车载usb充电器电路图大全（稳压管/手机充电器/Buck变换器）

杨桂花 2018-05-11 44756

电源电路图

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描述

车载usb充电器电路图（一）

车载手机充电器电路图

将一个废弃的但仍能够使用的手机充电器外壳拆掉，将原来的220V电压经电容降压和二极管整流部分去掉，将车上点烟器的12V车用插头与图中的12V输入端进行连接，之后再测量一下输出端的电压是否符号手机的充电电压4．2～5V，正常后将充电器固定在一个不碍事的地方就可以了。安装部分的四周要注意隔离，防止短路。

若输出电压稍低于用户的手机充电电压，需要将光耦限流电位器RP作适当调整，这样就可得到合适的充电电压。

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车载usb充电器电路图（二）

介绍了一种带有线路补偿功能的车载USB充电器的设计，使得USB充电端口的电压随着电流的增大而提高，实现了USB充电电压的恒定，保证了USB端口的充电电流。

DC/DC Buck 变换器：设计主功率级采用了TI LM25117-Q1控制的同步Buck变换器。LM25117-Q1是一款汽车级产品，它提供了功率电路所需要的各种保护，包括可调节输入欠压，过流及短路以及过温保护。另外，LM25117-Q1可以模拟二极管控制，通过外部设定，使得同步buck变换器在轻载时候模拟二极管工作，在检测到下管有反向电流时，关闭下管，提高了变换器的轻载效率。

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充电管理电路：一款带有线路补偿的USB充电器的设计方案。给出了线路补偿的计算方式以及 mathcad的设计过程。输出充电管理TPS2546-Q1是一款汽车级产品，具有集成的USB 2.0 高速数据线路（D+/D-）开关的USB 充电端口控制器和电源开关。TPS2546-Q1支持BC1.2的SDP/CDP， DCP模式，也支持非BC1.2标准的快速充电模式，比如D+/D-分配模式2.0V/2.7V和2.7V/2.0V、D+/D-1.2V模式。在本设计中，TPS2546-Q1配置成DCP-Auto模式（CTL1=0， CTL2=1， CTL3=1， ILIM_SEL=1），该模式支持BC1.2 DCP及非BC1.2标准快速充电模式的自动切换，能支持目前世界上主流智能手机、平板电脑快速充电。处于该模式下，当充电电流超过负载检测电流阈值（ILD典型值700mA）时，STATUS被拉低，LED灯D3会点亮。当充电电流下降到典型值650mA，3秒之后，D3会熄灭。根据数据手册，选在 22.1kΩ的电阻R11连接到ILIM_HI脚，设置限流值典型值为2.275A，最小值为2.12A，最大值为2.43A，以支持最大 12W（5V，2.1A）的充电功率。

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光电隔离RS485典型电路图

车载usb充电器电路图（三）

下面是对着实物绘制的电路原理图：（电路板上有多种元件安装方法，安装请与原理图、实物图为准，PCB板上有些元件孔是不要安装的，有些元件要装在别的元件孔上，这点请注意！）说明：为了简化电路，达到学习目地，图中用1欧的电阻F1起到保险丝的作用，用一个二极管D1完成整流作用。接通电源后，C1会有300V左右的直流电压，通过R2给Q1的基极提供电流，Q1的发射极有R1电流检测电阻R1，Q1基极得电后，会经过T1的（3、4）产生集电极电流，并同时在T1的（5、6）（1、2）上产生感应电压，这两个次级绝缘的圈数相同的线圈，其中T1（1、2）输出由D7整流、C5滤波后通过USB座给负载供电；其中T1（5、6）经D6整流、C2滤波后通过IC1（实为4.3V稳压管）、Q2组成取样比较电路，检测输出电压高低；其中T1（5、6）、C3、R4还组成Q1三极管的正反馈电路，让Q1工作在高频振荡，不停的给T1（3、4）开关供电。当负载变轻或者电源电压变高等任何原因导致输出电压升高时，T1（5、6）、IC1取样比较导致Q2导通，Q1基极电流减小，集电极电流减小，负载能力变小，从而导致输出电压降低；当输出电压降低后，Q2取样后又会截止，Q1的负载能力变强，输出电压又会升高；这样起到自动稳压作用。

本电路虽然元件少，但是还设计有过流过载短路保护功能。当负载过载或者短路时，Q1的集电极电流大增，而Q1的发射极电阻R1会产生较高的压降，这个过载或者短路产生的高电压会经过R3让Q2饱和导通，从而让Q1截止停止输出防止过载损坏。因此，改变R1的大小，可以改变负载能力，如果要求输出电流小，例如只需要输出5V100MA，可以将R1阻值改大。当然，如果需要输出5V500MA的话，就需要将R1适当改小。注意：R1改小会增加烧坏Q1的可能性，如果需要大电流输出，建议更换13003、13007中大功率管。

C4、R5、D5起什么作用呢？T1变压器是电感元件，Q1工作在开关状态，当Q1截止时，会在集电极感应出很高的电压，这个电压可能高达1000伏以上，这会使Q1击穿损坏，现在有了高速开关管D5，这个电压可以给C4充电，吸收这个高压，C4充电后可以立即通过R5放电，这样Q1不会因集电极的高电压击穿损坏了，因此，这三个元件如有开关或者损坏，Q1是非常危险的，分分秒秒都可能会损坏。

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安装注意事项：

安装之前请不要急于动手，应先查阅相关的技术资料以及本说明，然后对照原理图，了解印刷电路板、元件清单，并分清各元件，了解各元件的特点、作用、功能，同时核对元件数量。

注：Z1、D2、D3、D4，IC1本种组装没有配备，电路板是设计的多用途的，本套件只用到半波整流，只有一个1N4007整流，请大家不要自己多装其它的二极管，参考图中样板做就行了，样板已经测试过是OK的，在工厂做过的朋友就知道，工厂都是按照样板生产的。

正确插入元件，按照从低到高、从小到大的顺利安装，极性要符合规定。对于手工安装，元件应分批安装。如此板先电阻→二极管→三极管→电容→变压器→USB座1、Q1、Q2千万不要装错，Q1应选用耐压500V以上具有开关特性的管子，Q2耐压几十伏就行了，Q2适合选放大特性好的管子，这两种管子的管脚排列可能会不同常规，请以测量为准。

2、IC1、D6请千万不要装错，同样是玻璃封装的二极管，一个是4.3V的稳压二极管，一个普通二极管，其中IC1只是PCB板上的符号，二极管只占用两个PCB元件孔。

3、1N4007、FR107、1N5819请不装错，1N4007是低频二极管，FR107是高频高压二极管，1N5819是低电压高频肖特基二极管，都是不能装错位置的。（代换关系：FR107可以代替1N4007，反之则不行；而1N5819则不能用其它二极管代替，1N5819的导通电压很低，相当于锗管的导通电压，因此，低电压整流效率很高，如果一定要用其它二极管代替，则出输出功率下载，发热严重，效率变低。）记住：FR104（7）是高频输出整流二极管，1N4007才是电源整流二极管。

通电测试线路板：

仔细检查线路板安装无误后，要通电试板时，可以在PCB板直接焊一个220V插头线，为了安全起见，请大家先在电源串联一个10W的白炽灯泡，以防止短路或者接错，千万注意安全，还有，元件一不小心就烧坏了，烧坏了需要再买才行。如果安装无误，用万用表可以测得USB1脚和4脚应有5V的电压输出，电源指示灯亮，确认电路板装配无误。

车载usb充电器电路图（四）

XLSEMI设计单片车充IC XL4002示意图

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基于车充领域的系统需求，上海芯龙半导体有限公司提供专用于车充方案的系列单片IC；内部除了常规的过流保护，过温度保护，输出短路保护外，还内置了专用于锂电池充电的CV，CC，OVP；相当于把［3］方案中的2576+358+稳压管等功能模块全部集成到一颗IC中；

优点：除了具有［3］方案中对应的优点外，还有：

（1）专用于车充的全集成方案，系统成本低，可靠性高；

（2） IC内部CV，CC，OVP都是通过控制PWM实现的；因此，输出电压，输出电流，输出过压保护的精度更高，响应速度很快；

（3）芯龙提供充电电流在0A ~ 3A之间车充的一系列高性价比产品；

缺点：（1）工作频率低（52KHz），外接电感大（100uH）；

（2）外围元件复杂，外接肖特基二极管；

（3）工作效率低（《90%）

车载usb充电器电路图（五）

用2576+358+稳压管的方案示意图

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优点：（1）由于2576内置过流保护、过温度保护等安全措施，结合358（双运放）来实现输出恒压CV，恒流CC，过压保护OVP等功能；实现了可靠、安全、完善的锂电池充电方案；

（2）由于2576为固定52K PWM变换器，使得车充的EMI设计相对容易；

（3）由于2576和358均为40V高压双极工艺制造，更加“皮实”；

（4）这种方案常用在0.8A ~ 1.5A左右的车充中；

缺点：（1）系统相对复杂，成本较高；

（2）恒流CC和过压保护OVP是通过358的输出去控制2576的EN来实现的，因此充电电流有比较大的纹波，CC和OVP的响应速度也不够快（是通过切换2576是否工作来实现的）；

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