓和比較器構(gòu)成一個(gè)監(jiān)視輸出電壓的電路向芯片提供反饋。
下圖中。當(dāng)電源開關(guān)S1閉合時(shí),MC34063A獲得工作電源,二極管D1可防止焊裝時(shí)將電源極性弄反而燒毀器件,而瞬態(tài)電壓干擾抑制器D2可以抑制從電源引入的高頻脈沖噪聲。電容C1、C2起到進(jìn)一步濾波的作用。
三個(gè)并聯(lián)的1Ω電阻R1、R2、R3可幫助監(jiān)測流經(jīng)電感L1的電流,當(dāng)電流到達(dá)1A時(shí),MC34063A的7腳電平比6腳低300mV,從而使MC34063A的內(nèi)部三極管截止,存儲在電感L1中的電能通過肖特基二極管D3進(jìn)入電容C4中。
MC34063A的5腳通過一個(gè)分壓器來穩(wěn)定輸出電壓。穩(wěn)壓二極管D4和10Ω電阻R7在負(fù)載突然減小時(shí)起到過壓保護(hù)的作用。一般情況下,輸出電壓為5V時(shí),穩(wěn)壓二極管D4不會導(dǎo)通。但調(diào)節(jié)電位器R5使分壓為1.25V時(shí)輸出電壓為5V。超過5.1V穩(wěn)壓二極管D4就會持續(xù)導(dǎo)通,所以,在調(diào)節(jié)R5時(shí)需要謹(jǐn)慎,保證輸出電壓不要超過5.1V。
電感L1使用φ0.5mm的漆包線在圓形鐵心繞75圈制作,由于電路比較簡單,可以參考上圖的器件布局設(shè)計(jì)單面的PCB。PCB制作好后。按照由小到大的原則焊接器件,最終成品如下圖所示。
制作完成后,進(jìn)入調(diào)試階段。首先把電位器R5逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)到頭,用萬用表的電壓檔測量電路測試點(diǎn)TP點(diǎn)的電壓,然后給電路供電,合上電源開關(guān)S1,調(diào)節(jié)電位器R5使萬用表讀數(shù)為5V±20mV。調(diào)試完成后,可以把下圖所示的電路板裝到一個(gè)塑料盒子里,讓指示燈D5露出來即可。
制作完成后,進(jìn)入調(diào)試階段。首先把電位器R5逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)到頭,用萬用表的電壓檔測量電路測試點(diǎn)TP點(diǎn)的電壓,然后給電路供電,合上電源開關(guān)S1,調(diào)節(jié)電位器R5使萬用表讀數(shù)為5V±20mV。調(diào)試完成后,可以把下圖所示的電路板裝到一個(gè)塑料盒子里,讓指示燈D5露出來即可。
四、如何使用USB充電器
制作完成之后的USB充電器如下圖所示。使用時(shí)很簡單,只要把USB充電器插到220VAC插座上,如果充電器上的指示燈點(diǎn)亮說明工作正常,然后將MP3或MP4原配的USB線連接充電器下方的USB口和設(shè)備上的充電口即可。在MP3或MP4上就會看到電池正在被充電的提示信息。
當(dāng)MP3或MP4上提示電池已經(jīng)充滿,將充電器從插座上撥下并斷開設(shè)備與充電器之間的USB連接即可。
當(dāng)MP3或MP4上提示電池已經(jīng)充滿,將充電器從插座上撥下并斷開設(shè)備與充電器之間的USB連接即可。
五、USB充電器是如何工作的
使用這個(gè)自制的USB充電器完成MP3或MP4的充電是一件非常輕松的事。那在USB充電器里面到底有什么奧秘呢?其實(shí)USB充電器的電路非常簡單(從它不到10元的成本也能猜到!),如下圖所示是USB充電器的電路原理圖。
220V的交流電通過二極管D1和電容C1的整流濾波后,在C1會有300V左右的直流電壓。經(jīng)電阻R2后給三極管Q1的基極提供工作電流,Q1工作后,其集電極在變壓器T1的初級線圈3~4產(chǎn)生電流,從而T1的次級線圈5~6因感應(yīng)產(chǎn)生電壓,T1的另一個(gè)次級線圈1~2也產(chǎn)生感應(yīng)電壓。這兩個(gè)次級是兩個(gè)互相獨(dú)立但匝數(shù)相同的線圈。其中線圈1~2的輸出由二極管D7和電容C5進(jìn)行整流和濾波,最后通過USB插座、JP2給負(fù)載充電。
T1的線圈5~6與電容C3、電阻R4還組成三極管Q1的正反饋電路,讓Q1處于高頻振蕩不停給線圈3~4開關(guān)供電。當(dāng)負(fù)載阻抗發(fā)生變化使輸出電壓升高,線圈5~6、穩(wěn)壓二極管ZD1取樣比較使三極管Q2導(dǎo)通,則Q1基極電流減小,集電極電流也減小,從而電路負(fù)載能力變小,降低輸出電壓,這樣起到了穩(wěn)壓的作用。
另外,電容C4、電阻R5、二極管D5組成了擊穿保護(hù)電路,防止線圈3~4的感應(yīng)電壓將Q1擊穿。
220V的交流電通過二極管D1和電容C1的整流濾波后,在C1會有300V左右的直流電壓。經(jīng)電阻R2后給三極管Q1的基極提供工作電流,Q1工作后,其集電極在變壓器T1的初級線圈3~4產(chǎn)生電流,從而T1的次級線圈5~6因感應(yīng)產(chǎn)生電壓,T1的另一個(gè)次級線圈1~2也產(chǎn)生感應(yīng)電壓。這兩個(gè)次級是兩個(gè)互相獨(dú)立但匝數(shù)相同的線圈。其中線圈1~2的輸出由二極管D7和電容C5進(jìn)行整流和濾波,最后通過USB插座、JP2給負(fù)載充電。
T1的線圈5~6與電容C3、電阻R4還組成三極管Q1的正反饋電路,讓Q1處于高頻振蕩不停給線圈3~4開關(guān)供電。當(dāng)負(fù)載阻抗發(fā)生變化使輸出電壓升高,線圈5~6、穩(wěn)壓二極管ZD1取樣比較使三極管Q2導(dǎo)通,則Q1基極電流減小,集電極電流也減小,從而電路負(fù)載能力變小,降低輸出電壓,這樣起到了穩(wěn)壓的作用。
另外,電容C4、電阻R5、二極管D5組成了擊穿保護(hù)電路,防止線圈3~4的感應(yīng)電壓將Q1擊穿。
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