車載usb充電器電路圖（一）

車載手機(jī)充電器電路圖

將一個(gè)廢棄的但仍能夠使用的手機(jī)充電器外殼拆掉，將原來的220V電壓經(jīng)電容降壓和二極管整流部分去掉，將車上點(diǎn)煙器的12V車用插頭與圖中的12V輸入端進(jìn)行連接，之后再測(cè)量一下輸出端的電壓是否符號(hào)手機(jī)的充電電壓4．2～5V，正常后將充電器固定在一個(gè)不礙事的地方就可以了。安裝部分的四周要注意隔離，防止短路。

若輸出電壓稍低于用戶的手機(jī)充電電壓，需要將光耦限流電位器RP作適當(dāng)調(diào)整，這樣就可得到合適的充電電壓。

車載usb充電器電路圖（二）

介紹了一種帶有線路補(bǔ)償功能的車載USB充電器的設(shè)計(jì)，使得USB充電端口的電壓隨著電流的增大而提高，實(shí)現(xiàn)了USB充電電壓的恒定，保證了USB端口的充電電流。

DC/DC Buck 變換器：設(shè)計(jì)主功率級(jí)采用了TI LM25117-Q1控制的同步Buck變換器。LM25117-Q1是一款汽車級(jí)產(chǎn)品，它提供了功率電路所需要的各種保護(hù)，包括可調(diào)節(jié)輸入欠壓，過流及短路以及過溫保護(hù)。另外，LM25117-Q1可以模擬二極管控制，通過外部設(shè)定，使得同步buck變換器在輕載時(shí)候模擬二極管工作，在檢測(cè)到下管有反向電流時(shí)，關(guān)閉下管，提高了變換器的輕載效率。

充電管理電路：一款帶有線路補(bǔ)償?shù)腢SB充電器的設(shè)計(jì)方案。給出了線路補(bǔ)償?shù)挠?jì)算方式以及 mathcad的設(shè)計(jì)過程。輸出充電管理TPS2546-Q1是一款汽車級(jí)產(chǎn)品，具有集成的USB 2.0 高速數(shù)據(jù)線路（D+/D-） 開關(guān)的USB 充電端口控制器和電源開關(guān)。TPS2546-Q1支持BC1.2的SDP/CDP， DCP模式，也支持非BC1.2標(biāo)準(zhǔn)的快速充電模式，比如D+/D-分配模式2.0V/2.7V和2.7V/2.0V、D+/D-1.2V模式。在本設(shè)計(jì)中，TPS2546-Q1配置成DCP-Auto模式（CTL1=0， CTL2=1， CTL3=1， ILIM_SEL=1）， 該模式支持BC1.2 DCP及非BC1.2標(biāo)準(zhǔn)快速充電模式的自動(dòng)切換，能支持目前世界上主流智能手機(jī)、平板電腦快速充電。處于該模式下，當(dāng)充電電流超過負(fù)載檢測(cè)電流閾值（ILD典型值700mA）時(shí)，STATUS被拉低，LED燈D3會(huì)點(diǎn)亮。當(dāng)充電電流下降到典型值650mA，3秒之后，D3會(huì)熄滅。根據(jù)數(shù)據(jù)手冊(cè)，選在 22.1kΩ的電阻R11連接到ILIM_HI腳，設(shè)置限流值典型值為2.275A，最小值為2.12A，最大值為2.43A，以支持最大 12W（5V，2.1A）的充電功率。

光電隔離RS485典型電路圖

車載usb充電器電路圖（三）

下面是對(duì)著實(shí)物繪制的電路原理圖：（電路板上有多種元件安裝方法，安裝請(qǐng)與原理圖、實(shí)物圖為準(zhǔn)，PCB板上有些元件孔是不要安裝的，有些元件要裝在別的元件孔上，這點(diǎn)請(qǐng)注意！）說明：為了簡化電路，達(dá)到學(xué)習(xí)目地，圖中用1歐的電阻F1起到保險(xiǎn)絲的作用，用一個(gè)二極管D1完成整流作用。接通電源后，C1會(huì)有300V左右的直流電壓，通過R2給Q1的基極提供電流，Q1的發(fā)射極有R1電流檢測(cè)電阻R1，Q1基極得電后，會(huì)經(jīng)過T1的（3、4）產(chǎn)生集電極電流，并同時(shí)在T1的（5、6）（1、2）上產(chǎn)生感應(yīng)電壓，這兩個(gè)次級(jí)絕緣的圈數(shù)相同的線圈，其中T1（1、2）輸出由D7整流、C5濾波后通過USB座給負(fù)載供電；其中T1（5、6）經(jīng)D6整流、C2濾波后通過IC1（實(shí)為4.3V穩(wěn)壓管）、Q2組成取樣比較電路，檢測(cè)輸出電壓高低；其中T1（5、6）、C3、R4還組成Q1三極管的正反饋電路，讓Q1工作在高頻振蕩，不停的給T1（3、4）開關(guān)供電。當(dāng)負(fù)載變輕或者電源電壓變高等任何原因?qū)е螺敵鲭妷荷邥r(shí)，T1（5、6）、IC1取樣比較導(dǎo)致Q2導(dǎo)通，Q1基極電流減小，集電極電流減小，負(fù)載能力變小，從而導(dǎo)致輸出電壓降低；當(dāng)輸出電壓降低后，Q2取樣后又會(huì)截止，Q1的負(fù)載能力變強(qiáng)，輸出電壓又會(huì)升高；這樣起到自動(dòng)穩(wěn)壓作用。

本電路雖然元件少，但是還設(shè)計(jì)有過流過載短路保護(hù)功能。當(dāng)負(fù)載過載或者短路時(shí)，Q1的集電極電流大增，而Q1的發(fā)射極電阻R1會(huì)產(chǎn)生較高的壓降，這個(gè)過載或者短路產(chǎn)生的高電壓會(huì)經(jīng)過R3讓Q2飽和導(dǎo)通，從而讓Q1截止停止輸出防止過載損壞。因此，改變R1的大小，可以改變負(fù)載能力，如果要求輸出電流小，例如只需要輸出5V100MA，可以將R1阻值改大。當(dāng)然，如果需要輸出5V500MA的話，就需要將R1適當(dāng)改小。注意：R1改小會(huì)增加燒壞Q1的可能性，如果需要大電流輸出，建議更換13003、13007中大功率管。

C4、R5、D5起什么作用呢？T1變壓器是電感元件，Q1工作在開關(guān)狀態(tài)，當(dāng)Q1截止時(shí)，會(huì)在集電極感應(yīng)出很高的電壓，這個(gè)電壓可能高達(dá)1000伏以上，這會(huì)使Q1擊穿損壞，現(xiàn)在有了高速開關(guān)管D5，這個(gè)電壓可以給C4充電，吸收這個(gè)高壓，C4充電后可以立即通過R5放電，這樣Q1不會(huì)因集電極的高電壓擊穿損壞了，因此，這三個(gè)元件如有開關(guān)或者損壞，Q1是非常危險(xiǎn)的，分分秒秒都可能會(huì)損壞。

安裝注意事項(xiàng)：

安裝之前請(qǐng)不要急于動(dòng)手，應(yīng)先查閱相關(guān)的技術(shù)資料以及本說明，然后對(duì)照原理圖，了解印刷電路板、元件清單，并分清各元件，了解各元件的特點(diǎn)、作用、功能，同時(shí)核對(duì)元件數(shù)量。

注：Z1、D2、D3、D4，IC1本種組裝沒有配備，電路板是設(shè)計(jì)的多用途的，本套件只用到半波整流，只有一個(gè)1N4007整流，請(qǐng)大家不要自己多裝其它的二極管，參考圖中樣板做就行了，樣板已經(jīng)測(cè)試過是OK的，在工廠做過的朋友就知道，工廠都是按照樣板生產(chǎn)的。

正確插入元件，按照從低到高、從小到大的順利安裝，極性要符合規(guī)定。對(duì)于手工安裝，元件應(yīng)分批安裝。如此板先電阻→二極管→三極管→電容→變壓器→USB座1、Q1、Q2千萬不要裝錯(cuò)，Q1應(yīng)選用耐壓500V以上具有開關(guān)特性的管子，Q2耐壓幾十伏就行了，Q2適合選放大特性好的管子，這兩種管子的管腳排列可能會(huì)不同常規(guī)，請(qǐng)以測(cè)量為準(zhǔn)。

2、IC1、D6請(qǐng)千萬不要裝錯(cuò)，同樣是玻璃封裝的二極管，一個(gè)是4.3V的穩(wěn)壓二極管，一個(gè)普通二極管，其中IC1只是PCB板上的符號(hào)，二極管只占用兩個(gè)PCB元件孔。

3、1N4007、FR107、1N5819請(qǐng)不裝錯(cuò)，1N4007是低頻二極管，F(xiàn)R107是高頻高壓二極管，1N5819是低電壓高頻肖特基二極管，都是不能裝錯(cuò)位置的。（代換關(guān)系：FR107可以代替1N4007，反之則不行；而1N5819則不能用其它二極管代替，1N5819的導(dǎo)通電壓很低，相當(dāng)于鍺管的導(dǎo)通電壓，因此，低電壓整流效率很高，如果一定要用其它二極管代替，則出輸出功率下載，發(fā)熱嚴(yán)重，效率變低。）記住：FR104（7）是高頻輸出整流二極管，1N4007才是電源整流二極管。

通電測(cè)試線路板：

仔細(xì)檢查線路板安裝無誤后，要通電試板時(shí)，可以在PCB板直接焊一個(gè)220V插頭線，為了安全起見，請(qǐng)大家先在電源串聯(lián)一個(gè)10W的白熾燈泡，以防止短路或者接錯(cuò)，千萬注意安全，還有，元件一不小心就燒壞了，燒壞了需要再買才行。如果安裝無誤，用萬用表可以測(cè)得USB1腳和4腳應(yīng)有5V的電壓輸出，電源指示燈亮，確認(rèn)電路板裝配無誤。

車載usb充電器電路圖（四）

XLSEMI設(shè)計(jì)單片車充IC XL4002示意圖

基于車充領(lǐng)域的系統(tǒng)需求，上海芯龍半導(dǎo)體有限公司提供專用于車充方案的系列單片IC；內(nèi)部除了常規(guī)的過流保護(hù)，過溫度保護(hù)，輸出短路保護(hù)外，還內(nèi)置了專用于鋰電池充電的CV，CC，OVP；相當(dāng)于把［3］方案中的2576+358+穩(wěn)壓管等功能模塊全部集成到一顆IC中；

優(yōu)點(diǎn)：除了具有［3］方案中對(duì)應(yīng)的優(yōu)點(diǎn)外，還有：

（1） 專用于車充的全集成方案，系統(tǒng)成本低，可靠性高；

（2） IC內(nèi)部CV，CC，OVP都是通過控制PWM實(shí)現(xiàn)的；因此，輸出電壓，輸出電流，輸出過壓保護(hù)的精度更高，響應(yīng)速度很快；

（3） 芯龍?zhí)峁┏潆婋娏髟?A ~ 3A之間車充的一系列高性價(jià)比產(chǎn)品；

缺點(diǎn)：（1）工作頻率低（52KHz），外接電感大（100uH）；

（2）外圍元件復(fù)雜，外接肖特基二極管；

（3）工作效率低（《90%）

車載usb充電器電路圖（五）

用2576+358+穩(wěn)壓管的方案示意圖

優(yōu)點(diǎn)：（1） 由于2576內(nèi)置過流保護(hù)、過溫度保護(hù)等安全措施，結(jié)合358（雙運(yùn)放）來實(shí)現(xiàn)輸出恒壓CV，恒流CC，過壓保護(hù)OVP等功能；實(shí)現(xiàn)了可靠、安全、完善的鋰電池充電方案；

（2） 由于2576為固定52K PWM變換器，使得車充的EMI設(shè)計(jì)相對(duì)容易；

（3） 由于2576和358均為40V高壓雙極工藝制造，更加“皮實(shí)”；

（4） 這種方案常用在0.8A ~ 1.5A左右的車充中；

缺點(diǎn)：（1） 系統(tǒng)相對(duì)復(fù)雜，成本較高；

（2） 恒流CC和過壓保護(hù)OVP是通過358的輸出去控制2576的EN來實(shí)現(xiàn)的，因此充電電流有比較大的紋波，CC和OVP的響應(yīng)速度也不夠快（是通過切換2576是否工作來實(shí)現(xiàn)的）；