基于mc34063的USB充电电路 - 全文

　　一、制作过程

　　根据电路原理图，设计单面PCB如下图所示。

　　在焊接电路板时，先准备好附表1中的所有器件。用万用表全部检测一遍以保证器件没有问题。

　　接下来就可以进行焊接了，按照从低到高、从小到大的原则进行焊接，如下图所示，先把电阻、瓷片电容等个头较小的器件焊接到电路板上。然后再把电解电容、变压器、USB口依次焊接完成。

　　为了安全起见，使用一个1/2W1Ω的电阻当做保险丝（F1）。

　　在焊装时需要注意以下几点：

　　（1）发光二极管LED1是电源指示灯，它需要与外壳上的圆孔对齐，LED1的管脚可留长一些，否则在表面看不到。

　　（2）二极管D1、D5、D6、D7千万不要装混了，IN4007是低频二极管，FR107是高频高压二极管，IN5819是低压高频二极管等，它们之间是不能代用的。

　　（3）三极管Q1、Q2也不要装错，更不要装反。

　　（4）安装、焊接完成之后，仔细检查一下各个部分，看看有没有虚焊等情况发生。

　　二、调试方法

　　仔细检查电路板焊装无误后，就要进入调试阶段。这里要特别注意安全，因为电路直接由220V供电，在整个电路板上都有22C）V高压，人体一旦与电路板接触就会发生触电。所以在接下来的步骤中要格外小心。

　　为了调试方便，先在PCB上焊接一个220V的插头线，同时为了安全起见，请在插头线上串联一个10W的灯泡，以防止短路或接错，如下图所示。

　　如果焊装无误，用万用表可以测得USB口1、4脚之间有+5V的直流电压输出，同时电源指示灯LED1正常点亮。一切正常后，将插头线取下，换上两根导线，将电路板与外壳上的插针连接即可，如下图所示。

　　最后，把电路板插到另一半外壳中，将指示灯露在圆孔外，同时USB口对齐外壳预留的方形孔就可以了，完成之后就可以正常使用给MP3、MP4充电了。最终完成的效果如下图所示。元器件清单见下表。

　　三、其他解决方

　　案除了以上介绍的方案外，还可以参下考图制作利用DC-DC变换器MC34063A为核心的开关式USB充电器。MC34063A的内部结构可参考右图所示，其内部三极管Q1起到了模拟开关的作用。内部的振荡器设置开关周期，同时，Ipeak感应端通过控制三极管Q1的导通时间来限制流经电感L1的电流。125V的参考电压和比较器构成一个监视输出电压的电路向芯片提供反馈。

　　下图中。当电源开关S1闭合时，MC34063A获得工作电源，二极管D1可防止焊装时将电源极性弄反而烧毁器件，而瞬态电压干扰抑制器D2可以抑制从电源引入的高频脉冲噪声。电容C1、C2起到进一步滤波的作用。

　　三个并联的1Ω电阻R1、R2、R3可帮助监测流经电感L1的电流，当电流到达1A时，MC34063A的7脚电平比6脚低300mV，从而使MC34063A的内部三极管截止，存储在电感L1中的电能通过肖特基二极管D3进入电容C4中。

　　MC34063A的5脚通过一个分压器来稳定输出电压。稳压二极管D4和10Ω电阻R7在负载突然减小时起到过压保护的作用。一般情况下，输出电压为5V时，稳压二极管D4不会导通。但调节电位器R5使分压为1.25V时输出电压为5V。超过5.1V稳压二极管D4就会持续导通，所以，在调节R5时需要谨慎，保证输出电压不要超过5.1V。

　　电感L1使用φ0．5mm的漆包线在圆形铁心绕75圈制作，由于电路比较简单，可以参考上图的器件布局设计单面的PCB。PCB制作好后。按照由小到大的原则焊接器件，最终成品如下图所示。

　　制作完成后，进入调试阶段。首先把电位器R5逆时针旋转到头，用万用表的电压档测量电路测试点TP点的电压，然后给电路供电，合上电源开关S1，调节电位器R5使万用表读数为5V±20mV。调试完成后，可以把下图所示的电路板装到一个塑料盒子里，让指示灯D5露出来即可。

　　四、如何使用USB充电器

　　制作完成之后的USB充电器如下图所示。使用时很简单，只要把USB充电器插到220VAC插座上，如果充电器上的指示灯点亮说明工作正常，然后将MP3或MP4原配的USB线连接充电器下方的USB口和设备上的充电口即可。在MP3或MP4上就会看到电池正在被充电的提示信息。

　　当MP3或MP4上提示电池已经充满，将充电器从插座上拨下并断开设备与充电器之间的USB连接即可。

　　五、USB充电器是如何工作的

　　使用这个自制的USB充电器完成MP3或MP4的充电是一件非常轻松的事。那在USB充电器里面到底有什么奥秘呢？其实USB充电器的电路非常简单（从它不到10元的成本也能猜到！），如下图所示是USB充电器的电路原理图。

　　220V的交流电通过二极管D1和电容C1的整流滤波后，在C1会有300V左右的直流电压。经电阻R2后给三极管Q1的基极提供工作电流，Q1工作后，其集电极在变压器T1的初级线圈3～4产生电流，从而T1的次级线圈5～6因感应产生电压，T1的另一个次级线圈1～2也产生感应电压。这两个次级是两个互相独立但匝数相同的线圈。其中线圈1～2的输出由二极管D7和电容C5进行整流和滤波，最后通过USB插座、JP2给负载充电。

　　T1的线圈5～6与电容C3、电阻R4还组成三极管Q1的正反馈电路，让Q1处于高频振荡不停给线圈3～4开关供电。当负载阻抗发生变化使输出电压升高，线圈5～6、稳压二极管ZD1取样比较使三极管Q2导通，则Q1基极电流减小，集电极电流也减小，从而电路负载能力变小，降低输出电压，这样起到了稳压的作用。

　　另外，电容C4、电阻R5、二极管D5组成了击穿保护电路，防止线圈3～4的感应电压将Q1击穿。