12V轉5V USB車充拆解

ysc

不管是一般手機或智慧型手機，充電介面逐漸改成USB 5V規格，由於規格統一使得廠商競相投入這類充電產品，好處是消費者選擇性多了價格也便宜了，但接著而來的是品質參差不齊與標示誇大不實，這陣子為了找個可靠的車充而重複購買好幾次，最後總算找到合用又不貴的產品。

依大家的習慣，將12V降壓成5V最先想到的應該是34063，的確目前市售品很多是用這顆IC來做，用來應付標準USB 500mA供電能力是ok的，但智慧型手機電池容量比較大，若以標準USB供電能力來充電要充很久，所以智慧型手機會判斷充電器規格，若可提供較大供電能力則將會以1A以上電流來充電 (AC模式)，如此可以大幅縮短充電時間。

有些以34063構成的車充雖號稱有1A供電能力，但實際加載測試幾分鐘內外殼溫度非常高，拆開外殼IC本體與二極體、電感等都非常燙手，甚至燙到無法以手指觸摸，真擔心沒注意時IC燒毀12V直通輸出......那手機大概也毀了。

網拍上有出現2.1A甚至3A以上的車充，體積小小一個真的有此能耐？基於好奇心再買來試試，經過測試真的有2A以上供電能力，而且長時間加載也沒甚溫度，為了了解是如何做到的，就把它拆了：

▼1顆55元買到號稱2.1A供電能力車充：


▼拆開後只看到1顆環形電感，控制IC在背面：


▼翻過來看到IC了，是FR9886，只看到電阻電容，找不到飛輪二極體：


▼電路放大寫真：


▼FR9886內部方塊圖：


▼應用範例：


▼這顆車充原本無指示燈，在內部加上1顆藍光LED，藍光經過USB插孔透光當電源指示燈。


從網路查到的資料，FR9886是台灣 天鈺科技（Fitipower Integrated Technology Inc.）的產品，專為降壓式DC-DC而設計，內部功率開關採用低阻值MOS製作，連飛輪二極體也以同步整流方式內建在IC，也是採用低阻值MOS，加上Switching頻率高達380Khz，所以整體效率非常高。

AC充電模式判斷：
傳統USB單一插孔供電能力都限制在500mA，若超過此限制值作業系統會發生USB電源爆衝警告，甚至USB電源輸出保險絲燒斷，但充電變壓器一樣採用USB接頭，手機如何判斷是插在電腦USB還是充電器？USB除了電源2條線之外還有D+,D-  2條訊號線，這兩條訊號線在充電時是沒用到的，大部分廠牌手機就從這兩條線來判別，電腦USB埠D+,D-有利用電阻加上偏壓，測試過的HTC,NOKIA充電器則是將這兩條線直接短路，而且完全沒給任何偏壓，手機就靠這條件來偵測充電器種類，在AC模式時會從充電器吸取超過1A的電流，以加速充電時間。

cools0607

謝謝你提供
剛剛我也查了一下FR9886 有別名 ACT4060SH(在alldatasheet上應該就可以找到了)
至於中文的應用電路及說明 http://go-gddq.com/html/s225/2011-12/846575p4.htm  (我不知道怎麼copy過來   請自己到這邊看.)

cools0607

只能說商人好厲害
一顆IC裡面包含比較器.PWM電路 還有保護電路...

ysc

cools0607 發表於 2013-5-28 10:58 AM static/image/common/back.gif
謝謝你提供
剛剛我也查了一下FR9886 有別名 ACT4060SH(在alldatasheet上應該就可以找到了)
至於中文的應用 ...

應該是同類型不完全一樣的東西，ATC4060SH LOW SIDE MOS內阻太高，高電流時必須外加飛輪二極體，FR9886直接用內建的就可以。

ysc

cools0607 發表於 2013-5-28 10:59 AM static/image/common/back.gif
只能說商人好厲害
一顆IC裡面包含比較器.PWM電路 還有保護電路...

有商機就有人動腦筋商品化，3C產品內部電源管理需求很多，如LCD就需要很多組，這類電源管理IC台灣有好幾家在做，明明是台灣的東西但市面上就是不容易買到，反而對岸掏寶還比較容易找到。

lianyich

不錯的資料，感謝分享！