USB充电器5V2A

使用原边反馈控制芯片制作的5V2A USB充电器，没使用反馈光耦，电路简单。直接使用成品变压器，不需要自己绕制、定制变压器。

 

 

免责声明：

本项目使用220V市电，DIY及使用时可能存在电击、高温烫伤等多种可能至人伤、残、死亡的风险。请严格按照安全规范操作并做好充足的保护，未成年人请在监护人的辅助下操作。使用本方案，表示你已经对安全风险有充足的认知，请确认自己有足够的知识储备再行操作。造成的任何损失和后果自负，本人不承担任何法律上的责任。

 

本人是软件方向，非电子硬件科班生，只是业余爱好者。因此可能很多基本的硬件常识都不知道，电路图上如有任何不妥，还望各位不吝赐教，拱手致谢。

 

本项目仅为本人学习需要而建立，没有性价比。

 

硬件说明：

1.反激式开关电源，输入输出隔离，输入AC 220V，输出电压DC5V-5.2V，最大输出电流>2A，功率10W。
2.原边反馈控制芯片U1，可选型号LP3783A或者LP3783B。 副边同步整流芯片U2，可选型号LP3520或者LP3515。
不同的芯片型号只是在最大输出电流上有差异，但反正都被变压器的性能限制住，所以无所谓了。哪个芯片好买、便宜就买哪个。

3.只需要打板一块，PCB的厚度是1mm。

4.因为没有使用光耦反馈，所以输出电压并不能稳定在一个固定的数值。但波动幅度不大，基本上在5V-5.2V之间，可以满足手机充电等使用要求。
5.输出线损补偿，开路、短路保护， 过压、欠压保护， 过温保护。（来自LP3783A芯片数据手册）

6.调试时必须带外壳插在插板上测试，外壳在没有粘胶的情况下很容易被拔掉。请爱惜自己的生命。

7.如果在PCB打板过程中，厂家提示：中间铣槽连接位太小、会断板等，请回复：我已悉知并可接受此原因带来的风险，请直接按Gerber文件生产，谢谢！

 

 

相关元件来源：

1.USB充电器外壳（包括里面的金属插脚等），-> 阿里巴巴购买链接（LCF-153美规，USB+TYPE-C）

2.控制芯片、整流芯片，LP3783A/LP3783B/LP3520/LP3515 ，->淘宝购买链接

3.开关电源高频变压器EE1310，->淘宝购买链接

4.有一些不常见的电阻，普通的电阻本里面没有的，比如R1206 23.2kΩ 1%，R0603 43.2K 49.9K，我在这家买的->淘宝购买链接，需要哪个型号直接问，老板人非常好。
5.USB插座->淘宝购买链接：(A母侧插 14.0 无边 直脚/弯脚掰直也可以)，TYPEC插座 ->淘宝购买链接 （TYPE-C 6P侧插 加高款/加厚款）

6.共模电感 ->淘宝购买链接（12*6*4-10mH 0.4线径 2A）

7.X安规电容 ->淘宝购买链接（275V104K 0.1UF P=7.5MM），******特别提醒，厚度必须为5mm,脚距7.5mm******

8.400V33UF电解电容 ->淘宝购买链接（小尺寸10X17）

9.******非必须******，图片中测量电压电流用的USB表，买的这个->淘宝购买链接（ACD15P），电子负载->淘宝购买链接

 

 

安装步骤：

1.先用铁板烧焊反面的贴片元件

 

2.再用烙铁焊正面的直插元件（正面插，反面焊），比如电解电容、变压器、保险管等。

焊好直插元件，再把多余的长脚剪掉

 

3.最后焊AC插头连接线

焊上连接线

 

对准卡槽，装壳

 

先用胶布粘上，方便测试

 

 

输出测试：

空载电压>5V

 

USB口充电电流1.5A，电压补偿到了5.12V

 

手机充电电流1.87A，电压5.14V

 

TYPE-C充电电流可达1A左右，但没有达到1.5A的设计电流，不知道是哪里的问题

 

用电子负载强制耗电，最大电流可达2.3A以上

 

 

一些废话（感谢看到这里）：

说起来，这个充电器项目我做了3个月，光打板就打了8次，才做成现在这个样子。
高手可能会觉得这么简单的充电器，分分钟就可以画出来。

但是对我这个初学者来说，真的不容易。

想做，刚开始两眼一抹黑。

首先是方案，开源广场有带光耦的方案，但我感觉比较复杂。
我研究充电头网的时候，发现市售的充电器基本都不带光耦，电路结构就很简单。我本来就是初学者，当然想做尽量简单的。

然后找回来开源广场，发现已经有了5V2A的方案，但看该项目的评论区真的一言难尽。结论是这个方案没法复刻。
接着是变压器，高手都是自己绕变压器，或者是定制的。但我既不会自己绕，也不知道定制需要的参数。只能买现成的。

然后我从变压器厂家手里要了一个原始的方案，但他只给了PCB布线图，原理图是我自己反向推导的。
而且他的方案中控制芯片也不好买，我在淘宝上用关键字查：隔离原边反馈控制芯片+副边同步整流芯片，终于给我找到LP3783+LP3515这个组合。

其实还有其他好买的芯片，比如HC2702F+HC7703A，但找不到数据手册，连厂家网站上都下载不到，就比较绝望。

然后就是根据数据手册调整方案的参数，打板->测数据->调参数->再打板。

N多次以后，才终于有了现在这个看起来参数很LOW(只有5V2A而且不能快充)，但确实能用的充电器。

 

雄关漫道真如铁，而今迈步重头越。

 

 

QQ群交流:

 

 

硬件更新说明:

2024/4/26
硬件更新，V1.1。
1.将TYPE-C设别电阻更改为2个22k上拉到5V，目前TYPE-C充电电流最大可达1A。感谢 @Z1024 的提示。

 

感谢 @little_grasshopper 大佬的指教，以下修改得到了他的鼎力帮助。
2. 初级整流电容增加到33uF。
3. 在共模电感两端、以及初级次级间都增加了放电齿。
4. 输入电路N线中串联一个NTC10D-5防打火。
5. 添加了由R1、CX1及T1组成的EMI电路。
6. 将次级电容C6换成了1000UF/10V的固态电容。
7. 已重新进行PCB布线，确保满足以下间距：
a)整流桥前L-N≥3mm
b)整流桥后312V(310V)-AGND≥1.5mm
c)个别地方不满足间距的均已开槽1mm
8.不再使用大面积的铺铜，确保电流路径经过滤波电容C1/C2/C6。

2024/3/24

1.硬件发布，V0.8。

 

 

致谢：

感谢嘉立创yyds，每个月都要被我薅羊毛打板PCB。

感谢：@geek_yatao @Galejp @zml3589110 @hahaguaiyu  @agoniii @anwei  @xinyu194 @bai_taoxin @jxcnj  @tjdxryx  @lvyiwuhen  @leeeer @TALLHUB @jed.liu @sancai  @wisons    
以及其他在评论区留言的大佬。因为你们的意见和建议，让我得到很多启发、学习到了更多的知识。

非常感谢！