100円ショップのAC100V USB充電器の電圧変更



100円ショップのAC100V USB充電器の電圧変更(ACアダプタの改造)


 100円ショップで売られている、AC100V入力の5V出力のUSB充電器(ACアダプター)を改造して、出力電圧を変更することを考えました。 まず出力電圧を確認します。当然5Vが出ています。

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 中の基板を見てみます。じっとにらんで、黄色で囲んだ抵抗(3302=330×100=33000Ω=33.0kΩ)の値を変化させれば出力電圧が変化すると予想しました。 その右横の2つの抵抗12C(EIA-96コード表記。130×100=13kΩ)と05D(EIA-96コード表記。110×1000=110kΩ)との並列接続による11.6kΩとで電圧分割をしています。
 高圧をスイッチングするトランジスタを駆動するIC(GKBと書かれたU1のIC)に電源を供給するために巻かれた1次側低圧電源用巻線(補助巻線)の 出力電圧をこれでコントロールしています。 それに連動して2次側巻線の出力電圧も変化するので、2次側の出力電圧がちょうど5Vになるように、1次側の低圧電源用巻線の出力電圧を設定しています。 実測ではU1にかかる電源電圧は15Vほど出ていました。おそらく、1次側の低圧電源用巻線の巻数と2次側巻線の巻数の比=3:1となっているものと思われます。

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100kΩの抵抗を仮付けして、出力電圧の変化を見てみます。

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予想通り、電圧を変化させることができました。3.98Vになりました。

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 最初の状態で出力電圧が5Vであるので、このACアダプタの場合、出力電圧は1.30×(1+33.0/11.6)=4.99Vという式で計算できるようです。 33kΩに100kΩを並列接続すると24.8kΩになるので、1.30×(1+24.8/11.6)=4.08Vとなり、まあまあ実測と一致しています。
 ただしVRに変えての実験はしていませんので、低いほう、高いほうともに、何Vまで実際に可変可能な範囲であるかは不明です。

 回路図をトレースしてみました。R1は電源投入直後にU1を起動するブートアップ抵抗、D3とC2はU1起動後にU1に電源を供給するための 1次側低圧電源回路、R2、C3、D2はトランスの逆起電力によるサージからQ1を保護するためのスナバ回路、R8は無負荷時に間歇発振を 起こさないようにするためにわざと無効電流を流すための抵抗です。R4、R5は電圧設定用の分割抵抗、R6は電圧微調整用の抵抗ですね。 R7はおそらく入力保護抵抗、C3は位相補償用コンデンサーと思われます。
 でもこの回路図を見ると、過電圧保護回路もヒューズも入っておらず、なんとも恐ろしい限りです。R3で過電流保護だけはしてありますね。 万一出力が短絡しても、一応の歯止めはかかるようになっています。

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 高圧スイッチング用のトランジスタです。「D1J00JBH」と書かれていましたが、型番はよく分かりません。

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