Fabrication artisanale chargeur USB avec plusieurs intensités différentes.

[didi077]

Bonsoir tout le monde,


Sur mon ancienne voiture, j’avais fait un chargeur USB 5V 1A, qui était basé sur un régulateur LM7805 avec 2 condensateurs. Il fonctionnait bien, mais au niveau de la dissipation des pertes (chaleur) et du faible rendement (problème des régulateurs linéaires) ce n’était pas le top. Ce qui était surtout important pour moi, c’est que ce dernier ne rechargeait pas trop vite ma batterie de GSM ou de MP4, contrairement à certains chargeurs allume-cigare ou encore de la prise USB de mon autoradio.


Bref, sur ma voiture actuelle, je souhaiterais fabriquer un chargeur USB plus puissant.
Quitte à en refaire un, je préfère le dimensionner pour qu’il ne soit pas trop juste en puissance à l’avenir. (C’est aussi la raison, en plus des inconvénients du linéaire, qui me pousse aujourd’hui à en refaire un. Celui que j’avais sur mon ancienne voiture ne me permettait plus de charger mon MP4 en même temps que mon GSM actuel, trop gourmand en énergie.)
Ce deuxième montage, je le baserai probablement sur plusieurs régulateurs à découpage, soit un par ports USB (logiquement).

J’aimerais réaliser :

=> 5 ports USB 5V 1A chacun.
=> 3 ports USB 5V 2A chacun.
=> 2 ports USB 5V 3A chacun, adapté à 2,4A chacun sur demande (à l’aide d’un genre d’adaptateur, je pense).
=> 2 ports USB 5V 4A chacun.
=> 2 ports USB 5V 5A chacun.

Un dipôle classique ne consomme que l’intensité qui lui est nécessaire, mais d’après ce que j’ai entendu dire ce n’est pas le cas pour les batteries. Il est possible que l’on les charge trop vite avec trop d’intensité (Cas de mon MP4 sur mon autoradio.). Dans ce cas précis, sa batterie ne tient pas la charge.


J’ai déjà trouvé un schéma pour les 3 ports USB 5V 2A chacun. Le voici :
Un régulateur à découpage modulaire 5 V 2 A
http://www.schema-electronique.net/2...5-v-2.html?m=1

1) Enfin, ils disent 2A mais on dirait que le régulateur est prévu pour 3A. Svp, qu’en pensez-vous ? Le circuit pourrait-il fournir 3A sans problème ?

2) Svp, avez-vous d’autres schémas à me proposer pour les autres intensités demandées ?

3) Avec le régulateur linéaire, la tension de sortie était nickel. Mais qu’en est-il de la tension de sortie d’un régulateur à découpage ?

4) Comment être sur que l’on ne lui fournira pas trop d’intensité à la batterie (charge trop rapide) ? Vu sous cet aspect, le régulateur linéaire était parfait.

5) Pour n’avoir que 2,4A, je pensais mettre une résistance de 8 ohms en parallèle, sur la sortie port USB. Qu’en pensez-vous ?


Je vous remercie d’avance pour les réponses que vous voudrez bien me donner.
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[DAUDET78]

J’aimerais réaliser :

=> 5 ports USB 5V 1A chacun.
=> 3 ports USB 5V 2A chacun.
=> 2 ports USB 5V 3A chacun, adapté à 2,4A chacun sur demande (à l’aide d’un genre d’adaptateur, je pense).
=> 2 ports USB 5V 4A chacun.
=> 2 ports USB 5V 5A chacun.

Tu as besoin de charger 14 appareils à la fois ???????

2 ports USB 5V 3A chacun,

une alimentation USB qui puisse sortir plus de 3A ??? Du délire .

Il est possible que l’on les charge trop vite avec trop d’intensité (Cas de mon MP4 sur mon autoradio.). Dans ce cas précis, sa batterie ne tient pas la charge.

Du n'importe quoi ! Une prise USB donne la tension . Et le courant consommé, c'est le circuit de charge ( inclu dans le GSM par exemple) qui consomme ce qu'il a besoin .

3) Avec le régulateur linéaire, la tension de sortie était nickel. Mais qu’en est-il de la tension de sortie d’un régulateur à découpage ?

Pareil

4) Comment être sur que l’on ne lui fournira pas trop d’intensité à la batterie (charge trop rapide) ? Vu sous cet aspect, le régulateur linéaire était parfait

.N'importe quoi ....

5) Pour n’avoir que 2,4A, je pensais mettre une résistance de 8 ohms en parallèle, sur la sortie port USB. Qu’en pensez-vous ?

Débile et inutile

[Antoane]

Bonjour,

Un dipôle classique ne consomme que l’intensité qui lui est nécessaire, mais d’après ce que j’ai entendu dire ce n’est pas le cas pour les batteries. Il est possible que l’on les charge trop vite avec trop d’intensité (Cas de mon MP4 sur mon autoradio.). Dans ce cas précis, sa batterie ne tient pas la charge.

C'est vrai également pour une batterie, mais la remarque n'est guère pertinente dans la mesure où on ne recharge pas ainsi une batterie au lithium. Il y a au sein de l'appareil utilisant la batterie un circuit intelligent supervisant la charge :
- limitation du courant de charge ;
- limitation de la tension de charge ;
- supervision de la température ;
- etc.
Finalement, l'appareil branché sur l'USB ne consommera que le courant dont il aura besoin.
Les appareils USB actuels sont cependant un peu particuliers dans la mesure où ils sont également capables de s'adapter à leur alimentation : si l'alimentation ne peut fournir que 500 mA, il ne consommeront que 500 mA. Mais si l'alim est capable de délivrer 2A, il consommeront ces 2A pour charger plus rapidement la batterie.

Du n'importe quoi ! Une prise USB donne la tension . Et le courant consommé, c'est le circuit de charge ( inclu dans le GSM par exemple) qui consomme ce qu'il a besoin .

J'aime cette mesure.
Certains gestionnaires de charge, intégrés à l'appareil équipée d'une batterie (téléphone, MP3, etc.), peuvent adapter le courant de charge à ce qui est disponible. Ainsi, branché sur une alim ne pouvant délivrer que 500 mA, ils chargereront la batterie à plus faible courant qu'alimenté par une alim 2A.

http://www.schema-electronique.net/2...5-v-2.html?m=1
1) Enfin, ils disent 2A mais on dirait que le régulateur est prévu pour 3A. Svp, qu’en pensez-vous ? Le circuit pourrait-il fournir 3A sans problème ?

Avec cette inductance mal choisie (courant de saturation de 1.3 A), le courant de sortie est limité à moins de 1A.

3) Avec le régulateur linéaire, la tension de sortie était nickel. Mais qu’en est-il de la tension de sortie d’un régulateur à découpage ?

A priori plus bruitée, mais pas de quoi perturber l'appareil branché dessus.

2) Svp, avez-vous d’autres schémas à me proposer pour les autres intensités demandées ?

Il existe pléthore de régulateurs similaires au LM2576. Par exemple :
http://www.linear.com/parametric/Int...3E=5!1646_Buck
http://www.ti.com/lit/ds/symlink/tps562209.pdf
http://www.ti.com/product/LMZ12002
http://webench.ti.com/wb5/PQS.jsp?&i...d=POWER_HOME_T
http://www.ti.com/product/TPS54628
etc...

Les "alimentations USB" capables de sortir 3 A et plus ne sont-elles pas toutes en 9 V ? Ou n'est-ce qe le "adaptative fast charging" de Samsung ?
http://www.samsung.com/nz/mobile-acc...-usb-3-0-ta20/
Si c'est le cas, ce n'est pas applicable dans ton cas car il faut que l'alimentation soit capable de discuter avec l'appareil en charge pour vérifier qu'il accepte ces 9 V.

[didi077]

Bonsoir Antoane,

Désolé de répondre tardivement.
Je te remercie pour ta réponse constructive.

C’est bien ce que me semblais pour la charge des appareils USB actuels.

Je cherche à comprendre un peu le fonctionnement du montage d’un régulateur à découpage avant d’en réaliser un.
Tu me dis que l’inductance est mal choisie, mais le courant de la charge n’est-il pas davantage approvisionné par la borne 4, du régulateur une fois que les 1A sont dépassé (jusqu’à 3A) ?

Qu’est-ce que la tension de rétroaction ?

« A priori plus bruitée, mais pas de quoi perturber l'appareil branché dessus. »
Ok. Au cas où, tu penses que le bruit peut-être atténué par des condensateurs « passent partout »?

« Les "alimentations USB" capables de sortir 3 A et plus ne sont-elles pas toutes en 9 V ? Ou n'est-ce qe le "adaptative fast charging" de Samsung ? »
Je ne pense pas que les alimentations USB capables de sortir plus de 5V 3 A existent à l’heure actuelle. Cependant, c’est plus pour les avoir sous la main le jour ou elles existeront, ou si j’achète un appareil en 5V qui lui, les demandera (rassuré de pouvoir fournir l’intensité requise).
(Je serai bientôt à mon compte et je n’aurais plus le temps de bricoler ainsi, même si j’aime bien ça .)
Pour rappel, au début on trouvait que des alims usb 1A, maintenant on en trouve qui sont capable de sortir 2,1A sur un port… ou encore 2,4A par port…. Preuve de l’évolution possible dans ce domaine, en terme de consommation.

Pour ma part, je ne suis pas adepte du mode « adaptative fast charging ». Donc, je ne me pose pas la question .

Pour n’avoir que 2,4A, je pensais mettre une résistance de 8 ohms en parallèle, sur la sortie port USB. Qu’en penses-tu ?

Pour les autres ports de charge que je souhaite réaliser, stp, comment fait-on pour choisir les composants autres que le régulateur ?

Merci bien d’avance pour les aides constructives apportées.

[A voir en vidéo sur Futura]

[DAUDET78]

Pour n’avoir que 2,4A, je pensais mettre une résistance de 8 ohms en parallèle, sur la sortie port USB. Qu’en penses-tu ?

Je t'ai répondu

Du n'importe quoi ! Une prise USB donne la tension . Et le courant consommé, c'est le circuit de charge ( inclu dans le GSM par exemple) qui consomme ce qu'il a besoin .

Si tu branches sur ta sortie USB qui est capable de fournir 2A max , un utilisateur qui a besoin de 0,5A max, le courant consommé sera de 0,5A max.

Si c'est pas assez clair : Moi, je branche ma lampe de chevet (30W 0,13A) sur mon compteur EDF (230V 30A). Tu vois un problème ?

[didi077]

DAUDET78

Si je ne t’avais pas répondu, c’est que j’avais mes raisons.
Cette théorie n’est pas toujours le cas. Relis le message de Antoane :

« (…)Les appareils USB actuels sont cependant un peu particuliers dans la mesure où ils sont également capables de s'adapter à leur alimentation : si l'alimentation ne peut fournir que 500 mA, il ne consommeront que 500 mA. Mais si l'alim est capable de délivrer 2A, il consommeront ces 2A pour charger plus rapidement la batterie.

Certains gestionnaires de charge, intégrés à l'appareil équipée d'une batterie (téléphone, MP3, etc.), peuvent adapter le courant de charge à ce qui est disponible. Ainsi, branché sur une alim ne pouvant délivrer que 500 mA, ils chargereront la batterie à plus faible courant qu'alimenté par une alim 2A. »

Ce n’est jamais bien bon pour la batterie de la recharger trop vite…

[DAUDET78]

Ce n’est jamais bien bon pour la batterie de la recharger trop vite…

Sauf que le rythme de charge est adapté par le fabricant du GSM MP3 etc à ce qu'admet la batterie sans détérioration .

Ainsi, branché sur une alim ne pouvant délivrer que 500 mA, ils chargereront la batterie à plus faible courant qu'alimenté par une alim 2A

Ce n'est pas dans le but de protéger la batterie, mais pour éviter d'écrouler la source

Maintenant, tu fais ce tu veux .

[Antoane]

Bonjour,

« A priori plus bruitée, mais pas de quoi perturber l'appareil branché dessus. »
Ok. Au cas où, tu penses que le bruit peut-être atténué par des condensateurs « passent partout »?

Tous les chargeurs USB fonctionnant sur le secteur, ou les chargeur USB qui se branchent sur l'allume cigare, et aussi à peu près tous les autres, sont à découpage.

Pour n’avoir que 2,4A, je pensais mettre une résistance de 8 ohms en parallèle, sur la sortie port USB. Qu’en penses-tu ?

Tu te dis que tu as une alimentation limitée à 3A, donc pour que la sortie ne puisse fournir que 2.4 A, tu consommes 0.6A avec une "dummy load" (je sais pas dire ça en français).
C'est pas débile dans le principe, mais pose deux problèmes de mise en oeuvre majeurs :
- d'où vient la limitation à 3A et comment se comporte le circuit si tu demandes plus :

* si le traitement le détériore ou qu'il coupe sa sortie, ta "limitation de courant à 2.4 A" ne sera pas opérationnelle ;
* si il accepte le traitement et dimuinue sa tension de sortie, le bricolage fonctionnera ;

- ne serait-il pas plus simple de choisir un régulateur avec limitation de courant ajustable à 2.4 A ?

Dans le LM2576, par exemple, c'est le courant dans le transistor qui est limité à un certain courant : http://www.ti.com/lit/ds/symlink/lm2576.pdf, cf. section 7.4.3.

Je cherche à comprendre un peu le fonctionnement du montage d’un régulateur à découpage avant d’en réaliser un.
Tu me dis que l’inductance est mal choisie, mais le courant de la charge n’est-il pas davantage approvisionné par la borne 4, du régulateur une fois que les 1A sont dépassé (jusqu’à 3A) ?

Qu’est-ce que la tension de rétroaction ?

Pour les autres ports de charge que je souhaite réaliser, stp, comment fait-on pour choisir les composants autres que le régulateur ?

la broche "feedback" permet au composant de mesurer la tension de sortie du convertisseur et d'ajuster le rapport cyclique en conséquence.
Le fonctionnement des convertisseurs à découpage n'est pas trivial, je t'invite à bien te renseigner sur le sujet avant de te lancer dans une réalisation. Voir par exemple :
https://en.wikipedia.org/wiki/Buck_converter
http://www.ecircuitcenter.com/Circui.../smps_buck.htm
http://www.radio-electronics.com/inf...ter-basics.php
http://rohmfs.rohm.com/en/products/d...ut_appli-e.pdf
https://www.pcbway.com/blog/News/Fly..._tips2045.html
https://www.qwant.com/?q=buck+conver...t=qwantfirefox
http://www.edn.com/design/power-mana...layout--Part-1 (pas spécifique au buck, mais applicable)
etc.

As-tu un oscilloscope ? Pas absolument indispensable si tout fonctionne du premier coup, mais aide bien quand même.

A défaut, on trouve des modules convertisseurs tout fais sur le marché.
ex. http://www.ti.com/lsds/ti/power-mana...ded;Open-Frame
ou sur ebay ou assimilable pour quelques euros.




Pour ce qui est de l'intérêt de limiter le courant de charge de la batterie :
Les batteries au lithium sont des composants particuliers. Certaines demandent, par exemple, un courant de charge minimum pour ne pas se détériorer.
L'application d'un courant de charge trop élevé entraine diminution de la durée de vie de la batterie. Cependant, il n'est pas possible a priori de savoir si un fabriquant d'appareil à sciemment diminué la longévité de sa batterie pour en diminuer le temps de charge

[antek]

Les batteries au lithium sont des composants particuliers. Certaines demandent, par exemple, un courant de charge minimum pour ne pas se détériorer.

Tu as un exemple ?

[Antoane]

Bonjour,

Pas sous la main.