USB nabíječka do auta na mikroobvodu MC33063A

Toto zařízení poskytuje konstantní výstupní napětí 5 V při proudovém zatížení až 0,5 A. Je docela vhodné jej používat v autě, jachtě, autobusu nebo v jiných vozidlech s palubní sítí 12-24 V.

Pokud máte nízkonapěťový stejnosměrný zdroj napětí, například dobíjecí baterii, ale nemáte možnost použít nabíječku ze síťového napájení 220 V, obnovte nabíjení a pro stacionární napájení mobilního zařízení, můžete použít tuto jednoduchou nabíječku, kterou bez větších obtíží zvládnete i vlastními rukama.

Princip fungování USB nabíjení na mikroobvodu MC33063A

USB nabíječka do auta na mikroobvodu MC33063A

Každý ví, že regulátor napětí +5 VDC je založen na integrovaném obvodu MC33063AVP. Fotografie obvodu je zobrazena výše.

Konstrukce integrovaného obvodu je vyrobena ve vylepšeném pouzdru DIP-8, které efektivněji odvádí teplo, na rozdíl od pouzdra SO-8, které se zase používá pro povrchovou montáž. Provozuschopnost tohoto mikroobvodu pracuje při vstupním napětí až přibližně 40 V. V integrovaném tranzistoru s kompozitním výstupem dosahuje pulzní proud maximálně 1,5 A.

Podle schématu nabíjení USB automobilu na mikroobvodu MC33063A prochází napájecí napětí 9 × 24 V filtrem C1L1C2, poté polymerní pojistkou FU1, která má schopnost samoléčení, poté, co napětí přejde do ochranná Schottkyho dioda VD1 a jde na vstup mikroobvodu stabilizátoru napětí DA1 … Během tohoto procesu kondenzátory C4 – C6 vyhlazují zvlnění vstupního napětí.

USB nabíječka do auta na mikroobvodu MC33063A

Tlumivka L2 je akumulační. Kondenzátor C7 pomáhá určit pracovní frekvenci, kterou měnič napětí provádí. Napětí v tomto zařízení se pohybuje od 30 do 80 kHz, což přímo závisí na vstupním napájecím napětí a také na proudu spotřebovaném připojenou zátěží.

Tlumivka L3 a kondenzátory C8? C11 vyhlazují zvlnění výstupního napětí v tomto zařízení, zatímco jejich amplitudový výkyv při maximální proudové zátěži není při pracovní frekvenci převodu větší než 5 mV. Poměr odporů odporů R1 a R3 určuje výstupní napětí. Čím vyšší je odpor R3, tím vyšší je výstupní napětí.

Při poruše IC DA1 je zátěž před možným poškozením vysokým výstupním napětím chráněna Zenerovými diodami VD3? VD5, jejichž stabilizační napětí je 5,6 V. Pokud je přerušen kompozitní klíčový tranzistor mikroobvodu, pak výstupní napětí stabilizátoru se pokusí dosáhnout hodnoty vstupního napětí. V tomto případě se tím Zenerovy diody VD3 – VD5 otevřou, čímž omezí výstupní napětí.

S pomocí těchto zenerových diod se proud prudce zvýší a proud se také zvýší pomocí pojistky FU1, která se samoléčí. V důsledku toho se pojistka okamžitě zahřeje a bude ve stavu vysokého odporu. Zenerovy diody a zátěž současně, proud prudce poklesne. Skutečnost, že existuje výstupní napětí, je signalizována superjasnou LED HL1.

Ochrana mikroobvodu proti přetížení nastává také díky samoléčivé pojistce, protože ochrana zabudovaná do mikroobvodu je neúčinná.

Proud spotřebovaný stabilizátorem je asi 280 mA, se spotřebou proudu 0,5 A a vstupním napětím spínacího regulátoru 12 V. Účinnost měniče napětí je přibližně 60%. Pokud se spínací regulátor změní na lineární, pak za stejných podmínek nebude účinnost vyšší než 41%. Jak vstupní napětí stoupá, mezera v účinnosti se zvětší mezi lineárním regulátorem a spínacím regulátorem. Mikroobvody MC33063 nevedou z hlediska účinnosti, hlavním důvodem je přítomnost kompozitního Darlingtonova tranzistoru ve formě výkonového spínače. Jsou však ekonomičtější a kompaktnější.

Díly a design USB nabíječky do auta

Konstrukci tvoří oboustranné kloubové upevnění. MC33063AVP IC můžete nahradit jakýmkoli z MC34063AP1, IP33063N, MC34063AP a dalších. Mikroobvod MC33063A se však liší od všech ostatních mikroobvodů vyšším tepelným odporem – asi 125 ° С než u jiných 70-85 ° С.

Aby se zvýšila robustnost mikroobvodu, musí být k jeho tělu přilepen měděný nebo mosazný chladič, který může ochladit povrch přibližně 10 cm2. Chladič lze lepit pomocí sekundového lepidla „Moment“ nebo tepelně vodivého lepidla „Alsil“ nebo jakéhokoli podobného lepidla, které může lepit kov.

Je také možné vyměnit diody Schottkyho bariéry 1 N5819 za vhodné MBR150, BW10-40, MBR160 a další. Zenerovy diody 1N4734A lze nahradit TZMC-5V6 nebo BZV55C-5V6. K určení funkčnosti zařízení během testu jsou zenerovy diody vypnuty.
Je také možné nahradit LED RL30-CD744D jinou podobnou super jasně modrou nebo bílou nebo jinou univerzální LED.

Keramické nebo filmové kondenzátory C1 – C3 pro provozní napětí musí odpovídat nejméně 35 V. Nejméně 25 V pro provozní napětí musí být tantalové nebo keramické kondenzátory C4, C6. Kondenzátor C7 může být fóliový nebo keramický. Kondenzátor C8 je tantal. Keramický kondenzátor C11. Kondenzátor C5 a C9 jsou oxid hlinitý.

Rezistor R1 je prezentován jako MLT, C1-4, C2? C23 nebo jako cizí analog. Všechny ostatní rezistory jsou malé velikosti pro povrchovou montáž.

Tlumivky lze vyrobit na prstencích sestávajících z nízkofrekvenčního feritu HM2000 o rozměrech 10 * 6 * 5 mm. Tlumivka L1 obsahuje 1 závit dvojitě přeloženého lanka. Tlumivka L2 obsahuje dva stejné kroužky, které jsou slepeny dohromady a má 15 závitů litého drátu PEV-1 o rozměrech 11 * 0,13. Pokud je v pouzdře dostatek volného místa, je nutné, aby taková tlumivka používala 3 stejné kroužky slepené dohromady. Tlumivka L3 obsahuje 10 závitů stejného drátu nebo jednožilového PEV-20,68.
Samoléčitelná bezpečnost vyměnitelná za MF-R030 nebo LP60-030.

Pouzdro je vyrobeno z telefonní zásuvky 2 * RJ11 o rozměrech 58 * 42 * 21 mm. Tento kufr má vstupní zásuvku XS2 s připájeným kondenzátorem C1, LED HL1 a zásuvku XS2 USB. Pokud je stabilizátor sestaven z opravitelných dílů a bezchybně, začne okamžitě fungovat.

Je možné změnit výstupní napětí pomocí odporu rezistoru R3, ale neměli byste jej zvyšovat o více než 5,3 V. V procesu nastavování stabilizátoru k napájení zátěže při napětí +5 V je lepší nastavte výstupní napětí za takových podmínek v přijatelném rozsahu 5, 05 až 5,1 V, aby se vyrovnal pokles napětí v připojovacích vodičích.

Vzhledem k přítomnosti diody VD1 lze takový stabilizátor připojit také k síťovým adaptérům s výstupním napětím 50 Hz.

Vhodné jsou také napájecí adaptéry s napětím na sekundárním vinutí výkonového transformátoru 11 × 16 V. Video o tom, jak sestavit přenosnou USB nabíječku pro váš telefon vlastními rukama: