新USB充電器

「いきなりこんなのを出されても…。」と言われそうですが、
上が今回製作したUSB充電器の回路図になります。
 
<< ポイントその1 >>
低ドロップ型の3端子リニアレギュレータを使えば、
電源は6.0V以上のものなら非安定電源でもおっけー。
(ノーマル品を使う場合には9.0V以上の電源を用いる必要があります)
 
<< ポイントその2 >>
(+)と(-)のデータ線に適切なプルダウン抵抗(15kΩ)を入れることで
接続するUSBデバイス側から見れば、あたかもホストPCに接続された
ように見えるため、iPod shuffleやPDAの充電もできる♪
 
<< ポイントその3 >>
USBの通信側がFull-SpeedまたはHigh-Speedの場合、(+)のデータ線が
USBクライアント側からプルアップされ、MOSFETのQ2が導通する。
USBの通信側がLow-Speedの場合、(-)のデータ線がプルアップされ
MOSFETのQ2が導通する。

 
簡単に言えば、キーボードをつなぐとオレンジ、フラッシュメモリをつなぐと緑
といったように、接続速度によって緑色またはオレンジ色のLEDが点灯!
一見、無駄な機能ですが、クライアント側が生きてるかどうかの判断に使えます。
 
<< ポイントその4 >>
ポリスイッチ(またはリセッタブルヒューズ)を用いることで
自動復帰可能な回路保護を実現。メンテナンスフリー。
 

 
<< 注意点その1 >>
出力電流の容量を増やしたい、または入力電圧を上げたい場合には、
リニアレギュレータに放熱板を付けましょう。事故や火事の原因になります。
 
<< 注意点その2 >>
端子間逆電圧保護用のショットキーダイオードは"保険"です。
なくても動作はしますが、逆電圧でレギュレータ等の破壊が起こりえます。
 
通常のダイオードではなくショットキーダイオードを用いているのは
通常のダイオードでは逆阻止回復時間が長く、瞬間的な逆電流を遮断できないからです。
 

主なパーツはざっとこんなものです。
 
コンデンサ
C1積層セラミックコンデンサ0.33uF発振防止
C2アルミ電解コンデンサ47uF出力安定
C3アルミ電解コンデンサ1000uFパスコン(特にUSBデバイス挿入の瞬間)
ダイオード
D1ショットキーダイオード0.5A逆電圧保護
D2
D3LED赤10mA電源ランプ
D4緑10mAHigh-Speed/Full-Speed確認用ランプ
D5橙10mALow-Speed確認用ランプ
抵抗
R1炭素皮膜抵抗1/8W 330ΩLED(D3)電流制限
R2炭素皮膜抵抗1/8W 330ΩLED(D4)電流制限
R3炭素皮膜抵抗1/8W 36Ωゲート保護/スパイク抑制
R4炭素皮膜抵抗1/8W 15kΩプルダウン抵抗
R5炭素皮膜抵抗1/8W 330ΩLED(D5)電流制限
R6炭素皮膜抵抗1/8W 36Ωゲート保護/スパイク抑制
R7炭素皮膜抵抗1/8W 15kΩプルダウン抵抗
その他
U1TA4805等5.0V 1.0AUSB電源電圧(+5.0V)への降圧と安定化
PSW1ポリスイッチ250mA短絡保護
Q12SK975等0.1A〜出力バッファ用MOSFET
Q2
 
大阪なら共立電子、東京なら秋月電子で大体の部品は揃います。
ただし、ポリスイッチ等の再復帰可能なヒューズは入手が難しいかもしれません。
その場合は、従来型の溶解するヒューズを使うと良いでしょう。

 
質問等はメールにて受け付けています。
メールアドレスをGoogle先生に問い合わせる
 

© 2005 Nishimura Masataka