Как устроена схема USB-зарядки для телефонов. Какова распиновка разъемов USB Type-C и USB 2.0 для зарядки. Какие особенности имеет схема зарядки через USB-порт. Как правильно подключить зарядное устройство к USB.
Особенности схемы USB-зарядки для современных устройств
Современные смартфоны, планшеты и другие мобильные устройства заряжаются через USB-порт. Это удобно, так как позволяет использовать один универсальный разъем для передачи данных и зарядки. Однако схема USB-зарядки имеет ряд особенностей, которые нужно учитывать:
- Для зарядки используется напряжение 5В, которое подается на специальные контакты разъема
- Максимальный ток зарядки зависит от типа USB-порта и может составлять от 500мА до 3А
- В современных устройствах применяется технология быстрой зарядки, позволяющая увеличить мощность
- Распиновка разъемов USB 2.0 и USB Type-C для зарядки отличается
Рассмотрим подробнее, как устроена схема USB-зарядки и какие особенности нужно знать при ее использовании.
Распиновка USB-разъемов для зарядки
Для зарядки мобильных устройств в основном используются два типа USB-разъемов:
USB 2.0
Стандартный разъем USB 2.0 имеет 4 контакта:
- Vcc (pin 1) — напряжение питания +5В
- D- (pin 2) — передача данных
- D+ (pin 3) — передача данных
- GND (pin 4) — земля
Для зарядки используются контакты 1 (+5В) и 4 (земля). Максимальный ток составляет 500мА.
USB Type-C
Разъем USB Type-C имеет 24 контакта, расположенных симметрично. Для зарядки используются:
- VBUS (A4, A9, B4, B9) — напряжение питания
- GND (A1, A12, B1, B12) — земля
- CC1 (A5) и CC2 (B5) — конфигурационные линии
Наличие нескольких контактов питания позволяет увеличить ток зарядки до 3А и более.
Принцип работы схемы USB-зарядки
Схема USB-зарядки работает следующим образом:
- При подключении устройства к USB-порту на линиях CC1 и CC2 устанавливается определенное сопротивление
- Зарядное устройство определяет это сопротивление и понимает, что подключено устройство для зарядки
- Происходит согласование параметров питания (напряжения и тока)
- На линии VBUS подается согласованное напряжение для зарядки
- Устройство контролирует процесс зарядки и отключает ее при достижении 100%
Такая схема позволяет обеспечить безопасную и эффективную зарядку мобильных устройств через USB-порт.
Особенности быстрой зарядки через USB
Современные смартфоны поддерживают технологии быстрой зарядки, позволяющие значительно сократить время пополнения батареи. Принцип работы быстрой зарядки заключается в следующем:
- Увеличение напряжения зарядки с 5В до 9В или 12В
- Повышение силы тока до 2-3А
- Динамическое изменение параметров в процессе зарядки
- Контроль температуры для обеспечения безопасности
Для реализации быстрой зарядки используются специальные контроллеры и протоколы обмена данными между устройством и зарядным адаптером. Наиболее распространенные стандарты — Quick Charge от Qualcomm и Power Delivery для USB Type-C.
Как правильно подключить зарядное устройство к USB
Чтобы обеспечить корректную и безопасную зарядку через USB, необходимо соблюдать следующие правила:
- Использовать оригинальные или сертифицированные кабели и адаптеры
- Проверять совместимость зарядного устройства с вашим гаджетом
- Не превышать максимально допустимые токи зарядки
- Следить за отсутствием перегрева устройства при зарядке
- Не оставлять устройство подключенным к зарядке на длительное время после достижения 100%
При соблюдении этих простых рекомендаций USB-зарядка будет эффективной и безопасной для вашего мобильного устройства.
Схемы самодельных USB-зарядных устройств
Для самостоятельного изготовления простого USB-зарядного устройства можно использовать следующую схему на базе стабилизатора напряжения:
- Вход: напряжение 9-12В от блока питания или батареи
- Стабилизатор напряжения 7805 для получения 5В
- Выходной разъем USB Type-A
- Защитные элементы — предохранитель, диоды
Такая схема позволит получить стандартное зарядное устройство с током до 500мА. Для увеличения тока можно использовать LM1117 или другие стабилизаторы с большим выходным током.
Диагностика неисправностей USB-зарядки
При возникновении проблем с зарядкой устройства через USB необходимо проверить:
- Исправность кабеля и разъемов
- Работоспособность зарядного адаптера
- Чистоту контактов разъема на устройстве
- Настройки энергосбережения в системе
- Корректность работы контроллера зарядки в устройстве
Если простые методы не помогают, может потребоваться замена разъема или обращение в сервисный центр для диагностики.
Заключение
Схема USB-зарядки современных мобильных устройств имеет ряд особенностей, связанных с обеспечением безопасности и эффективности процесса. Понимание принципов работы и соблюдение рекомендаций по эксплуатации поможет продлить срок службы аккумулятора и избежать проблем при зарядке гаджетов через USB-порт.
вывод питающего напряжения и распайка разъёма
Как снять питающее напряжение, например 5 В, с разъёма USB-C (USB Type C)? Все новейшие ноутбуки, смартфоны, планшеты, внешние аккумуляторы и дорожные зарядные устройства, как правило, устанавливаются уже с портами USB-C. Даже порт USB-C в дешевом зарядном устройстве (Повер Банк) способен поддерживать напряжение постоянного тока до 12 В. Спецификации USB предоставляют информацию о реализации и более высоких уровней подачи питания, доступных через разъемы USB Type C. С обычным USB всё понятно, 4 контакта, где 2 крайних питание. А в новом уже не так всё просто, поэтому будем разбираться…
Разъем USB Type C обеспечивает ряд новых функций по сравнению с предыдущими поколениями. Усовершенствования включают меньший размер корпуса, большую полосу пропускания сигнала, больше проводков, более высокие номинальные значения напряжения и более высокие токи. Штекера и розетки можно подключать как прямо, так и вверх ногами, что позволяет быстрее и проще вставлять их в гнёзда (давно бы так).
Типичный разъем USB Type C имеет 24 контакта и 4 контакта питания и массы, которые в совокупности пропускают ток до 5 А. Разъем также рассчитан на предельное напряжение до 20 В между контактами питания и заземления, что позволяет передавать мощность 100 Вт.
Обратите внимание, что разъем USB-C разработан для поддержки стандарта USB PD. А значит хост-контроллер и кабель устройства также должны быть настроены для поддержки стандарта. Но не будем отвлекаться и разберемся как снять питание из порта USB-C. А это не просто, вывести 5 В двумя проводками не получится.
Чтобы использовать все функции, штекера и разъемы имеют дополнительные контакты для настройки, позволяющие устройствам согласовывать свое состояние. Поддержка каналов конфигурации может показаться сложной задачей, но ее можно решить просто для базовых вещей.
Самый простой способ – использовать два понижающих резистора 5,1 кОм на линиях канала конфигурации (CC) (A5 = CC1 и B5 = CC2).
Контакты CC1 и CC2 важны для базовой работы USB Type-C. Резисторы присоединяются к контактам CC в различных конфигурациях в зависимости от того, является ли приложение выходным портом (DFP), входящим портом (UFP) или электронно маркированным / активным кабелем. Помните, что входящий порт должен подключать действующий понижающий резистор к GND к обоим контактам CC1 и CC2. 5,1 кОм ± 10% – единственный приемлемый резистор, если используется зарядка USB Type-C 1,5 А при 5 В или 3,0 А при 5 В.
Контакты CC1 и CC2 важны для базовой работы USB Type-C. Резисторы присоединяются к контактам CC в различных конфигурациях в зависимости от того, является ли приложение выходным портом (DFP), входящим портом (UFP) или электронно маркированным / активным кабелем. Помните, что входящий порт должен подключать действующий понижающий резистор к GND к обоим контактам CC1 и CC2. 5,1 кОм ± 10% – единственный приемлемый резистор, если используется зарядка USB Type-C 1,5 А при 5 В или 3,0 А при 5 В.Также важно отметить, что USB Power Delivery позволяет динамически изменять конфигурацию питания USB-соединения. Значение по умолчанию 5 В на VBUS можно перенастроить на любой уровень до 20 В. Максимальный ток подачи питания может быть увеличен до 5 А с помощью совместимого кабеля USB PD Type C с электронной маркировкой мощностью 100 Вт. Поэтому чтобы взять 5 В постоянного тока из порта USB-C, можно или припаять пару понижающих резисторов 5,1 кОм к контактам CC обычной коммутационной платы USB-C, (штекер или гнездо), либо выбрать специальную коммутационную плату USB-C с предварительно припаянными понижающими резисторами 5,1 кОм.
Вот приводится простая схема для тех, кто хочет спроектировать и собрать свою самодельную коммутационную плату USB-C для вывода питания.
Коммутационная плата действительно полезна, поскольку она обеспечивает доступ к плотно разнесенным контактам разъема для питания (VBUS и GND), дифференциальных данных USB 2.0 (D + и D-), канала конфигурации (CC) и использования боковой полосы (SBU). Каждый из этих выводов разбит на 1 × 8 рядов выводов с интервалом 0,1″ на плате, а также дублированные выводы VBUS и GND для сильноточных устройств. Но эта плата не поддерживает дифференциальные пары USB 3.1 SuperSpeed разъема Type-C (сигналы TX и RX), поэтому тут поддержка только низкоскоростной, полной и высокоскоростной связи USB 2.0!
Для эксперимента выбран блок питания USB-C и DVM и расширен источник постоянного тока от блока питания до коммутационной платы, используя кабель USB-C (питание и данные). Далее фото быстрой тестовой конструкции, которая обеспечивает выход 5 В.
Встречается немало китайских коммутационных плат с одним подтягивающим резистором 56 кОм, как показано на рисунке. Они не подходят для этого дела (на самом деле они предназначены для переходников с вилки USB типа C на розетку USB типа A).
Как видно из таблицы, 56 кОм ± 20% – это рекомендуемый «подтягивающий резистор DFP Rp» для питания USB по умолчанию (500 мА для USB 2.0, 900 мА для USB 3.0).
Несмотря на то что большинство внешних аккумуляторов USB-C и мобильных зарядных устройств могут работать с напряжением до 12 В, продемонстрированный тут метод не позволит брать более 5 В. Имейте в виду этот момент.
Схема зарядного устройства для IPod, IPhone
Вы здесь:
Главная » Все записи » Схема зарядного устройства для IPod, IPhone
Добавил: STR2013,Дата: 29 Янв 2017
Рубрика: [ Все записи, Стабилизаторы ]
Предлагаемая ниже схема на 
Использовать USB-порту компьютера для зарядки батареи не всегда практично. Например, нет компьютера под рукой или нет необходимости включать его из за зарядки. Зарядные устройства для мобильных телефонов плееров iPod и MP3-плееры доступны, но они дорогие и нужно иметь отдельные варианты для зарядки дома и в машине.
Это зарядное устройство может быть использовано практически в любом месте. В то время, когда мы называем его — блок зарядного устройства, на самом деле это не более чем стабилизатор на 5В с USB выходом.
Собственно схема зарядки (контроллер) встроена в сам iPod или MP3-плеер, который требует только 5В питания необходимого для зарядки постоянного тока. Также этот блок может работать с USB-питанием различных аксессуаров, таких как лампа для чтения, вентиляторы и т.д.
Характеристики:
Выходное напряжение: ———————-5В;
Выходной ток: ———————————-660mA макс.;
Диапазон входного напряжения:————9,5 в до 15В постоянного тока;
Пульсации: —————————————14mV;
Ток при отсутствии нагрузки: —————-20 мА;
(Справка: Компьютерный порт USB 2,0 должен обеспечить до 500 мА при выходном напряжении от 5,25 В до 4,375 В).
Максимальный выходной ток устройства составляет 660mA — это более чем достаточно для запуска любого USB аксессуара.
Схема стабилизатора зарядки на MC34063A
Наименование деталей
| Наименование | Номинал |
| P1 | 1 кОм |
| R1 | 1R-0,5W |
| R2 | 1R-0,5W |
| R3 | 1R-0,5W |
| R4 | 1 кОм |
| R5 | 560R |
| R6 | 10R-0,5W |
| R7 | 470R |
| C1 | 470µF-25V |
| C2 | 100nF-63V |
| C3 | 470pF |
| C4 | 100µF-25V |
| D1 | 1N5404 |
| D2 | 1N4001 |
| D3 | 1N5819 |
| D4 | 5,1V-1W Zener Diode |
| D5 | 5 mm. Red LED |
| L1 | 220µH |
| S1 | USB ‘A’ Type Socket |
| SW1 | On/Off выключатель |
| IC1 | MC34063A |
Схема собрана на MC34063, она имеет высокий КПД, по сравнению например, с МС7805. Это существенно исключает нагрев MC34063. Светодиод показывает, когда питание подается на USB разъем.
Фото печатной платы
Расположение деталей зарядного устройства
Собранная плата помещена в небольшой пластиковый корпус с входным гнездом DC на одном конце и USB типа «a» «выход» на другом конце, для подключения мобильного телефона, iPod или MP3-плеер.
Метки: [ зарядное, телефоны ]
ПОДЕЛИТЕСЬ СО СВОИМИ ДРУЗЬЯМИ:
П О П У Л Я Р Н О Е:
- Зарядное устройство от ветрогенератора «Турист»
- Автомобильные зарядные устройства. Схемы. Принцип работы
- Схемы самодельных ЗУ для автомобильных АКБ на TL494
В длительном туристском походе (пешем или велосипедном) не обойтись без освещения.
Фонариков, которые подзаряжаются от электросети, надолго не хватает, а туристические маршруты проходят в основном в местах, где отсутствуют линии электропередач. Решить эту проблему поможет зарядное устройство «Турист». Подробнее…
Обзор распространённых автомобильных зарядных устройств. Принципиальные схемы. Назначение. Устройство. Возможные неисправности.
Зима. Мороз. Двигатель запускается тяжело. Резко возрастает нагрузка на аккумулятор. А за состоянием аккумулятора нужно следить: проверять и вовремя его заряжать.
Летом АКБ редко когда приходится заряжать, часто хватает зарядки от генератора автомобиля, а зима — это время частого использования автомобильных зарядных устройств.
Подробнее…
Ранее мы опубликовали схемы зарядных устройств для автомобильного аккумулятора.
Сегодня рассмотрим несколько схем с использованием широко распространённой специализированной мс TL494.
Зарядное устройство, рассматриваемое ниже собрано по схеме ключевого стабилизатора тока с узлом контроля достигнутого напряжения на аккумуляторе для обеспечения его отключения по окончании зарядки.
Подробнее…
Популярность: 5 619 просм.
Вы можете следить за комментариями к этой записи через RSS 2.0. Вы можете оставить комментарий:.
— НАВИГАТОР —
Простая схема USB-зарядного устройства — своими руками