Как увеличить мощность зарядки от прикуривателя
Известно два основных варианта зарядных устройств (ЗУ), используемых для обслуживания маломощных электронных устройств с аккумуляторным питанием. Принципиальная схема первого из них представлена на Рис.1. Такими устройствами комплектовались наши приборы несколько лет назад, когда аккумуляторы, по сравнению с современными, имели существенно меньшую емкость, и ток заряда для типоразмера АА не превышал 70 – 130 мА.
| Рисунок 1 |
Основной особенностью этого устройства является работа в режиме частотной модуляции, который реализуется следующим образом. В течение цикла заряда индуктивности трансформатора напряжение базовой обмотки приложено плюсом через R3, C2 к базе ключевого транзистора, при этом C2 заряжается примерно до напряжения базовой обмотки. Когда ключ размыкается, напряжение на базовой обмотке меняется на обратное и, суммируясь с имеющемся на конденсаторе C2, запирает ключевой транзистор. С этого момента конденсатор C2 начинает перезаряжаться током, протекающим через токозадающие резисторы R1, R2 вплоть до открывания ключевого транзистора. Изменяя этот ток, что обеспечивается за счет соответствующего включения выходной секции оптрона DA1, можно в широких пределах регулировать частоту выходного напряжения при постоянной длительности зарядного цикла и, тем самым, изменять величину выходного тока ЗУ. Основным достоинством модуляции такого типа является практически бесконечный диапазон регулировки выходного тока без какого-либо влияния на режим насыщения ключевого транзистора.
К достоинствам устройства следует отнести достаточно высокую стабильность параметров при простой схеме, а также реализованную простыми средствами индикацию выходного тока, что отличает его от большинства ЗУ серийного производства.
Основным же недостатком является возможность насыщения трансформатора, что связано с неопределенностью максимального тока через ключевой транзистор и требует либо применения трансформаторов с запасом по мощности, либо подстройки параметров элементов R3, C2 для каждого конкретного образца ЗУ под имеющийся трансформатор.
При этом следует отметить, что режим работы устройств, выполненных по такой схеме, зачастую устойчив только при гарантированном отсутствии насыщения трансформатора. В ином случае устройство может стать неуправляемым, поскольку из-за резкого возрастания амплитуды колебаний, возникающих на всех обмотках после разряда индуктивности насыщенного трансформатора, может возникнуть режим неуправляемых автоколебаний, который только в некоторых случаях удается устранить включением дополнительного конденсатора параллельно базо-эмиттерному переходу ключевого транзистора. В данном случае это конденсатор C5.
Недостатком является также тот факт, что выходная мощность устройства принципиально ограничена как из-за неопределенности режима ключевого транзистора, так и из-за недопустимого роста потерь в выходной секции ЗУ при увеличении зарядного тока.
Принципиальная схема ЗУ другого типа представлена на Рис.2. Следует отметить, что вариаций на тему этой схемы несколько, в том числе со стабилизацией и ограничением напряжения по первичной стороне, однако будем рассматривать только наиболее универсальный вариант с прямой стабилизацией по выходному току.
| Рисунок 2 |
Основной особенностью этой схемы является использование элементов (VT1, R4, R6), которые контролируют величину максимального тока через ключевой транзистор и, соответственно, через первичную обмотку трансформатора. Такая особенность делает это устройство предпочтительным для серийного производства, т.к. при этом любая подстройка схемы оказывается ненужной, а максимальный ток через ключ однозначно определяется параметрами элементов схемы.
Однако, при введении этих элементов, конденсатор С3, в отличие от предыдущей схемы, не может создавать дополнительное запирающее напряжение на базе VT2 при разряде индуктивности, поскольку базо-эмиттерный переход этого транзистора при отрицательной полярности напряжения на базе зашунтирован прямосмещенным коллекторно-базовым переходом транзистора VT1, а кроме этого, верхний по схеме вывод базовой обмотки через диод VD6 замкнут на отрицательную шину первичного источника. Из-за этого ключевой транзистор включается сразу же по окончании цикла разряда индуктивности без дополнительной задержки, обусловленной перезарядом конденсатора C3. Поэтому устройства такого типа всегда работают в режиме неуправляемых автоколебаний и резистор R3 необходим только для начального запуска. Реализуемый в таком случае тип модуляции можно считать модуляцией смешанного типа, при которой изменяется и частота, и длительность зарядного цикла. При этом частота преобразования может быть в несколько раз более высокой, нежели у первого рассмотренного ЗУ, что создает значительно больше помех для окружающих электронных устройств.
Поскольку данное устройство работает в режиме неуправляемых автоколебаний, единственным доступным способом регулировки выходного тока является изменение максимального тока через индуктивность. Такую регулировку предположительно можно обеспечить двумя способами – за счет изменения сопротивления резистора R6 или за счет управляющего тока, создающего падение напряжения на резисторе R4, которое суммируется с падением на R6. При этом частота преобразования по мере уменьшения выходного тока должна была бы увеличиваться, поскольку индуктивность заряжается до меньшего максимального тока за меньший интервал времени.
Однако реально частота преобразования в такой схеме в значительной степени определяется параметрами насыщения ключевого транзистора, поскольку время выхода биполярного ключа из насыщения – величина фиксированная, в некоторой степени зависящая от тока через C3, R5. Поэтому попытки уменьшить выходной ток упомянутыми способами дают незначительный эффект, а при дальнейших усилиях ключевой режим нарушается и конвертер превращается в линейный усилитель класса А. Это объясняется тем, что даже при существенном увеличении номинала резистора R6 насыщающий ток базы, создаваемый базовой обмоткой через С3, R5, почти не меняется, и время пребывания VT2 в насыщенном режиме меняется весьма слабо. Если же для уменьшения максимального тока через индуктивность искусственно увеличивать падение напряжения на R4, то при некотором его значении величина насыщающего тока становится недостаточной из-за замыкания его через открытый транзистор VT1, и ключевой транзистор переходит в режим линейного усиления. Поэтому в большинстве ЗУ такого типа, в которых отсутствует обратная связь по выходному току, существенно изменить величину выходного тока почти невозможно.
Если же устройство содержит обратную связь по выходному току, как это показано на Рис.2, то по аналогии должен получаться такой же эффект, как при искусственном увеличении напряжения на резисторе R4. Однако здесь следует иметь в виду, что обратную связь в импульсных устройствах трудно сделать абсолютно линейной, а поэтому в реальных устройствах она в той или иной степени имеет импульсный характер. С учетом этого, за счет ООС регулируется не только величина выходного тока, но и временные параметры преобразования. Т.е. изменяется характер модуляции. Например, в некоторых испытанных устройствах подобного типа за счет ООС характер модуляции становится подобен частотной, в некоторых – прерывистой, что в принципе позволяет принудительно обеспечить достаточно широкий диапазон регулировки выходного тока.
Однако цепи стабилизации в этом устройстве содержат слишком много элементов. При этом за счет транзисторов VT1, VT3 обеспечивается настолько высокая электрическая стабильности выходного тока (лучше 0.2%), что она превышает более чем на порядок температурную стабильность этого параметра. Это делает некоторые элементы цепи стабилизации совершенно бессмысленными, поскольку обнаружить их влияние на фоне нестабильности при изменении температуры практически невозможно. Поэтому в некоторых серийных ЗУ такого типа цепи стабилизации по выходному току вообще не используются, а для ограничения выходного напряжения используется выпрямитель напряжения базовой обмотки, который через стабилитрон подключен к базе токоограничивающего или ключевого транзистора. Однако при этом стабильность ЗУ как источника тока в широком диапазоне входных напряжений оказывается недостаточной.
Кроме этого, поскольку зарядное устройство выполняет функцию источника тока, встроенная индикация должна соответствовать этой функции. Т.е. светодиод должен светиться только тогда, когда есть выходной ток. Однако, поскольку при больших выходных токах это сделать не очень просто из-за слишком большой рассеиваемой мощности на элементах схемы индикации, в подавляющем большинстве серийно выпускаемых устройств индицируется не ток, а выходное напряжение. Недостаток такой индикации очевиден – например, нормальный заряд индицируется, даже если Вы забыли соединить зарядное устройство с нагрузкой или в заряжаемом устройстве отсутствует аккумуляторная батарея.
Поскольку характеристики обоих рассмотренных выше устройств не оптимальны, возник вопрос, нельзя ли объединить их достоинства и исключить недостатки. Разумеется без заметного увеличения результирующей цены. То, что получилось в результате решения этой задачи, представлено на Рис.3.
| Рисунок 3 |
Рассмотрим принципиальные изменения, которые касаются первичной высоковольтной секции модернизированного ЗУ.
Во-первых, токозадающий резистор R2+R3 подключен не к положительной шине питания, а к выходу схемы подавления выброса напряжения на индуктивности рассеяния (VD4, C2). Это не только позволило исключить из схемы один резистор большого габарита, но и помогло уменьшить амплитуду колебательного процесса на разомкнутой индуктивности, что положительно отразилось на устойчивости генерируемых колебаний при изменении первичного напряжения.
Во-вторых, чтобы избежать шунтирования базо-эмиттерного перехода ключевого транзистора в обратном направлении коллекторно-базовым переходом токоограничивающего транзистора, этот транзистор заменен на два прямосмещенных диода VD2, VD3. Заменить эти диоды низковольтным обратносмещенным стабилитроном, как это делается в некоторых ЗУ китайского производства, нельзя, поскольку при запертом состоянии VT1 стабилитрон превращается в прямосмещенный диод и это делает устройство эквивалентным изображенному на Рис. 2. При этом совокупность элементов VD2, VD3 и R5 оптимизированного ЗУ ограничивает максимальный ток через ключ VT1 практически так же, как элементы VT1, R4, R6 в устройстве, представленном на Рис. 2. И, в то же время, осуществляется режим управляемого перезаряда конденсатора C3 так же, как в устройстве, представленном на Рис.1. Следовательно, в ЗУ на Рис.3 реализована частотная модуляция, устраняющая любые проблемы с величиной выходного тока. Т.е. такое устройство с одинаковым успехом можно использовать как для зарядки аккумуляторов старого образца с зарядным током 70 мА и меньше, так и для зарядки современных, без ухудшения параметров ключевого режима коммутации при регулировке. В то же время, исключается возможность насыщения трансформатора, поскольку максимальное значение тока через ключ однозначно определяется по формуле:
Теперь рассмотрим изменения, касающиеся выходной секции ЗУ. Цепи стабилизации выполнены точно так же, как это сделано в первом рассмотренном устройстве, поскольку они достаточно эффективны. При этом выходной ток определяется сопротивлением резистора R8, и его нестабильность при изменении напряжения в сети вдвое не превышает 5%. Поэтому изменения касаются только схемы индикации выходного тока.
Здесь следует напомнить, что зарядное устройство представляет собой источник тока, выходное напряжение которого может изменяться от нуля (режим короткого замыкания на выходе) до некоторого максимального напряжения, величина которого определяется предельно допустимым напряжением питания обслуживаемого устройства, из которого извлекли аккумуляторную батарею (режим холостого хода). При этом, чтобы обеспечить индикацию зарядного тока с помощью стандартного светодиода, в выходной секции ЗУ необходим внутренний источник напряжения для его питания, причем такой, который обеспечивал бы свечение диода и при закороченном выходе ЗУ.
Однако в таком состоянии ни на одном элементе в выходной секции не имеется достаточного напряжения (
1.8 В) для обеспечения светодиодной индикации. Поэтому в большинстве серийных ЗУ это проблема решена просто – индицируется не ток, а выходное напряжение.
Для индикации наличия зарядного тока источник питания светодиода можно реализовать так, как это сделано на Рис.1, т.е. включить в цепь заряда резистор необходимого номинала, параллельно которому включить светодиод. Однако, поскольку падение напряжения на стандартном светящемся светодиоде не может быть менее примерно 1.8 В, то при зарядном токе, например 300 мА (именно на такой ток рассчитано устройство, представленное на рис. 3), рассеиваемая на этом резисторе источнике мощность составит примерно 0.6 Вт. Следовательно, для реализации такого источника необходим резистор мощностью 1 Вт, габариты которого слишком велики по отношению к объему остальных элементов зарядного устройства. Кроме того, вся эта мощность рассеивается в корпусе ЗУ, что будет способствовать повышению его рабочей температуры. Поэтому сопротивление этого резистора следует по возможности уменьшать, и те решения, которые использованы в первом рассмотренном устройстве, использовать нельзя.
Решить эту проблему можно, если к падению напряжения на резисторе R8 добавить без существенного увеличения рассеиваемой мощности примерно 0.6 В. Такое добавочное напряжение формируется с помощью R7, VD7. Следует отметить, что это напряжение импульсное, поэтому рассеиваемая на указанных элементах мощность пренебрежимо мала.
Отмечу, что представленная на Рис. 3 схема не является универсальной и пригодна лишь для реализации устройств с выходной мощностью не более единиц Ватт. Это объясняется тем, что для увеличения выходной мощности следует увеличивать емкость C3, которая совместно с R4 определяет степень насыщения транзисторного ключа и время его пребывания в таком состоянии. Но, в тоже время, следует увеличивать частоту преобразования. А для этого необходимо по возможности уменьшать емкость С3, поскольку существенно уменьшить сопротивление токозадающего резистора R2+R3 невозможно из-за роста выделяющейся на нем мощности. Эти противоречивые требования ограничивают выходную мощность устройства на указанном уровне.
Многие задаются вопросом: можно ли увеличить силу тока зарядного устройства? Связан этот вопрос зачастую с тем, что владельцев мобильных устройств не устраивает, что они заряжаются крайне долго. Желая сократить время зарядки своего девайса, они и задают подобные вопросы. Ответ скорее «нет», чем «да».
Увеличить силу тока в зарядном устройстве теоретически конечно можно. Но для этого потребуются огромные знания, опыт и вмешательство в схему З/У. Это может привести к фатальным последствиям: короткому замыканию, взрыву гаджета, удару током и даже пожару. Однако в статье будет дано несколько лайфхаков, которые сделают процесс зарядки смартфона быстрее.
Что может случиться, если заряжать неоригинальным З/У?
Сделать так, чтобы устройство заряжалось намного быстрее - можно. Но опять-таки, здесь присутствуют определенные нюансы. Например: производитель предписывает использование только оригинальных зарядных устройств. Связано это с гарантированной их безопасностью и подбором в них оптимальной мощности зарядки, при которой аккумуляторная батарея прослужит дольше, и при этом будет набирать емкость крайне быстро.
Если же подавать на аккумулятор больший ток (с целью зарядить мобильный телефон быстрее), используя для этого более мощное зарядное устройство, то сам аккумулятор может не выдержать нагрузки и прийти в негодность. Самое безвредное, что может случиться — это калибровка аккумуляторной батареи нарушится, и телефон будет неверно показывать заряд. Здесь поможет проведение полных циклов зарядки и разрядки.
Если же, наоборот, использовать неоригинальное зарядное устройство меньшей мощности, то смартфон элементарно будет дольше заряжаться. Хотя аккумулятору это вредить не будет. Для него это, наоборот, щадящий режим. Но не того ни другого допускать нельзя. Важно использовать только свое зарядное устройство, или соответствующее параметрам оригинального З/У.
Что делать, если фирменное зарядное устройство, или провод от него пришли в негодность?
Однако, если пришел в негодность кабель или зарядный блок, то их в любом случае нужно менять. И не факт, что оригинальное устройство найдется.
Зарядное устройство подает ток определенной мощности на батарею. Но именно от кабеля зависит пропустит он его или нет. Плохие кабели могут ограничивать мощность зарядного блока. Так, например, если зарядник обладает силой тока 2А, а на проводе указано значение 1А, то процесс набора энергии смартфоном будет проходить крайне долго. Провод в этом случае тоже должен быть на 2А. Также, когда сгорел блок питания, а его уже успели выкинуть, то на официальном сайте компании производителя смартфона нужно найти информацию о том, какие параметры имеет оригинальное зарядное устройство. Затем по этим параметрам следует подобрать зарядник.
Как сократить время зарядки
В современных и высокотехнологичных смартфонах установлен контроллер, который препятствует подаче на АКБ большей силы тока. Но только в современных! Поэтому в них использовать более мощные зарядники можно. В случае чрезмерной подачи тока, аккумулятор просто не будет брать излишки.
Использовать более мощные З/У, опять же, в современных смартфонах не нужно. Они по умолчанию оснащаются комплектом с быстрой зарядкой. Однако есть исключение: только две компании ограничивают комплект поставки маломощными зарядными блоками, чтобы пользователь приобретал более мощные З/У дополнительно и за отдельную плату. К таким компаниям относятся Sony и Apple. Чтобы не переплачивать, можно узнать характеристики оригинальных мощных З/У и приобрести их аналог, исходя из совета ниже.
Также, чтобы узнать, может ли на других девайсах аккумулятор более ускоренно набирать заряд, понадобится установить на них приложение Ampere. Оно покажет в процессе набора емкости аккумулятором, какую мощность тока он способен выдержать без вреда для себя. Далее схема та же: требуется записать значения и подобрать по ним зарядный блок.
Если хотите быть в курсе всех изменений и событий, то обязательно ставьте лайки, делитесь материалами и подписывайтесь на канал . Наша задача - доносить к вам только полезную и актуальную информацию.
Вопрос автономности гаджетов, не смотря на старания производителей аккумуляторов, остается открытым. Особенно остро он может встать в пути, когда доступа к бытовой электрической сети нет.
Для выхода из положения во время передвижений в авто проблема решается с помощью автомобильных зарядных устройств, питающихся от гнезда прикуривателя.
Здесь, как и в случае с любым товаром, производители предлагают широкий ассортимент зарядных устройств.
В сегодняшнем обзоре речь пойдет о зарядном устройстве, обладающим сразу четырьмя функциями – 4 в 1. Кому интересно, приглашаю под кат. 
Характеристики устройства:
— входное напряжение: 12-24 вольта;
— выходное напряжение: 5 вольт;
— выходной ток: 0-3,1 ампера;
— защита от перегрузки по току;
— габаритные размеры: 4*3*7,8 см;
-вес: 60 гр.
Основной функцией данного зарядного является зарядка гаджетов и способность обеспечить на двух портах напряжение 5 вольт при токе 3,1 ампер.
Три дополнительные функции делают устройство еще более привлекательным для покупателей, а именно:
-измерение напряжение в бортовой сети автомобиля;
— измерения тока, потребляемого нагрузкой;
— измерение температуры воздуха.
Информация о фиксируемых значениях отображается четырехсегментным индикатором.
Поставляется устройство в симпатичной коробке, с нанесенной технической информацией. 
Зарядное уложено в блистер. 
С упаковкой все красиво и аккуратно.
А вот с весом – нет. Не доложили 36 грамм). 
Сразу захотелось осмотреть внутренний мир устройства. Разбирается все крайне просто – передняя панель крепится защелками, но снялась без особых усилий и инструмента. В одной половинке корпуса штифты, в другой углубления и затруднений при разборке так же не возникло. Не смотря на простоту и отсутствие клея, корпус не люфтит и не разваливается. 
Под табло расположен терморезистор для измерения температуры воздуха. 
С пайкой вроде все не плохо, но флюс отмыт без рвения). 
Как видим, схемотехника не отличается изощренностью. В качестве преобразователя входного напряжения чип LT6005C, видимо собственной китайской разработки — попытка найти даташит не увенчалась успехом. Вместо информации по преобразователю интернет под той же маркировкой выдает информацию на чип для построения датчиков загазованности, уровня заряда батарей, низкоуровневых процессов:
Судя по номиналам конденсаторов, можно сказать, что с фильтрацией не заморачивались) – 47 мкф на входе и 10 на выходе. Параллельно им установлены керамические конденсаторы.
Плата преобразователя проводами соединена с платой, где расположены микроконтроллер с затертой маркировкой, отвечающий за измерение и отображение напряжения в бортовой сети автомобиля, тока, потребляемого нагрузкой и температуры воздуха внутри корпуса зарядного устройства. Тут же видим, что два порта USB соединены параллельно – следовательно, заявленные 3,1 ампера следует ожидать на два порта, о чем собственно и гласит надпись на коробке: «double 3,1 A USB output».
Для тестирования были использованы блок питания с напряжением 0-30 вольт и током до 3 ампер, пара USB тестеров JT-7, токовая нагрузка, отрезок нихромовой проволоки и самодельные переходники так, как два тестера в близкорасположенные порты вставить не получится.
При первом включении на себя обратило не особо яркое свечение индикатора зарядки, а это хорошо – в темное время суток в машине свечение не будет отвлекать от дороги и раздражать, как пресловутый «синий светодиод».
Индикатор начинает светиться при входном напряжении 4,8 вольта, выходное при этом не измерял так, как параметры не штатные. 
Показания напряжения в бортовой сети на холостом ходу на 0,1 -0,2 вольта ниже реальных значений во всем диапазоне рабочих напряжений от 12 до 24 вольт. Не считаю это критичным так, как класс точности вольтметра в зарядном устройстве неизвестен. 
Показания амперметра без нагрузки равны 0. 
Такое уточнение может показаться лишним, но поскольку речь идет об измерительной функции, то приведу пример амперметра, что в блоке питания – при первом включении эта модель у некоторых пользователей показывает ток отличный от нуля без нагрузки и требует подстройки. Здесь же с этим все в порядке.
И фото показаний термометра на кокам-то из этапов тестирования. 
В работе термометра есть один интересный момент – его показания отображаются только на холостом ходу или при подключении нагрузки только к одному порту USB — видимо такова особенность прошивки контроллера и разработчики посчитали, что в процессе зарядки гаджетов следует больше уделять вниманию напряжению в сети и току нагрузки, а за безопасность будет отвечать защита по току и температуре, заложенная в чип преобразователя.
Непосредственно испытания
Подключен только тестер, нагрузка отключена – напряжение на выходе зарядки 5,07 вольт. Как бы непривычно маловато. Изменение входного напряжения влияния не оказало. 
При подключении одного резистора напряжение просело до 4,75 вольта. Ток 0,96 ампера согласно тестера. Присутствует незначительная разница показаний амперметров. 
Подключение нагрузки с током потребления 2 ампера вызвало просадку напряжения до 4,49 вольта. Разница показаний амперметров более выраженная. 
И подключение нагрузки с током потребления 3 ампера снизило напряжение на выходе аж до 4,32 вольта! Разница показаний амперметров еще больше впечатлила. 
Но и здесь есть существенный положительный момент – работа в таком режиме в течении около минуты продемонстрировала наличие защиты по току и видимо температуре, заложенные в чипе – зарядное отключилось. 
Нагрузка двух портов током 1 и 2 ампера вообще расстроила. 
Досадная ситуация – зарядное есть, а толку от него мало.
Решил снова разобрать устройство и посмотреть, что является причиной таких потеть и просадок. Подключив нагрузку непосредственно на выход преобразователя, убедился, что чип способен таки выдать заявленные Амперы. 
Дальнейшим шагом стала замена проводов, соединяющих преобразователь с платой портов и индикации. Кроме того, были залужены силовые дорожки. Для чистоты эксперимента еще бы заменить порты, но их в нужной конфигурации под рукой не оказалось.
Результаты таковы: 
Как по мне, так не плохой результат –далеко не многие зарядки могут выдать 3 Ампера, да еще и без просадки напряжения от одного преобразователя на два порта. Да, качество исполнения подкачало, хотя идея хорошая. Будь под рукой нормальные гнезда USB, то думаю, что просадки были бы еще меньше и выходные напряжение/ток были бы очень близки к тем, что были при подключении нагрузки непосредственно к преобразователю.
С другой стороны, имеем в одном корпусе вольтметр для бортовой сети, термометр (не во всех авто он есть) и зарядное, слегка допилив которое, можно с одного порта снять весьма приличный ток. Да и от двух без фанатизма зарядить пару современных телефоном в пути, зная суммарный ток благодаря амперметру. Большим плюсом данного зарядного устройства является наличие защиты, что делает процесс зарядки безопасным.
Дополнительно – во время использования в машине характерного писка на холостом ходу и наводок на приемник в FM диапазоне нет.
Вне всякого сомнения, автомобильная зарядка — вещь полезная.
Взял попробовать простенький комплект на эксперименты.
Кабель уже проверял ранее.
mysku
Зарядка очень компактная и короткая — далеко не всякое гнездо прикуривателя совместимо с ней, т.к. может не достать центральный контакт.
Зарядку естественно разобрал. 
Состоит из двух спаянных плат — гетинаксовой для USB разъёма и стеклотекстолитовой для преобразователя.
Качество монтажа посредственное, пайка небрежная, платы спаяны криво, однако на удивление всё работает.
Защитного предохранителя естественно нет :(
Собрана зарядка на базе HC8816 (2А, 4,75-25В, 350кГц)
Реальная схема устройства. 
Напряжение холостого хода задрано до 5,39В.
Под нагрузкой на самом разъёме напряжение нисколько не просаживается.
На максимальном заявленном токе 2А быстро перегревается далеко за 100гр и пахнет палёным.
Более-менее номально без перегрева держит выходной ток до 1,3А.
Хоть и заявлено рабочее напряжение 12-24V, в бортовую сеть 24V зарядку включать нельзя, т.к. там номинальное напряжение 28-29V и присутствуют кратковременные выбросы напряжения.
Минимальное входное напряжение для обеспечения выходного тока 1А — не менее 6V.
В установленном виде выглядит так 
Для сравнения, покажу внутренности путёвой автозарядки Belkin 5V 1A
Как говориться, почувствуйте разницу :) 
Здравствуйте Хабра-господа и Хабра-Дамы!
Думаю некоторым из Вас знакома ситуация:
«Автомобиль, пробка, N-ый час за рулем. Коммуникатор с запущенным навигатором уже 3-й раз пиликает об окончании заряда, несмотря на то что все время подключен к зарядке. А Вы, как на зло, абсолютно не ориентируетесь в этой части города.»
Далее, я расскажу о том, как имея в меру прямые руки, небольшой набор инструментов и немного денег соорудить универсальную (подходящую для зарядки номинальным током, как Apple, так и всех остальных устройств), автомобильную USB зарядку для Ваших гаджетов.
ОСТОРОЖНО: Под катом много фото, немного работы, никакого ЛУТ и нет хеппи энда (пока нет).
Автор, нафига все это?
Некоторое время назад со мной приключилась история описанная в прологе, китайский usb-двойник, абсолютно бессовестно дал разрядиться моему смарту во время навигации, из заявленных 500mA он выдавал около 350 на оба сокета. Надо сказать я был очень зол. Ну да ладно — сам дурак, решил я, и в этот же день, вечером, был заказан на eBay автомобильный зарядник на 2А, который почил в недрах китайско-израильской почты. По счастливой случайности, у меня завалялась платка конвертор DC-DC step down с выходным током до 3-х А и я решил на ее базе собрать себе надежный и универсальный зарядник для автомобиля.
Немного о зарядных устройствах.
Большинство зарядных устройств, которые присутствуют на рынке, я бы поделил на четыре типа:
1. Яблочные — заточенные под Apple-устройства, снабженные небольшой зарядной хитростью.
2. Обычные — ориентированные на большинство гаджетов, которым достаточно закороченных DATA+ и DATA- для потребления номинального тока заряда (тот, что заявлен на зарядном устройстве Вашего гаджета).
3. Бестолковые — у которых DATA+ и DATA- висят в воздухе. В связи с этим, Ваше устройство решает, что это USB-хаб или компьютер и не потребляет более 500 mA, что отрицательно сказывается на скорости заряда или вообще в отсутствии оного под нагрузкой.
4. Хитро%!$&е — так как внутри у них установлен микроконтроллер, который сообщает устройству, что то из разряда того, что небезызвестный герой Киплинга сообщал животным — «Мы с тобой одной крови, ты и я», проверяет оригинальность зарядки. Для всех же остальных устройств они являются ЗУ третьего типа.
Последние два варианта, в силу понятных причин, считаю не интересными и даже вредными, поэтому сосредоточимся на первых двух. Поскольку наша зарядка должна уметь заряжать, как яблочные так и все остальные гаджеты мы используем два выхода USB, один будет ориентирован на Apple — устройства, второй на все остальные. Замечу лишь, что если Вы по ошибке подключите гаджет к не предназначенной для него USB розетке, ничего страшного не произойдет, просто он будет брать те же пресловутые 500mA.
Итак, цель: " Немного поработав руками получить универсальную зарядку для машины."
Что нам понадобится
2. USB розетка, я использовал двойную, которую выпаял из старого USB-хаба.
Так же можно использовать обычные сокеты от USB удлинителя.
3. Макетная плата. Для того что бы припаять к чему-нибудь USB розетку и собрать простенькую схему зарядки для Apple.
4. Резисторы или сопротивления, кому как больше нравится и один LED. Всего 5-ть штук, 75 кОм, 43 кОм, 2 номиналом 50 кОм и один на 70Ом. На первых 4-х как раз и строится схема зарядки Apple, на 70 Ом я использовал для ограничения тока на светодиоде.
5. Корпус. Я нашел в закромах родины футляр от фонарика Mag-Lite. Вообще, идеально бы подошел футляр от зубной щетки черного цвета, но я такового не нашел.
6. Паяльник, канифоль, припой, кусачки, дрель и час свободного времени.
Собираем зарядку
1. Первым делом я закоротил между собой выводы DATA+ и DATA- на одном из сокетов:
*Прошу прощение за резкость, встал рано и телу хотелось спать, а мозгу продолжения эксперимента.
Это как раз и будет наша розетка для не яблочных гаджетов.
2. Отрезаем нужный нам размер макетной платы и размечаем и сверлим в ней отверстия под крепежные ножки USB розетки, параллельно проверяя, что контактные ножки у нас совпадают с отверстиями в плате.
3. Вставляем сокет, фиксируем и припаиваем к макетной плате. Контакты +5В первой(1) и второй(5) розетки замыкаем между собой, так же поступаем и с контактами GND(4 и 8).
Фото только для пояснения, контакты пропаиваются уже на макетной плате
4. Распаиваем на оставшиеся два контакта DATA+ и DATA- следующую схему:
Для соблюдения полярности пользуемся распиновкой USB:
У меня получилось так:
Не забываем подстроить напряжение на выходе, при помощи отвертки и вольтметра задаем 5 — 5.1В.
Так же я решил добавить индикацию к цепи питания USB, паралельно к +5V и GND припаял желтый лед с резистором на 70Ом для ограничения тока.
Убедительная просьба к людям с тонкой душевной организации и прочим любителям прекрасного: «Не смотрите следующую картинку, ибо пайка кривая.»
5. Фиксируем плату конвертер на нашей макетной плате. Я это осуществил при помощи ножек от все тех же резисторов, запаяв их в контактные отверстия на плате конвертера и на макетной плате.
6. Припаиваем выходы конвертера к соответствующим входам на USB-сокете. Соблюдаем полярность!
7. Берем корпус, размечаем и сверлим отверстия под крепление нашей платы, размечаем и вырезаем место под USB розетку и добавляем отверстия для вентиляции напротив микросхемы конвертера.
Крепим макетную плату болтами к корпусу и получаем вот такую коробочку:
В Машине это выглядит так:
Тесты
Далее, я решил проверить реально ли мои устройства будут считать, что они заряжаются от родной зарядки. А заодно замерить и токи.
Питание обеспечено БП от старого принтера 24В 3.3А.
Ток я замерял перед выходом на USB.
Забегая вперед скажу, все имеющиеся у меня устройства зарядку признали.
К USB розетке номер один (которая предназначена для разных гаджетов ) я подключал:
HTC Sensation, HTC Wildfire S, Nokia E72, Nexus 7, Samsung Galaxy ACE2.
Для Sensation и Nexus 7 я проверил время зарядки, начинал с 1% и заряжал до 100%.
Смартфон зарядился за 1 час 43 минуты (батарейка Anker на 1900 mAh), должен заметить, что от стандартной зарядки он заряжается около 2-х часов.
Планшет же зарядился за 3 часа 33 минуты, что на пол часа дольше чем зарядка от сети (Одновременно заряжал только одно устройство).
Чтобы оба Android устройства брали из зарядки максимум, мне пришлось спаять небольшой переходничок(который подключал к apple USB), к нему подключен HTC Sensation.
К USB розетке номер два я подключал: Ipod Nano, Ipod Touch 4G, Iphone 4S, Ipad 2. Поскольку Nano заряжать такой штукой смешно — он у меня максимум 200 mA брал, проверял Touch 4g и IPad. Ipod заряжался 1 час 17 минут с нуля и до 100%(правда вместе с IPAD 2). Ipad 2 заряжался 4 часа и 46 минут (один).
Как Вы видите Iphone 4S с удовольствием потребляет свой номинальный ток.
Кстати, Ipad 2 меня удивил, он абсолютно не чурался схемы с закороченными дата контактами и потреблял абсолютно те же токи, что и от предназначенного для него сокета.
Процесс зарядки и выводы
Для начала напомню, что все устройства в которых используют литиевые аккумуляторы имеют в наличии контроллер заряда. Работает он по следующей схеме:
График усреднен и может варьироваться для разных устройств .
Как видно из графика, в начале зарядного цикла контроллер позволяет заряжать максимально допустимым током для Вашего устройства и постепенно снижает ток. Уровень заряда определяется по напряжению, так же контроллеры мониторят температуру и отключают зарядку при высоких значениях последней. Контроллеры заряда могут находится в самом устройстве, в аккумуляторе или в зарядном устройстве (очень редко).
Подробней о зарядке литиевых элементов можно почитать здесь.
Собственно тут мы и подошли к моменту почему этот топик называется: «Попыткой номер раз». Дело в том, что максимум, что у меня получилось выжать из зарядки это: 1.77А
Ну а причина, на мой взгляд, не оптимально подобранная катушка индуктивности, которая в свою очередь не дает Buck — конвертору выдать свой максимальный ток. Думал ее заменить, но инструмента для пайки SMD у меня нет и в ближайшее время не предвидится. Это не ошибка проектировщиков платы с ebay, это просто особенность данной схемы так как она ориентированна на различные входящие и исходящие напряжения. При подобных условиях просто невозможно выдавать максимальный ток на всем диапазоне напряжений.
В итоге, я получил устройство, которое способно заряжать два смартфона одновременно или один планшет в автомобиле за вменяемое время.
В связи с вышесказанным было решено оставить эту зарядку как есть и собрать новую, полностью своими руками, на базе более мощного конвертора LM2678,
который в перспективе, сможет «накормить» два планшета и смартфон одновременно (5А на выходе). Но об этом уже в следующий раз!
Читайте также: