12V→5V USB給電（充電）回路の設計

質問

こんにちは。
私、商品企画の仕事をしています。

現在企画している自動車（12V）バッテリーからiPhoneやアンドロイド系のスマホを充電できるUSB規格（5V）の製品開発を検討しています。

私は技術系ではなく、社内でもこの分野の技術開発部門がないため、回路設計・開発などは外部の設計会社に任せようと思っております。

その際、設計会社の方にどのような説明で設計を依頼しないといけないかが分かりません。
適当に目的だけ伝えたとしても、実使用において問題が起こるかもしれません。

【作りたいもの】
自動車12V電源で、スマホ全般をUSB形状のポートから充電・給電ができる。
※車の電圧はエンジン始動時約14.2V前後

▼設計にあたって分からないこと
1.指定しなければならないスペックとその公差範囲
2.その他、注意すべきことなどがありましたら

以上、専門の知識をお持ちの方いらっしゃいましたらご教示いただければ幸いです。

回答No.3

air_supply · ベストアンサー

実際の回路に関しての回答が少ないようなので、一つ。なお、当方専門家ではありませんが、制御系の仕事をしています。

出力電圧については、スマホ等の機器はそんなに杓子定規ではないでしょうが、一応デジタル 5V系では、4.75V～5.25Vとなっています。負荷電流は、2A程度は必要でしょう。入力電圧範囲は、8V～19V程度くらいかな。入力を想定している12V～14.2Vの範囲は可能です。

さて、12Vから5Vを生成する場合、一番簡単なのはシリーズレギュレータを使うことですが、負荷電流分入力と出力間の電圧差で電力損失しますので、手軽である他はメリットが余りないのが特徴と言えば特徴です。電流は、下記では1A程度ですが3Aまでは素子があるようです。入力に逆電圧接続防止用のダイオードを入れておいた方が良いでしょう。また、3端子レギュレータの発熱が比較的大きいのでヒートシンクが大きくなります。→ 小型化に向かない。
http://www.iccraft.com/parts/ic/78xx79xx.html

下記は、ステップダウン・スイッチングレギュレータ方式ですこちらの方が変換効率が良いので本命ですね。2Aまでの電流を供給可能で、こちらにも入力に逆電圧接続防止用のダイオードを入れておいた方が良いでしょう。→ 効率がよいのでヒートシンクも小さく、小型化に向く。
http://www.linear-tech.co.jp/product/LT1076-5

上記はほんの一例です。他にも似たような素子が沢山あると思います。注意すべき点は、実装をどうするのか、電力変換部の放熱の問題、入力過電圧保護や出力過電圧保護をどうするのか等、多々あるでしょう。保護回路は、結構重要だと思いますよ。安全を考えると、メインの電圧変換部より、周囲の回路の方がコストが掛かると思いますね。

こういった内容は、設計会社で十分判るはずです。大まかな概略でも良いと思います。

お礼

ご教授ありがとうございます。

ご回答を参考に設計会社と話をしていきたいと思います！

回答No.2

sarahbeeze

この手の商品はいやほどたくさん売られていますよ。
いまさら開発して売るメリットはないように思いますが。

お礼

ありがとうございます。

そもそもUSB機能自体は他社と同等で問題ないと思っており、そのほかの機能を付加価値として提案を仕様としております。

できればOEMメーカーから仕入れればいいのは分かっているのですが、当社の委託回路メーカーではUSBの実績がなかったもので・・・。

回答No.1

RTO

わざわざ商品を開発するまでもなく、同じような商品がすでにいくらでも売られているのですから　OEMメーカーから買ってきて売るだけにすればいいのではありませんか？
商品の仕様としてはご提示の内容で充分です。

わざわざ細かいスペックを指定して手間をかけても、「四角い車輪の再発明」になりかねません。

お礼

ありがとうございます。

個人的には私もそう思っております。

会社としては既存仕入先を使いたいらしく、新規開発を前提にこのような質問をさせていただきました。