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添4个元件两毛钱升级山寨5v4A充电头为QC3.0+FCP+AFC+SCP华为快充

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发表于 2019-7-14 15:19:36 | 显示全部楼层 |阅读模式
之前收了两个山寨的5V/4A充电头,故障货,不带载。
论坛有很多坛友提供了各种维修方法,感谢论坛的分享。为了锦上添花,我也开发新功能分享给大家,希望喜欢。

我收到是两个不同的版本




vooc协议小板也不同




输出电容也不同




输入电解不同牌子




左边是肖特基二极管整流,右边是同步整流



比肖特基靠谱一些,但是会带来空载消耗




研究了一下电路,初级限流电阻不同,其它差不多,两颗主芯片估计是互相兼容引脚的




BJM8102是高性能电流模式PWM控制器, 专为高性价比AC/DC转换器设计,在85-265V的宽电压范围内提供高达12W/18W的连续输出功率,峰值输出功率更可达15W/20W。优化的高合理性电路设计结合高性价比的双极制作工艺,最大程度上节约了产品的整体成本。该电源控制器可工作于典型的反激电路拓扑中,构成简洁的AC/DC转换器,IC内部启动电路被设计成一种独特的电流吸入方式,可利用功率开关管的本身放大作用完成启动(开关管Ic对Ib的放
大),这显著地降低了启动电阻的功率消耗,而在输出功率较小时,IC将自动降低工作频率,从而实现了极低的待机功耗,VCC达到22V时 ,芯片内部会启动过压保护,限制输出电压上升可防止光耦或反馈电路损坏引起的输出电压过高,IC内部还提供了完善的防过载,防饱和功能,可实时防范过载、变压器饱和、输出短路等异常状况,提高了电源的可靠性。IC内部还集成了带有迟滞的温度保护功能,在芯片过热时关断输出。电流限制可由外部
器件Rs设定,根据不同功率要求可适当微调Rs。
特点
●内置700V高压功率开关管
●内置高压启动电流源,快速启动
●内置能效处理控制,待机低于0.1W
●内置过压欠压与短路保护功能
●内置过载与过温保护功能
●精确温度补偿,精确逐周期电流控制
●低启动电流和低工作电流
●自适应频率回转设计,EMI干扰小
●高转换效率,满足能源之星2.0要求
●宽压输出功率:12W /18W
●高压输出功率:15W/20W
●外围元器件少,整机成本低
BJM8102芯片供电范围比较宽,从4.3-23.5V都能用。推荐5-20V,很宽的供电电压给了我们改动的前提。


另一款是CRE公司的芯片,CRE6208的手册说芯片最大工作电压是9V,推荐6V。
这个就不那么好改了。


不管这么多,先换TL431再说,




换完依旧这个德行,不给力



拆下协议小板,一样没有变化,
研究前级电源图纸,怀疑初级有问题




拆下各种电容测试,主电容没事,输出电容也没事,唯独芯片供电的50V47uf挂了,换上OK



到这里,只是充电头维修的部分,我又没有OPPO手机,这个所谓的闪充我也用不上。何不改成QC3.0或者4.0快充呢?



首先想到之前我用过的FP6601Q芯片


FP6601Q是QC3.0,QC2.0和华为海思快充(FCP)识别芯片。在本身就支持QC3.0,QC2.0和华为海思快充(FCP)的情况下。还加了USB自动识别功能:APPLE,三星,BC1.2协议。
若手机支持快速充电协议,充电器就会以快速模式充电;
若手机不支持快速充电协议,FP6601Q能自动识别插入的手机,自动调节D+,D-电压,
使能手机自身允许的最大充电电流,在保护充电设备的前提下节省充电时间。

FP6601Q协议芯片QC3.0快充方案优点:
●完全支持快速充电QC3.0,QC 2.0,华为海思快充FCP
●A:3.6V至12V输出电压。
●支持USB 充电规范BC1.2。
●支持中国通信行业标准YD/T 1591-2009
●Supports USB DCP applying 2.7V on D+ line and 2.7V on D- line.
●Supports USB DCP applying 1.2V on D+ and Dlines
●支持苹果Apple设备
●支持三星设备
●可以直接PIN对PIN  FP6601(QC2.0快充识别IC)
●SOT23-6无铅封装



原理很简单,FB接到AC-DC或者DC-DC的反馈就行







芯片框架图





一月份还是5毛钱一粒,20粒包邮,现在。。。。



现在一毛九包邮。。。。。。。靠





改动的图纸在这里了,把芯片的FB接到充电头的TL431参考脚就行。TL431上下臂电阻不用改,原板子是多少就是多少。






上面是纸上谈兵,下面开始实践操作。
第一步,查看未改动前的状态,空载5V正常




非OPPO手机,充电5V1.5A左右,没有快充




空载辅助电压,




充电辅助电压,略有上升




准备好材料,开板子背面的线路,断开原单片机反馈电路,R4



飞线引出VCC,D-,D+,GND和FB五根线



把线连到试验电路板上,以前做6口QC3.0充电器剩下的空板子,正好



焊上芯片供电的2K2电阻和1Uf电容,准备焊上快充识别芯片




焊好的效果,千万记得别焊反了引脚



连上FB引线,万用表打通断确认无误后准备上电



妥妥的OK,正常输出




充电有快充识别




此时的辅助电压11V,也就是如果输出12V,辅助电压22V左右,正好在PWM芯片的供电范围内




结束后拖板子肯定是不方便的,反正也就三个元件,那就直接在板飞线吧,
把绿油挂开两个接地点用于固定芯片GND和电容GND,剩下的飞线



别忘了飞D-哈哈


[有坛友反应不能继续诱骗调高输出至12V,建议拆掉U2,C4,U1,然后用QC3.0诱骗器200mV步进调压,监测PWM芯片供电电解的电压有没有超出最大值]




合体成功,剩下的就是打胶固定外壳了,不表



理论上说只要充电头功率够,有光耦和TL431都能这么改。

但是要注意一下几个问题:
1、输出电解电容耐压要大于16V,容量要够。
2、随着输出电压升高,反馈的辅助电源也会升高,要看芯片的耐压够不够,恰好这款BJM芯片OK。
3、芯片的功率一定要跟上,别拿个5W的充电头想改成12V2A的,不可能。
这里是5V4A改成9V2.5A或者12V1.5A,具体没有上诱骗器和电子负载,反正QC3.0调压正常。
4、原协议小板要不要断开,肯定要断开的,不然协议干扰了,把6601Q飞线上去就行,供电用2.2K电阻和1uf贴片接到vcc即可。单片机供电的LDO耐压不知道如何,最好也断开。
附一个商品参考图纸,后面找到的,有借鉴意义。


芯片手册:







2019-7-18更新
有坛友反应不能继续往上调压超过7V。
怪我之前粗心没有继续往上测试,因为我的手机是6.5V左右快充的,
QC3.0诱骗器送人了,没有做好测试,抱歉。
我第一反应是PWM芯片过压保护了,实际并没有,仔细研究了次级的电路,
尤其是光耦电路,发现一个问题,就是光耦在提高电压的时候饱和了,导致电压无法继续升高。
这是板子的原电路,按照5V输出设计的,所以光耦是471串联到TL431,
提高电压的时候可能提前过流了。



改进的电路就是在它上面并联一个2k2电阻分流,并适当加大R6的阻值到1k5左右。



所以说除了快充芯片和外围,还要加上这颗分流电阻,一共4个元件哈,抱歉因为没有详细测试导致的BUG,也很感谢坛友们的及时反馈思考和探讨,这才是我们数码论坛最好的一面哈。


2019-7-23更新
根据网上的芯片资料显示供电最高23.5V,推荐20V以内。
推算输出12V时辅助线圈反馈22V左右,符合要求的。
但根据我和坛友@ happyboy9916测试发现芯片在反馈电压11.5V即开始保护,
找到芯片官网有说明不同批号的芯片版本会有差异,这一版5V4A的山寨头子用的缩水版芯片。
也就是最高输出7.3V左右的时候反馈电压开始过压保护,光耦停止工作。之前认为是饱和,实际上保护。
也就是说这款充电头添加了6601Q快充协议芯片之后能满足苹果2.4A和华为低压快充以及7.3V以内的QC3.0步进调压。
但是没法满足QC2.0的9V和12V,Q大师说得对,应该用9V的头子改,上下浮动比较好。
当然了,这里只是提供一种思路,只要符合光耦-TL431-PWM芯片供电范围宽还是能改成功的。祝大家玩的开心



2019-7-31更新
再次感谢坛友@ happyboy9916的不懈努力和测试发现给芯片加78L05稳压不能工作/
但是在芯片的供电回路中串联电阻可以降压,坛友的试验表明25欧姆左右的电阻很合适,USB输出达到了11.2V,也算是一个不错的效果了。



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本帖被以下淘专辑推荐:

发表于 2019-7-14 15:46:01 | 显示全部楼层
哈哈 不错不错,还要注意一下带载辅助供电最高电压,很有可能超过22v引起保护,最好加个317l限制一下~

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发表于 2019-7-14 17:12:20 | 显示全部楼层
话说改高输出电压以后,对板子其它地方还有没有影响。首先是MOS的耐压,其次是次级整流管的耐压,最后是辅助供电到PWM芯片的电压。

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发表于 2019-7-14 17:17:48 | 显示全部楼层
大婶厉害,这也改成了

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 楼主| 发表于 2019-7-14 17:22:57 来自手机浏览器 | 显示全部楼层
qrut 发表于 2019-7-14 15:46
哈哈 不错不错,还要注意一下带载辅助供电最高电压,很有可能超过22v引起保护,最好加个317l限制一下~ ...

谢谢指点,考虑啦,计算了一下正好是22v,要是在辅助供电加一个22v稳压管更佳哈
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 楼主| 发表于 2019-7-14 17:25:15 来自手机浏览器 | 显示全部楼层
yhky 发表于 2019-7-14 17:12
话说改高输出电压以后,对板子其它地方还有没有影响。首先是MOS的耐压,其次是次级整流管的耐压,最后是辅 ...

mos是初级的,限流在初级检流,所以对mos没有影响。最高12v输出时辅助供电正好在pmw芯片供电范围内,所以也是正好,除了添加的三个元件和换掉的输出电解,板子其它地方没有需要改的。哈哈,图纸在帖子里啦

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 楼主| 发表于 2019-7-14 17:26:04 来自手机浏览器 | 显示全部楼层
沙漠臭屁虫 发表于 2019-7-14 17:17
大婶厉害,这也改成了

谢谢捧场,过奖啦,运气比较好,pmw芯片比较耐艹,天生适合宽电压输出。
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发表于 2019-7-14 17:49:44 | 显示全部楼层
这个厉害了

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发表于 2019-7-14 18:31:25 | 显示全部楼层
aacyxjz 发表于 2019-7-14 17:22
谢谢指点,考虑啦,计算了一下正好是22v,要是在辅助供电加一个22v稳压管更佳哈 ...

嘿嘿我的意思是12v最高输出满载时,例如1.5a以上时,这个时候辅助绕组电压会高过12v空载时的22v,兄弟可以测试一下是否有高过pwm极限供电的过压保护问题~

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发表于 2019-7-14 18:34:03 | 显示全部楼层
自己改装快充,呲呲 ,咣当 :lol:

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发表于 2019-7-14 18:36:49 | 显示全部楼层
大婶,这也行!脑洞太开了,厉害厉害!

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发表于 2019-7-14 18:46:22 | 显示全部楼层
aacyxjz 发表于 2019-7-14 17:25
mos是初级的,限流在初级检流,所以对mos没有影响。最高12v输出时辅助供电正好在pmw芯片供电范围内,所以 ...

因为是反激拓补,NMOS管在导通时向变压器充磁,在关断时把磁能释放到次级。在关断时会在NMOS漏极上产生一个很高的尖峰电压,这个电压由输入电压+反射电压+漏感电压,我关心这个电压会不会导致MOS过压击穿。输出电压越高反射电压也越高,和匝数比有关;输入功率越大漏感电压也越高。
一般开关管耐压都在600V以上,输入电压是220V整流滤波后得到的直流,大约300V输入

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 楼主| 发表于 2019-7-14 19:10:40 | 显示全部楼层

谢谢捧场,瞎折腾,抛砖引玉哈
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 楼主| 发表于 2019-7-14 19:14:36 | 显示全部楼层
qrut 发表于 2019-7-14 18:31
嘿嘿我的意思是12v最高输出满载时,例如1.5a以上时,这个时候辅助绕组电压会高过12v空载时的22v,兄弟可 ...

有道理,谢谢专家指点,看来还是要加上辅助供电电路的22V稳压管了。试了5V空载和带载1.5A差别是8.21V和8.88V,带载还是会上升的。
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 楼主| 发表于 2019-7-14 19:15:07 | 显示全部楼层
潜隆 发表于 2019-7-14 18:34
自己改装快充,呲呲 ,咣当

谢谢捧场,瞎折腾哈,抛砖引玉看看大家有没有更好的建议
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 楼主| 发表于 2019-7-14 19:17:12 | 显示全部楼层
yhky 发表于 2019-7-14 18:46
因为是反激拓补,NMOS管在导通时向变压器充磁,在关断时把磁能释放到次级。在关断时会在NMOS漏极上产生一 ...

谢谢大师指教,很有道理,查了一下手册,芯片是内置700V高压功率开关管,不知道是不是留有余量了。不过我一般用的话最多到9V2A就够了哈哈
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发表于 2019-7-14 20:09:26 | 显示全部楼层
aacyxjz 发表于 2019-7-14 19:17
谢谢大师指教,很有道理,查了一下手册,芯片是内置700V高压功率开关管,不知道是不是留有余量了。不过我 ...

700V对于这种电路来说应该有不少余量,我估计尖峰电压在550V左右吧,没用设备测试过也没有用公式计算哈,其实留余量主要还是在应对电网电压突变或者输出功率突变的情况下造成的尖峰电压升高。另外一个需要重点考虑的是变压器最大磁通量,把输出功率改大可能造成变压器磁饱和,这种情况很容易造成变压器严重发热以及MOS管过流击穿。

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 楼主| 发表于 2019-7-14 20:33:40 来自手机浏览器 | 显示全部楼层
yhky 发表于 2019-7-14 20:09
700V对于这种电路来说应该有不少余量,我估计尖峰电压在550V左右吧,没用设备测试过也没有用公式计算哈, ...

好的,谢谢分享经验,这个充电器原先是5v4a的,标称20w,实际芯片最大18w,电子负载上4a就掉电压了,变压器倒还好,平时9v1.5a左右应该能稳得住
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发表于 2019-7-14 20:42:40 | 显示全部楼层
这电路真简单

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发表于 2019-7-14 20:51:05 | 显示全部楼层
aacyxjz 发表于 2019-7-14 19:14
有道理,谢谢专家指点,看来还是要加上辅助供电电路的22V稳压管了。试了5V空载和带载1.5A差别是8.21V和8. ...

嘿嘿指点谈不上相互学习吧,其实老早想改几个普通电源,但是手底下一堆qc充电头改完也用不上,就一直没动手。其实用9v电源改最合适,上下都有余量也最容易实现,你这帖子对家中只有老旧充电头的坛友还是很有借鉴意义的~
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