Переделка usb зарядки на 5 вольт

Обновлено: 04.07.2024

Схемы распайки зарядных устройств различных производителей.

Проблемы с зарядкой по USB обычно появляются при использовании постороннего (не родного) зарядного устройства. Гаджет может заряжаться медленно, не полностью, а может и вовсе отказаться заряжаться. Собственно, этой проблеме и посвящена сия статья. Но сперва я должен высказать несколько важных замечаний касаемо зарядки по USB вообще.

Как это ни странно, некоторые мобильные устройства вообще не поддерживают зарядку через гнездо USB mini/micro, хоть и оборудованы им. К примеру, некоторые планшеты снабжены отдельным (круглым) гнездом для подключения зарядного устройства (ЗУ).
При зарядке устройства от USB компьютера следует понимать, что порт USB способен выдать ток не более 0,5 ампера ( USB 2.0 ) или не более 0,9 ампера (USB 3.0). И если для заряда устройства требуется больший ток (1÷2 ампера), то время заряда может оказаться мучительно долгим, вплоть до бесконечности. Придётся искать ЗУ подходящей мощности.
Чтобы понимать, какие вообще контакты за что отвечают в разъёмах USB и как они нумеруются, прочтите статью « Распиновка USB 2.0 ». Вкратце: первый контакт в USB это +5 вольт, а последний — «земля».

Итак, вы подключили гаджет к левому/самодельному зарядному устройству, а он не заряжается, да ещё и пишет, что зарядное устройство не поддерживается. Это связано с тем, что перед тем как позволить себе заряжаться, некоторые мобильные устройства замеряют напряжения на 2 и 3 контактах USB и по этим напряжениям определяет тип зарядного порта. А некоторые — просто проверяют наличие перемычки между контактами 2 и 3 или ещё и контролируют потенциал этой связки. Если гаджет не рассчитан на подключение к данному типу зарядного порта или тип порта не определён, то зарядное устройство будет отвергнуто. Подробно вся эта кухня описана в статье « Типы зарядных портов ».

Практическая сторона вопроса заключается в том, чтобы гаджет увидел нужные ему напряжения на контактах 2 и 3, а это обеспечивается подключением различных сопротивлений между контактами USB зарядного устройства. В конце статьи приводится чертёж различных типов зарядного порта (без привязки к моделям гаджетов) с указанием напряжений на контактах 2 и 3. Там же указано, какими сопротивлениями этого можно добиться. А прямо сейчас мы посмотрим, чего ждут определённые модели гаджетов от порта зарядного устройства.

Nokia, Fly, Philips, LG, Explay, Dell Venue и многие другие устройства признают зарядное устройство только если контакты Data+ и Data- (2-й и 3-й) будут закорочены или замкнуты резистором не более 200 Ом ▼
Закоротить контакты 2 и 3 можно в гнезде USB_AF зарядного устройства и спокойно заряжать свой телефон через стандартный дата-кабель. Эту же схему поддерживает планшет Freelander PD10 Typhoon, но кроме этого ему требуется повышенное напряжение заряда, а именно — 5,3 вольта.
Если же зарядное устройство уже обладает выходным шнуром (вместо выходного гнезда), и вам нужно припаять к нему штекер mini/micro USB, то не забудьте соединить 2 и 3 контакты в самом mini/micro USB. При этом плюс паяете на 1 контакт, а минус — на 5-й (последний). ▼

Samsung, HTC и другие «Корейцы»: один резистор 30 кОм между +5 и перемычкой D-D+; другой резистор 10 кОм между GND и перемычкой D-D+ ▼

iPhone и прочей продукции «Apple». От этого же порта охотно заряжается планшет Freelander PX1. ▼

Претендующее на универсальность автомобильное зарядное устройство «Ginzzu GR-4415U» и его аналоги оборудованы двумя выходными гнёздами: «HTC/Samsung» и «Apple» или «iPhone». Распиновка этих гнёзд приведена ниже. ▼

Старая Motorola «требует» резистор 200 кОм между 4 и 5 контактами штекера USB micro-BM. Без резистора аппарат заряжается не до полной победы. ▼

Аппарат E-ten («Енот») не интересуется состоянием этих контактов, и поддержит даже простое зарядное устройство. Но у него есть интересное требование к зарядному кабелю — «Енот» заряжается только если в штекере mini-USB закорочены контакты 4 и 5. ▼

Для питания или заряда навигатора Garmin требуется особый дата-кабель. Просто для питания навигатора через дата-кабель нужно в штекере mini-USB закоротить 4 и 5 контакты. Для подзаряда нужно соединить 4 и 5 контакты через резистор 18 кОм. ▼

Отдельная тема — зарядка планшетов. Как правило, планшету для заряда требуется приличный ток (1÷1,5 ампер), и заряд через гнездо mini/micro-USB во многих планшетах просто не предусмотрен производителем. Ведь даже USB 3.0 не даст более 0,9 ампер.
Правда, некоторые модели планшетов можно медленно и печально заряжать в выключенном состоянии.
На Ютубе один парень предлагает установить в планшете 3Q перемычку между первым контактом гнезда mini/micro-USB (это +5 В) и плюсовым (центральным) контактом круглого (коаксиального) зарядного гнезда. Дескать, тока от USB этому планшету хватает, просто + гнезда USB не подключен к контроллеру заряда аккумулятора. После установки перемычки планшет якобы заряжается. В принципе, это выход, если само круглое зарядное гнездо уже раздолбано.
Напротив, если круглое гнездо в порядке, но по какой-то причине вам хочется брать питание для заряда именно от USB компьютера или зарядного устройства с таким разъёмом, то можно сделать такой переходник. ▼

Правда, к теме этой статьи он отношения не имеет.

Типы зарядных портов

Повторюсь, подробную информацию можно почерпнуть в статье Типы зарядных портов . Здесь же приведу сводную схему напряжений на контактах USB с указанием номинала резисторов, позволяющих те или иные напряжения получить. Там, где указано сопротивление 200 Ом нужно ставить перемычку, сопротивление которой не должно превышать те самые 200 Ом.

Итак, если вы хотите переделать обычное ЗУ в USB-зарядку для телефона:

удостоверьтесь, что устройство выдаёт около 5 вольт постоянного напряжения
узнайте, способно ли это ЗУ дать ток не менее 500 мА
внесите необходимые изменения в коммутацию гнезда USB-AF или штекера USB-mini/micro

Смежные материалы:

Питание и заряд 5V гаджетов
Типы зарядных портов USB
Распиновка USB 2.0
Переделка автомобильного зарядного устройства для зарядки от аккумулятора на 12 вольт
Простые схемы преобразователя 12→5 вольт на стабилизаторах напряжения
Подключение GPS-навигатора

Все материалы по теме « Компьютер»
Все материалы по теме «Мобильное»
Все материалы по теме «Зарядное устройство»

Сейчас уже все производители сотовых телефонов договорились и все, что есть в магазинах, заряжается через USB-разъем. Это очень хорошо, потому что зарядные устройства стали универсальными. В принципе, зарядное устройство для сотового телефона таковым не является.

Это только импульсный источник постоянного тока напряжением 5V, а собственно зарядное устройство, то есть, схема следящая за зарядом аккумулятора, и обеспечивающая его заряд, находится в самом сотовом телефоне. Но, суть не в этом, а в том, что эти «зарядные устройства» сейчас продаются повсеместно и стоят уже так дешево, что вопрос с ремонтом отпадает как-то сам собой.

Например, в магазине «зарядка» стоит от 200 рублей, а на известном Алиекспресс есть предложения и от 60 рублей (с учетом доставки).

Принципиальная схема

Схема типовой китайской зарядки, срисованная с платы, показана на рис. 1. Может быть и вариант с перестановкой диодов VD1, VD3 и стабилитрона VD4 на отрицательную цепь - рис.2.

А у более «продвинутых» вариантов могут быть выпрямительные мосты на входе и выходе. Могут быть и отличия в номиналах деталей. Кстати, нумерация на схемах дана произвольно. Но сути дела это не меняет.

Рис. 1. Типовая схема китайского сетевого зарядного устройства для сотового телефона.

Несмотря на простоту, это все же неплохой импульсный блок питания, и даже стабилизированный, который вполне сгодится и для питания чего-то другого, кроме зарядного устройства сотового телефона.

Рис. 2. Схема сетевого зарядного устройства для сотового телефона с измененным положением диода и стабилитрона.

Схема сделана на основе высоковольтного блокинг-генератора, широта импульсов генерации которого регулируется при помощи оптопары, светодиод которой получает напряжение от вторичного выпрямителя. Оптопара понижает напряжение смещения на базе ключевого транзистора VТ1, которое задается резисторами R1 и R2.

Нагрузкой транзистора VТ1 служит первичная обмотка трансформатора Т1. Вторичной, понижающей, является обмотка 2, с которой снимается выходное напряжение. Еще есть обмотка 3, она служит и для создания положительной обратной связи для генерации, и как для источника отрицательного напряжения, который выполнен на диоде VD2 и конденсаторе С3.

Этот источник отрицательного напряжения нужен для снижения напряжения на базе транзистора VТ1, когда оптопара U1 открывается. Элементом стабилизации, определяющим выходное напряжение, является стабилитрон VD4.

Его напряжение стабилизации таково, что в сумме с прямым напряжением ИК-светодиода оптопары U1 дает именно те самые необходимые 5V, которые и требуются. Как только напряжение на С4 превышает 5V, стабилитрон VD4 открывается и через него проходит ток на светодиод оптопары.

И так, работа устройства вопросов не вызывает. Но что делать, если мне нужно не 5V, а, например, 9V или даже 12V? Вопрос такой возник вместе с желанием организовать сетевой блок питания для мультиметра. Как известно, популярные в радиолюбительских кругах, мультиметры питаются от «Кроны», - компактной батареи напряжением 9V.

И в «походнополевых» условиях это вполне удобно, но вот в домашних или лабораторных хотелось бы питания от электросети. По схеме, «зарядка» от сотового телефона в принципе подходит, в ней есть трансформатор, и вторичная цепь не контактирует с электросетью. Проблема только в напряжении питания, - «зарядка» выдает 5V, а мультиметру нужно 9V.

На самом деле, проблема с увеличением выходного напряжения решается очень просто. Нужно, всего лишь, заменить стабилитрон VD4. Чтобы получить напряжение, подходящее для питания мультиметра, нужно поставить стабилитрон на стандартное напряжение 7,5V или 8,2V. При этом, выходное напряжение будет, в первом случае, около 8,6V, а во втором около 9,ЗV, что, и то и другое, вполне годится для мультиметра. Стабилитрон, например, 1N4737 (это на 7,5V) или 1N4738 (это на 8,2V).

Впрочем, можно и другой маломощный стабилитрон на данное напряжение.

Испытания показали хорошую работу мультиметра при питании от такого источника питания. Кроме того, был попробован и старый карманный радиоприемник с питанием от «Кроны», -работал, только помехи от блока питания слегка мешали. Напряжением в 9V дело совсем не ограничивается.

Рис. 3. Узел регулировки напряжения для переделки китайского зарядного устройства.

Хотите 12V? - Не проблема! Ставим стабилитрон на 11V, например, 1N4741. Только нужно конденсатор С4 заменить более высоковольтным, хотя бы на 16V. Можно получить и еще большее напряжение. Если вообще удалить стабилитрон будет постоянное напряжение около 20V, но оно будет не стабилизированное.

Можно даже сделать регулируемый блок питания, если стабилитрон заменить регулируемым стабилитроном, таким как TL431 (рис. 3). Выходное напряжение можно регулировать, в этом случае, переменным резистором R4.

Изначальные параметры выхода 8.5В 750мА (во всяком случае так на корпусе написано).

Для питания плеера нужно было 5В — напряжение выхода я изменил заменой стабилитрона VD6 (в моем случае 12В на 8.2В). Подключил к плееру и заметил вольтметром что при полной мощности звука (6W) напряжение проседает с 5В до 4В, а на ослике видно что и до 3В.

Давай думать как увеличить ток выхода зарядника. Сначало R5 заменил с 8.2Ом на 4.7Ом — ток выхода поднялся, но недостаточно — падение напряжение составило с 5В до 3.7В. Тогда я еще заменил R8 с 470Ом на 220Ом, ток еще поднялся — падение напряжение составило с 5В до 4В.

В общем этот результат меня уже устраивает, так как при динамической нагрузке в виде плеера и конденсатора 2000мкФ непосредственно на усилке, при полной мощности звука просадка напряжение составляет не более 0.3В в импульсе.

Достичь еще меньшей просадки напряжения что-то изменяя в заряднике простыми методами наверное и нереально, так-как стабилизация напряжения идет по высоковольтной части, а не на низковольтной вторичке — а там диод на котором напряжения падает тем больше чем больше ток через него течет.

Дополнения.
1. Забыл написать, конденсатор С4 у меня 470мкФ, заменю на 820мкФ LowESR. Заменил, эффект бомба — просадка напряжения снизилась еще на 0.3В. У старого на 470мкФ внутренне сопротивление было 0.12Ом, а у нового на 820мкФ 0.03Ом.
2. Родные провода от зарядки нафиг, у моих сопротивление 0.4Ом, их два — значит суммарное 0.8Ом, а это при токе всего в 1А уже 0.8В падения напряжения на одних проводах. Поэтому надо менять родные на провода сечением хотя бы 0.3кв.мм, и падение напряжение на них будет раз в 10 меньше чем на родных.
3 В моей зарядка мост высоковольтной части полный, из четырех диодов — а схема стырина из тырнета. Если у Вас всего один диод, но есть разводка на плате под полный мост — советую допаять три диода.
4. В параллель родному диоду VD на вторичке можно подпаять еще точно такой же, это еще снизит падение на 0.1-0.3В (в зависимости от диодов). Я пытался заменить свой быстрый диод со скоростью закрытия 150ns на шоттки и на более мощный быстрый но скоростью 500ns — как результат еще большее падение напряжения даже на холостых. Происходит это скорее всего из-за того что замена более медленная по скорости открытия\закрытия.
5. Сильно советую после перепайки схемы, да и вообще пока Вы ее ковыряете — включать в 220 через последовательно подключенную лампочку на 220 Вольт (мощность лампы должна соответствовать или быть больше мощности нагрузки). Ну и ясень пень не забывать выключать из сети прежде чем трогать плату руками.

Решил себе собрать хорошую резервную зарядку. В этом обзоре я постараюсь описать как я ее делал и что у меня получилось.

ВНИМАНИЕ. Если у Вас нет опыта работы с литиевыми аккумуляторами, лучше найдите инструкции по их эксплуатации, иначе могут быть печальные последствия, вплоть до взрыва аккумуляторов.

Использовал 6 аккумуляторов соединил из параллельно, но для начала я уравнял их потенциалы (кому будет интересно, найдут в инете нужную для этого информацию). Для начала я решил проверить насколько хватит и будет ли вообще работать стабилизатор от 1 аккумулятора (речь идет только об аккумуляторах 18650). Как ни странно, все заработало отлично, но недолго.
Потом я подцепил к нему еще 1 и попробовал с «нуля» (полностью разряженный) зарядить планшетник, аккумуляторов хватило на 70% заряда.
Далее была проверка сделана с 4 аккумуляторами, планшетник зарядился на 100%, так же зарядил почти полностью разряженный коммуникатор и он зарядился на 100%, потом зарядил еще Bluetooth Stereo гарнитуру, но полностью я его не разрядил.
Сейчас соединил все 6 аккумуляторов и все еще провожу тесты, но пока результат нравится, когда разряжу полностью я тут напишу насколько мне хватило 6 аккумуляторов.
Зарядку пришлось доработать, а точнее припаять к ней разъем для заряда аккумуляторов.

На стабилизаторе имеется синий светодиод, который показывает заряд, когда гаснет, означает аккумулятор разряжен, если горит тускло, то устройство которое заряжалось уже зарядилось или не подключено.

Итак, наконец то я его разрядил ))) Хватило на 3 раза полностью зарядить планшетник, зарядить синезубую гарнитуру, 2 раза коммуникатор и 1 раз обычный телефон, показатель не плохой. Теперь буду делать тест заряда аккумуляторов )))
Выключено устройство:

Включено устройство:

Стабилизатор:

Хочу добавить, что стабилизатор он очень маленький (всего 20x25 мм.)

Батарейный отсек получился так:

Ну и еще пару фотографий:

Итог:
Стоит дорого вся эта сборка, но зато, если верить китайским ампер часам аккумуляторов, получается у меня получилась резервная зарядка на 24000 mAh, думаю конечно будет меньше, но все таки если хватит хотя бы на 2 раза зарядить полностью планшетник, то это будет замечательно, тест покажет. Вес конечно устройства не маленький, грамм 500-700, но это пустяки.
В общем достойное получилось устройство, я полностью доволен. Вот бы ему еще индикатор разряда, что бы показывал сколько процентов осталось заряда, но я думаю что-нибудь китайское я найду, но это в будущем.
Ну и напоследок видео:

Читайте также: