Sisoog_QuickChargeV3-600x293.png (600×293)

عکس فوق ولتاژ خروجی آداپتور شارژ سریع را نشان می‌دهد که با توجه به سطح ولتاژ‌های +D و -D ولتاژ خروجی را کنترل می‌کند. توجه داشته باشید که در Quick Charge 3.0 دو کلاس کاری وجود دارد که تنها تفاوت آن‌ها در بیش‌ترین ولتاژ خروجی است. کلاس B قادر است تا 20 ولت را تأمین کند. چگونگی ساخت و پیاده‌سازی فست شارژر: برای ساخت یک شارژر سریع نیاز به یک مدار کنترل ولتاژ خروجی است که با توجه به سطح ولتاژ‌های اعمال‌شده به +D و -D ولتاژ خروجی را کنترل کند و بخش دیگری برای ایجاد ولتاژ، مورد‌نیاز است. برای بخش دوم مدار می‌توان از انواع رگولاتورهای موجود در بازار استفاده کرد. توصیه می‌کنیم که از رگولاتور‌های سوییچینگ با فرکانس سوییچ بالا استفاده کنید. در این پروژه ما از LM2596 استفاده می‌کنیم

lm2596.png (560×329)

LM2596، یک آی سی سویچینگ با فرکانس سوییچ 150 کیلوهرتز و جریان دهی تا سقف 3 آمپر است و نیاز به المان‌های زیادی برای راه‌اندازی ندارد و در نوع Adj، قادر است ولتاژ خروجی را با استفاده از یک شبکه‌ی مقاومتی کنترل کند. شاید بهترین انتخاب نباشد ولی به لحاظ در دسترس بودن و قیمت، قطعاً بهترین انتخابی است که می‌توان داشت. بخش دوم و در واقع اصلی‌ترین بخش، قسمت کنترل است؛ این‌که مداری طراحی کنیم که قادر باشد با توجه به نیاز گجت مورد‌استفاده، ولتاژ خروجی را کنترل کند. شاید بتوان با استفاده از چند مقایسه کننده آنالوگ و چند آی سی رفرنس و مقداری گیت دیجیتال آن را طراحی کرد یا از یک میکروکنترلر کمک گرفت؛ اما راه‌های ساده‌تری هم وجود دارد و آن هم استفاده از آی سی‌ های طراحی‌شده برای این منظور است. خوشبختانه آی سی مذکور به تازگی وارد بازار ایران نیز شده است و می‌توان آن را با یک جستجوی اینترنتی ساده پیدا و تهیه کرد. معرفی آی سی کنترل شارژر سریع: آی سی کنترل شارژ مورد‌استفاده‌ی ما در این پروژه، CHY103 است که توسط شرکت Power integrations تولید شده است . آی سی مذکور قادر به پشتیبانی هر دو کلاس Quick Charge 3.0 است و توان مصرفی خیلی کمی در حدود 1 میلی وات دارد. آی سی به‌گونه‌ای طراحی شده است که قادر باشد به‌صورت مستقیم با آی سی های فلای بک TinySwitch و TopSwitch در ارتباط باشد. در‌صورتی‌که بخواهیم از دیگر آی سی های رگولاتور در کنار این آی سی استفاده کنیم نیاز است که شبکه فیدبک را به نحوی طراحی کنیم که مشکلی در برقراری ارتباط پیش نیاید

CHY103_internal-Diagram.png (600×359)

همان‌طور که در بلوک دیاگرام آی سی مشاهده می‌کنید، این آی سی برای تشخیص سطح ولتاژ مورد‌نیاز از 4 عدد مقایسه کننده استفاده می‌کند و تصمیم‌گیری در مورد ولتاژ خروجی با توجه به وضعیت آن‌ها، در Control LOGIC اتفاق می‌افتد. مدار پیشنهادی برای استفاده از این آی سی را می‌توانید در تصویر زیر مشاهده کنید:  

CHY103-Circuit.png (600×521)

پایه‌ی شماره‌ی 2 یا FA/P را می‌توان برای خارج کردن آی سی از مدار استفاده کرد. در مواقعی که اخلالی در رگولاتور اصلی پیش بیاید یا به هر دلیلی قصد داشته باشیم که آی سی CHY103 را از مدار کنترل فیدبک خارج کنیم، می‌توانیم با تحریک پایه FA/P این کار را انجام دهیم. با انتخاب مقاومت مناسب برای پایه‌ی شماره‌ی 7 یا REFERENCE، می‌توان بین کلاس A و B یکی را برای مدل شارش انتخاب کرد. قبلاً اشاره کردیم که کلاس B در ورژن سوم از شارژ سریع کوالکام، قادر به تأمین ولتاژ تا سقف 20 ولت است. پایه‌ی شماره‌ی 8 یا BYPASS برای تشخیص undervoltage و هم‌چنین تأمین ولتاژ مورد‌نیاز برای کارکرد آی سی است. پایه‌ی شماره‌ی یک یا TEMPERATURE MONITOR، برای رصد حرارت ایجاد‌شده توسط مدار است و در صورت گرمای بیش از حد می‌تواند با اعمال توان کمتر از آسیب دیدن مدار جلوگیری کند. برای استفاده از این پایه تنها نیاز است که آن را یک NTC مناسب وصل کنید. در نهایت پایه‌ی شماره‌ی 2 یا FEEDBACK DRIVE، پایه‌ای است که با وصل شدن به مسیر فیدبک رگولاتور اصلی، کار کنترل و نظارت بر ولتاژ خروجی را انجام می‌دهد. اگر به بلوک دیاگرام درون آی سی توجه کنید، این پایه به یک مقایسه کننده با ولتاژ Vth متصل شده و از طرفی می‌تواند جریان IT از آن کشیده شود یا به آن اعمال شود؛ همین مکانیسم کمک می‌کند که این آی‌سی با دست‌کاری ولتاژ موجود بر روی رفرنس رگولاتور، باعث افزایش یا کاهش ولتاژ خروجی شود.

Sisoog-Quick-Charge-Circuit-600x203.png (600×203)

مدار طراحی‌شده شارژر سریع، بر اساس آی سی LM2596 و CHY103 است. در این طراحی قسمت تشخیص خطا در نظر گرفته نشده و سنسور حرارتی آن حذف شده است و نیازی به مونتاژ R5 نیست. مهم‌ترین مسئله در طراحی این گونه مدار‌ها، محاسبه‌ی مقادیر مناسب برای شبکه‌ي فیدبک است. با توجه به این‌که ولتاژ رفرنس داخلی آی سی LM2596 معادل 1.23 است و ولتاژ رفرنس آی سی CHY103 معادل 1.265، وجود این تناقض کوچک تمام معادلات اولیه برای طراحی بی دردسر را بر هم میزند. از طرفی جریانی که آی سی CHY103 برای کنترل ولتاژ خروجی به مسیر فیدبک اعمال می‌کند، جریان ناچیز 2 میکرو آمپر است که باید حتماً دقت داشته باشید که مقادیر مسیر فیدبک را به نحوی در نظر بگیرید که جریان اعمال‌شده قادر باشد تغییرات دلخواه را در خروجی به وجود بیاورد. در مسیر فیدبک ما از سه مقاومت R2 ، R3 و R4 استفاده کرده‌ایم. با توجه به جریان 2 میکرو آمپر، بهتر است مجموع مقاومت‌ها در حدود 134 کیلو اهم باشد. ما از مقادیر 33 کیلو و 1 کیلو برای برای جبران اختلاف بین ولتاژ‌های فیدبک دو آی سی استفاده کرده‌ایم؛ به این صورت ولتاژ مبنا برای آی سی CHY103 معادل 1.256 و از نظر LM2596 معادل 1.23 خواهد بود. نمونه‌ی ساخته‌شده شارژر سریع سیسوگ

Sisoog_QuickCharger.jpg (600×442)

در تصویر فوق نمونه‌ی کامل‌شده از این شارژر سریع را مشاهده می‌کنید که در حال شارژ گوشی HTC M9 است. شارژر فوق با گوشی‌هایی از برند LG ، samsung و HTC تست شده و بدون هیچ مشکلی فرایند شارژ سریع را انجام می‌دهد. در زیر نمودار شارژ گوشی HTC One M9 را مشاهده می‌کنید