汽車12V轉(zhuǎn)USB 5V 2A輸出電源適配器

PCB圖如下：

描述

汽車 12V 轉(zhuǎn) USB 5V 2A 輸出電源適配器

該項(xiàng)目介紹了一種標(biāo)稱 12V 至 5V 的降壓電源適配器，用于機(jī)動(dòng)車輛以提供

來(lái)自 USB 插座的 5V、高達(dá) 2A 的電流。

它旨在插入汽車或其他車輛的點(diǎn)煙器插座中，并可與通常從 5V USB 電源插座以高達(dá) 1.8A 的電流充電的任何設(shè)備一起使用。

盡管最近的汽車已經(jīng)內(nèi)置了適合這種用途的 USB 插座，

有些可能無(wú)法提供足夠的電流來(lái)為平板電腦和智能手機(jī)等設(shè)備充電。

許多在 2010 年前后設(shè)計(jì)的汽車可能根本沒有 USB 插座。

然而，大多數(shù)車輛都有點(diǎn)煙器插座，允許將大電流直接連接到車輛 12V 電源。

這顯然不適合直接為 5V 輸入設(shè)備充電，因此需要某種形式的電壓降低以及 - 由于嘈雜且非常粗略調(diào)節(jié)的電池電壓行為 - 需要電壓調(diào)節(jié)。

許多 12V 至 5V 適配器的設(shè)計(jì)已經(jīng)在網(wǎng)絡(luò)上免費(fèi)提供，使用線性調(diào)節(jié)，在最大交流發(fā)電機(jī)輸出下 2A 負(fù)載時(shí)，它會(huì)在 15W 至 20W 范圍內(nèi)的某處耗散，因此需要大量散熱。

大多數(shù)不提供任何形式的輸出過壓保護(hù)，以防串聯(lián)穩(wěn)壓元件發(fā)生短路故障，這可能導(dǎo)致 12V 輸入電源直接連接到 5V 輸出。

目前尚不清楚出售的商用設(shè)備提供何種級(jí)別的保護(hù)。

該項(xiàng)目提出了一種設(shè)計(jì)，為輸入和輸出連接提供明確定義的保護(hù)。

1.輸入電壓

8V 至 55V 直流

2.負(fù)載突降和輸入反極性保護(hù)

輸入側(cè)設(shè)計(jì)為在標(biāo)稱 12V 車輛電源下運(yùn)行，但能夠承受瞬變，包括 - 在意外或間歇性車輛電池?cái)嚅_的情況下 - 交流發(fā)電機(jī)負(fù)載突降，高達(dá) 55V。它還可以防止輸入電源的意外反極性連接。

3. EMI濾波

輸入側(cè)還具有低通濾波功能，以減少?gòu)能囕v電源輸入調(diào)節(jié)器的噪聲。

相同的濾波降低了從穩(wěn)壓器輸出到車輛電源的開關(guān)噪聲，從而最大限度地減少干擾其他車輛設(shè)備的可能性。

濾波還旨在確保穩(wěn)壓器在所有輸入電壓下的輸入穩(wěn)定性。

4.輸出短路和過壓保護(hù)

5V 輸出可防止輸出短路故障。

5V 輸出還受到保護(hù)，以防止可能導(dǎo)致 12V 輸入直接施加到 5V 輸出上的設(shè)備故障，例如降壓穩(wěn)壓器芯片中的串聯(lián)開關(guān)晶體管故障。如果發(fā)生此類故障，施加在 5V 輸出上的瞬時(shí)電壓會(huì)被鉗位到略低于 5.7V。輸出過電壓鉗位至 5.7V 幾毫秒后，串聯(lián)的 2A 保險(xiǎn)絲熔斷，從而永久斷開與車輛電源的連接。

輸入和輸出電壓的存在由單獨(dú)的綠色（輸入）和紅色（輸出）LED 指示。

5.輸出電壓和電流

5V+/-0.25V 高達(dá) 1.8A（受輸出側(cè) USB 連接器額定值的限制，穩(wěn)壓器芯片可以提供高達(dá) 2A 的額定連接器）。

·????????但是請(qǐng)注意，這不是一個(gè)便宜的項(xiàng)目，有兩個(gè)原因。

a) L4978 開關(guān)模式穩(wěn)壓器是少數(shù)可滿足 8V 至 55V 輸入電壓范圍要求的通孔器件之一。雖然表面貼裝封裝有更便宜的設(shè)備，但為了讓最廣泛的用戶可以使用這個(gè)項(xiàng)目，決定避免需要任何專業(yè)的焊接技能或設(shè)備；

b) 設(shè)計(jì)使用指定和采購(gòu)的高質(zhì)量組件，以滿足嚴(yán)格的設(shè)計(jì)要求。作為任何開關(guān)模式電源設(shè)計(jì)的規(guī)則，強(qiáng)烈建議僅使用指定的組件或已知等效規(guī)格的替代品來(lái)構(gòu)建此項(xiàng)目。

電氣規(guī)格

輸入電壓范圍：8V-55V

輸出電壓：5.1V ±3%（線路、負(fù)載和溫度）

輸出紋波：34mV

輸出電流范圍：1mA-2A

最大輸出紋波電流：20% Iomax

電流限制：3A

開關(guān)頻率：100kHz

目標(biāo)效率：85%@2A Vin = 55V，92%@0.5A Vin = 12V