拆:山寨iPhone充電器那些節省成本的電路設計
發布時間:2013-07-30 責任編輯:Cynthiali
【導讀】一(yi)個(ge)看(kan)起(qi)來(lai)類(lei)似(si)蘋(ping)果(guo)正(zheng)品(pin)的(de)充(chong)電(dian)器(qi),卻(que)隻(zhi)有(you)幾(ji)美(mei)元(yuan)的(de)價(jia)格(ge)。這(zhe)樣(yang)的(de)低(di)價(jia),是(shi)怎(zen)樣(yang)達(da)到(dao)的(de)?一(yi)名(ming)硬(ying)件(jian)工(gong)程(cheng)師(shi)在(zai)好(hao)奇(qi)心(xin)的(de)驅(qu)使(shi)下(xia)對(dui)其(qi)進(jin)行(xing)了(le)拆(chai)解(jie),電(dian)路(lu)、芯片、元件,廉價充電器降低成本的秘密原來在這裏……
許多人都很好奇,在蘋果、三星和RIM等公司提供的USB電源中,究竟有一些什麼。一名美國的硬件工程師肯·謝裏夫(Ken Shirriff)在eBay上以2.79美元購買一個沒有牌子的USB充電器,對其進行了拆解。如此複雜的充電器價格隻有幾美元,且看起來類似蘋果公司的正品充電器,這是怎麼做到的呢?

2.79美元購買的無牌USB充電器
不包括歐標插頭,這一沒有牌子的充電器厚度隻有1英寸(約合2.54厘米),上麵的標記顯示:“用於iPhone 4。輸入110-240伏、50/60Hz交流電,輸出5.2v、1000毫安直流電。中國製造。”除此之外,充電器上沒有廠商、xuliehaoheanquanrenzhengdebiaozhi。chaikaizheyichongdianqihoukeyikandao,qizhongdabufenkongjiandoumeiyouliyong,zheyangdeshejishijishangshizhenduimeibiaochatou。youyuchongdianqideshurudianyashi110至240伏,因此可以在全球通用。
山寨充電器的主要元件
實際的供電電路尺寸比充電器外殼更小,其主要元件如圖所示。左側是標準的USB接口。標準USB接口占據的麵積很大,因此當前許多設備都轉向了micro-USB接口。黑色和黃色相間的元件是變壓器,yongyujianggaoyazhuanhuanweidiya。zaibianyaqiqianfangshiyigekaiguansanjiguan。sanjiguanpangbiandeyuanjiankanqilaixiangshidianzu,danshijishangshiyigeyongyujiaoliushurulvbodediangan。dianlubanxiafangshiyixieyongyuguolvshurushuchudedianrong。

實際的供電電路尺寸比充電器外殼更小
簡而言之,這是一種“反激開關電源”。在zai這zhe一yi供gong電dian電dian路lu中zhong,輸shu入ru的de交jiao流liu電dian通tong過guo二er極ji管guan轉zhuan換huan為wei高gao壓ya直zhi流liu電dian,並bing經jing由you開kai關guan三san極ji管guan傳chuan送song至zhi變bian壓ya器qi,在zai變bian壓ya器qi輸shu出chu後hou再zai經jing過guo二er極ji管guan轉zhuan換huan為wei低di壓ya直zhi流liu電dian。反fan饋kui電dian路lu將jiang輸shu出chu電dian壓ya限xian製zhi為wei5伏。
山寨充電器的具體電路
congxijielaikan,zheshiyizhongzijizhendangdefanjishibianyaqi。dabufenfanjishidianyuanshiyongjichengdianluxinpianqukongzhipinlvzhendang,danzheyichongdianqiquetongguobianyaqifankuishixianzijizhendang。zhejianshaolesuoxudeyuanjianshuliang,jiangdilechengben。zaizheyi2.79美元的充電器中,最主要的成本是75美分的控製芯片。
下頁內容:芯片元件示意圖和絕緣和安全設計
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山寨充電器芯片元件示意圖

這zhe張zhang圖tu片pian顯xian示shi了le電dian路lu元yuan件jian。紅hong色se方fang框kuang和he英ying文wen標biao識shi注zhu明ming了le電dian路lu板ban背bei麵mian的de元yuan件jian。大da部bu分fen元yuan件jian都dou是shi貼tie片pian式shi元yuan件jian,綠lv色se電dian線xian用yong於yu輸shu入ru交jiao流liu電dian,隨sui後hou經jing過guo電dian感gan濾lv波bo。標biao記ji為wei 1N4007的輸入二極管和另一個輸入電容用於將交流電轉換為340伏直流電。標記為MJE13003的三極管開關以可變頻率將直流電輸送至變壓器。
在輸出端,一個肖特基二極管將變壓器輸出轉換為直流,經過輸出電容濾波之後被輸送至USB接口。一個簡單的反饋電路限製了輸出電壓。
山寨充電器的絕緣和安全設計
出chu於yu安an全quan性xing考kao慮lv,交jiao流liu電dian源yuan必bi須xu嚴yan格ge絕jue緣yuan交jiao流liu輸shu入ru和he直zhi流liu輸shu出chu。因yin此ci電dian路lu需xu要yao分fen為wei輸shu入ru和he輸shu出chu兩liang部bu分fen,且qie兩liang部bu分fen之zhi間jian不bu得de有you任ren何he電dian氣qi連lian接jie,否fou則ze接jie觸chu直zhi流liu輸shu出chu就jiu會hui引yin起qi觸chu電dian。這zhe兩liang部bu分fen的de連lian接jie通tong過guo變bian壓ya器qi或huo光guang電dian耦ou合he器qi來lai實shi現xian。在zai此ci次ci拆chai解jie的de充chong電dian器qi中zhong,變bian壓ya器qi充chong當dang了le主zhu電dian源yuan的de隔ge離li元yuan件jian,而er光guang電dian耦ou合he器qi則ze被bei用yong於yu反fan饋kui電dian路lu中zhong。
仔(zai)細(xi)觀(guan)察(cha)照(zhao)片(pian)可(ke)以(yi)看(kan)到(dao)電(dian)路(lu)板(ban)上(shang)用(yong)白(bai)線(xian)畫(hua)出(chu)的(de)絕(jue)緣(yuan)界(jie)線(xian)。對(dui)於(yu)輸(shu)入(ru)和(he)輸(shu)出(chu)兩(liang)部(bu)分(fen)之(zhi)間(jian)的(de)距(ju)離(li),一(yi)些(xie)複(fu)雜(za)的(de)安(an)全(quan)規(gui)範(fan)做(zuo)出(chu)了(le)詳(xiang)細(xi)規(gui)定(ding),而(er)至(zhi)少(shao)3到4毫米是必須的。在這一供電電路上,可以看到兩部分之間的距離隻有約1毫米,而其中一個電阻的安全距離甚至還不到1毫米。
在(zai)這(zhe)樣(yang)的(de)設(she)計(ji)中(zhong),充(chong)電(dian)器(qi)很(hen)難(nan)符(fu)合(he)安(an)全(quan)規(gui)定(ding)。實(shi)際(ji)上(shang),充(chong)電(dian)器(qi)外(wai)殼(ke)上(shang)也(ye)沒(mei)有(you)標(biao)注(zhu)任(ren)何(he)安(an)全(quan)認(ren)證(zheng)信(xin)息(xi)。因(yin)此(ci),這(zhe)樣(yang)的(de)充(chong)電(dian)器(qi)將(jiang)帶(dai)來(lai)安(an)全(quan)風(feng)險(xian)。實(shi)際(ji)上(shang),保(bao)護(hu)用(yong)戶(hu)不(bu)接(jie)觸(chu)340伏電壓的唯一措施就是這一不到1毫米的距離。
jiamaoweiliechongdianqidelingyigeweihaizaiyushuchudezhiliudianzhilianghencha,cunzaidianyabodong,kenengyingxiangshoujidecaozuo,lirushichumopingshiling。keyizhuyidao,zheyichongdianqixuduojieshengchengbendeshejidoudailailedianyadebupingwen。lirushuruduanzhiyou1個濾波二極管,而不是通常的4個ge濾lv波bo二er極ji管guan橋qiao接jie。相xiang對dui於yu正zheng常chang的de電dian路lu設she計ji,這zhe一yi充chong電dian器qi的de輸shu入ru和he輸shu出chu濾lv波bo模mo塊kuai都dou已yi最zui小xiao化hua。此ci外wai交jiao流liu電dian輸shu入ru也ye沒mei有you任ren何he的de保bao險xian絲si設she計ji,這zhe也ye將jiang帶dai來lai危wei險xian。
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