Сетевое зарядное устройство с USB выходом

Сетевой AC-USB адаптер, работающий от  сети 220V и позволяющий заряжать встроенные аккумуляторы портативной техники без использования компьютера.

Сегодня в каждом доме найдется несколько цифровых электронных устройств, например: телефоны, MP3-плееры, GPS-навигаторы, электронные книги и многие другие с внутренними аккумуляторными батареями, обладающих возможностью подключения к USB-порту персонального компьютера. Зарядка встроенных в них аккумуляторов происходит также через USB-порт. Порой бывает удобно иметь зарядное устройство, как дома, так и на работе, однако часто бывает, так что такие цифровые гаджеты, в стандартной комплектации не имеют зарядного устройства, а содержат только соединительный USB кабель, поэтому приходиться заряжать их от компьютера, что не всегда удобно.
Более удобно для этой цели использовать специальные сетевые зарядные устройства, имеющие два или несколько USB выхода, которые позволяют вести подзарядку аккумуляторов сразу нескольких портативных устройств без использования персонального компьютера.
При отсутствии в комплектации такого зарядного устройства его нетрудно изготовить самому, например, из блока питания от мобильного телефона, только при этом следует учитывать, что максимальное напряжение на выходе такого устройства не должно превышать 5,5V, а под нагрузкой напряжение не должно падать ниже 4,0V.  Таким образом, первоначально необходимо подобрать подходящее ЗУ или убедиться в возможности его переделки.
 
Выбор ЗУ проводится на основании измерения выходного напряжения без нагрузки и проверки его нагрузочной способности.
Для этого к выходу зарядного устройства подключают вольтметр и замеряют напряжение, если оно не превышает 5,5V, а под нагрузкой (резистор 1 Вт сопротивлением 15 Ом) напряжение не падает ниже 4,0V, то такое ЗУ от мобильного телефона будет надежно работать в качестве USB-зарядного устройства.
Если у имеющегося зарядного устройства выходное напряжение выше чем 5,5V, то его необходимо немного доработать, для чего на плате ЗУ находим стабилитрон и заменяем его на другой с напряжением стабилизации 5,6V, например BZX55C5V6.
Стабилитрон на плате можно различить по прозрачному стеклянному корпусу оранжевого цвета с нанесенной маркировкой 6V2, 6V8, 7V5 или 8V2, это означает, что стабилитрон имеет напряжение стабилизации 6,2V, 6,8V, 7,5V и 8,2V соответственно. 

При замене обязательно обращаем внимание на соблюдение полярности устанавливаемого стабилитрона, катод которого на корпусе обозначен черной, а на плате жирной, белой полоской.

 
Маркировка и внешний вид таких стабилитронов.

Для доработки наиболее хорошо подходят ЗУ имеющие выходное напряжение до 6V, блоки питания со стабилитронами 8V2, как правило, лучше не использовать, так как они имеют высокое напряжение «холостого хода» порядка 8V.

Варианты схем наиболее часто применяемых в таких зарядных устройствах показаны на рисунках.




У меня нашелся давно заброшенный блок питания "Switching Power Adaptor DVE DSA-15P-05", кажется от вышедшего из строя радиотелефона, имеющий для этого случая просто идеальные параметры.
•    Model: DSA-15P-05 US 050100
•    INPUT: 100-240V - 50/60Hz 0.5A
•    OUTPUT: +5V 2A



Правда, блок питания был в нерабочем состоянии, но ремонт оказался не сложным и заключался в замене входных высоковольтных электролитических конденсаторов (2х10х400V) и предохранителя, который “перегорел” вследствие замыкания между собой перекрученных проводов возле основания корпуса.

Кстати, хотелось бы заметить, что большинство зарядных устройств, которые попадали ко мне в ремонт, имели похожие неисправности.
Обрыв либо перекрученные и закороченные провода возле корпуса или штекера, или некачественные (вздувшиеся) входные электролитические конденсаторы, после замены которых, блоки продолжали исправно работать. 

Подключения USB разъема к выходу зарядного устройства.

Следует учитывать, что современные устройства определяет тип зарядного устройства и допустимый ток зарядки, по потенциалам на контактах D+ и D-  разъема USB. Поэтому подачи только одного напряжения +5V на устройство, для начала процесса зарядки недостаточно, эти «умные» штуковины просто не поймут, что они подключены к ЗУ и откажутся от зарядки. Таким образом, результат использования любой +5V вольтовой зарядки с разъёмом USB, зависит от состояния её контактов D+ и D-.

Согласно этому условию присутствующие на рынке зарядные устройства, можно разделить на следующие категории:
1. Обычные подходящие для большинства гаджетов, где для потребления номинального зарядного тока заявленного зарядным устройством, достаточно закоротить между собой линии D+ и D-.

2. Те, у которых контакты DATA+ и DATA- висят в воздухе, в связи, с чем подключенное к ним устройство решает, что это USB-хаб или компьютер и ограничивает ток потребления на уровне около 480 - 500mA, что сказывается на скорости заряда либо заряд под нагрузкой вообще не происходит.

3. И для "Apple" устройств.
•    напряжение на контакте D- около 2,0V, а на контакте D+ около 2,7V (iPhone) - ток потребления около 1А,
•    напряжение на контакте D- около 2,7V, а на контакте D+ около 2,0V (iPad) - ток потребления около 2А.

Apple использует опорные напряжения, +2,0V и +2,7V или (+2,0), и по наличию этих потенциалов на контактах шины данных в разъёме USB их гаджеты iPad & iPhone распознают оригинальное зарядное устройство.

Зарядное устройство iPhone, зарядный ток от 0.5 до 1А.
•    VCC +5V,
•    USB_D- (+1.9V),
•    USB_D+ (+2.6V),
•    GND — общий провод («земля» источника питания).
Такое ЗУ на контактах 2 (D-) и 3 (D+) может иметь также и одинаковое напряжение +2,0V. 

Зарядное устройство iPad, зарядный ток до 2.1А.
•    VCC +5V,
•    USB_D- (+2,7V),
•    USB_D+ (+2,0V),
•    GND — общий провод («земля» источника питания).

Нужные напряжения получаем с помощью резистивного делителя, распаивая контакты DATA+ и DATA- по одной из приведенных ниже схем:



Для устройств "Samsung" на перемычку подается половина напряжения питания, то есть +2,5V.
Если зарядка “Apple” устройств не планируется, и при этом вы уверены в том, что ваше зарядное устройство способно в течение длительного времени безболезненно отдавать ток порядка 800-900мА, то для большинства гаджетов достаточно просто закоротить между собой линии D+ и D-, что в моем случае и было сделано.

Далее для превращения идеи в аккуратную и законченную конструкцию, её необходимо поместить в корпус, в качестве которого была выбрана обыкновенная монтажная, распределительная коробка для открытой установки “Hegel КРК2702”, в которой и были размещены все детали готового зарядного устройства: плата ЗУ, USB разъем, и кнопочный выключатель питания.




На мой взгляд, в итоге получилось довольно симпатичное и достаточно мощное сетевое зарядное устройство, имеющее двойной USB порт, пригодное для использования, как дома, так и на работе, в качестве зарядного устройства для таких изделий как большинство планшетных компьютеров, плееров, мобильных телефонов, КПК и при необходимости позволяющее заряжать 2 устройства одновременно.



ВНИМАНИЕ:
После переделки перед использованием со своим любимым гаджетом, необходимо обязательно проконтролировать работу ЗУ под нагрузкой для чего проводят проверку также, как это было описано выше: к выходу ЗУ подключают резистор 15 Ом, и замеряют выходное напряжение, которое не должно быть меньше 4,0V и больше 5,5V.

Литература: журнал «ЭЛЕКТРИК» №6, 2012г.

WEB источник: http://4pda.ru/forum/