Схема автоматического зарядного устройства для сотовых телефонов
Сотовые телефоны комплектуются собственными зарядными устройствами. Эти зарядные устройства нельзя назвать универсальными. Поскольку разновидностей сотовых телефонов много, напряжение питания их аккумуляторов также различно. Так сотовый телефон фирмы Motorola нельзя заряжать с помощью зарядного устройства для сотового телефона фирмы Samsung Или Sony Ericsson не только потому, что телефоны имеют разные разъемы для подключения внешнего питания, но, главное, потому, что у этих телефонов различное номинальное напряжение аккумуляторных батарей.
Большинство современных моделей сотовых телефонов имеют встроенное «умное» устройство, автоматически прекращающее зарядку аккумулятора при достижении им полной емкости. Поэтому оставлять такие сотовые телефоны на постоянной подпитке от зарядного устройства практически безопасно для самого телефона и его аккумулятора. То же касается и зарядного устройства, включенного в осветительную сеть 220 В.
Потребляемый ток (от сети 220 В) зарядным устройством очень мал, и не превышает 8— 10 мА (при полностью заряженном аккумуляторе). Внешне можно лишь зафиксировать незначительный (до +30 °С) нагрев корпуса зарядного устройства при зарядке телефона и охлаждение этого корпуса в режиме насыщенного аккумулятора.
Такое устройство можно собрать как по «классической» схеме, понизив сетевое напряжение обычным трансформатором и регулируя пониженное напряжение, так и по более современной импульсной схеме, поставив стабилизатор и высокочастотный преобразователь в высоковольтную часть схемы.
Преимущество «стандартной» компоновки схемы — простота схемы стабилизатора и большая безопасность при настройке схемы. Но есть и недостатки, отсутствующие в импульсной схеме— нужен трансформатор довольно больших размеров, сильный нагрев регулирующего транзистора, чувствительность схемы к колебаниям сетевого напряжения…
Импульсные источники питания работают на высокой частоте — десятки килогерц, поэтому трансформатор может быть буквально «микроскопическим» (трансформатор в виде куба со стороной 20 мм выдает в нагрузку до 3—5 Вт полезной мощности, т.
е. до 1 А тока; ток в высоковольтной части схемы в коэффициент трансформации раз (30— 40) меньше тока в низковольтной части). Поэтому нагрев транзистора также значительно меньше, тем более что он работает в ключевом режиме; ну а благодаря ШИМ (широтно-импульсной модуляции) устройство будет нечувствительно к колебаниям сетевого напряжения в пределах 150— 250 В и более.
Для тех же, у кого нет штатного зарядного устройства (кто приобрел б/у сотовый телефон на распродаже), будет полезным самодельное зарядное устройство с индикацией состояния и автоматической регулировкой зарядного тока. Электрическая схема этого простого в повторении и налаживании устройства представлена ниже:
Рис. 1. Электрическая схема зарядного устройства для сотовых телефонов с индикацией состояния и автоматической регулировкой выходного тока
На схеме показано «классическое» зарядное устройство для заряда никель-металлогидридных (Ni-MH) и литиевых (Li-ion) аккумуляторов для сотовых телефонов с номинальным напряжением 3,6— 3,8 В.
Такое номинальное напряжение имеют аккумуляторные батареи сотовых телефонов Nokia различных модификаций (например, Nokia 3310, Nokia 1610 и др.). Однако спектр применения этого зарядного устройства можно сущест-
венно расширить таким образом, чтобы оно стало универсальным и помогало заряжать сотовые телефоны других фирм (с иным номинальном напряжением аккумулятора). Для переделки зарядного устройства (изменения значения выходного напряжения и тока) достаточно изменить в принципиальной схеме значения только некоторых элементов (VD2, R5, R6)— об этом написано чуть дальше.
Чтобы понять, какое номинальное напряжение аккумулятора у вашего сотового телефона, достаточно снять верхнюю крышку аппарата и рассмотреть запись на аккумуляторе.
Как правило, аккумуляторные батареи телефонов Nokia, Motorola, Sony Ericsson и некоторых моделей Samsung имеют номинальное напряжение 3,6— 3,8 В. Это наиболее популярное напряжение среди современных моделей сотовых телефонов.
Первоначальный ток зарядного устройства 100 мА.
Это значение определяется выходным напряжением вторичной обмотки трансформатора Т1 и величиной сопротивления резистора R2. Оба эти параметра можно корректировать, подбирая другой понижающий трансформатор или иное сопротивление ограничивающего резистора.
Переменное напряжение осветительной сети 220 В понижается силовым трансформатором Т1 до 10 В на вторичной обмотке, затем выпрямляется диодным выпрямителем (собранном по мостовой схеме) VD1 и сглаживается оксидным конденсатором С1.
Выпрямленное напряжение через токоограничивающий резистор R2 и усилитель тока на транзисторах VT2, ѴТЗ (включенные по схеме Дарлингтона) поступает через разъем XI на аккумулятор и заряжает его минимальным током. При этом свечение светодиода HL1 свидетельствует о наличии зарядного тока в цепи. Если данный светодиод не светится, то значит аккумулятор заряжен полностью, или в цепи зарядки нет контакта с нагрузкой (аккумулятором).
Свечение второго индикаторного светодиода HL2 в самом начале процесса зарядки не заметно, т.
к. напряжения на выходе зарядного устройства недостаточно для открывания транзисторного ключа VT1. В это же самое время составной транзистор ѴТ2, ѴТЗ находится в режиме насыщения и зарядный ток присутствует в цепи (протекает через аккумулятор).
Как только напряжение на контактах аккумулятора достигнет значения 3,8 В (что говорит о полностью заряженном аккумуляторе), стабилитрон VD2 открывается, транзистор VT1 также открывается и загорается светодиод HL2, а транзисторы ѴТ2, ѴТЗ соответственно закрываются и зарядной ток в цепи питания аккумулятора (X1) уменьшается почти до нуля.
Для полноценного и эффективного налаживания устройства потребуются два однотипных аккумулятора для сотового телефона с номинальным напряжением 3,6—3,8 В. Один аккумулятор полностью разряженный, а другой соответственно полностью заряженный штатным зарядным устройством, идущим в комплекте вместе с сотовым телефоном.
Налаживание сводится к установке максимального зарядного тока и напряжения на выходе устройства, при котором светится светодиод HL2.
Этот максимальный ток устанавливается опытным путем так.
К выходу зарядного устройства (точки А и Б, разъема X1, см. рис. 1.7) через (последовательно соединенный) миллиамперметр постоянного тока подключают заведомо разряженный сотовый телефон, например, фирмы Nokia 3310 (который после длительной эксплуатации выключился сам из-за разряженной аккумуляторной батареи), и подбором сопротивления резистора R2 выставляют ток 100 мА. Для этой цели удобно использовать стрелочный миллиамперметр М260М с током полного отклонения 100 мА. Однако можно использовать и иной аналогичный прибор, в том числе стрелочный ампервольтметр (тестер) Ц20, Ц4237 (и подобные им), включенный в режиме измерения тока на пределе 150—250 мА. В этой связи применять цифровой тестер не желательно из-за инерции считывания и индикации показаний.
После этого (предварительно отключив зарядное устройство от сети переменного тока) эмиттер транзистора ѴТЗ отпаивают от других элементов схемы и вместо сотового телефона с «севшим» аккумулятором к точкам А и Б на схеме подключают сотовый телефон с нормально заряженным аккумулятором (для этого переставляют аккумуляторы в одном и том же телефоне).
Теперь подбором сопротивления резисторов R5 и R6 добиваются зажигания светодиода HL2. После этого эмиттер транзистора ѴТЗ подключают к другим элементам согласно схеме.
Трансформатор Т1 любой, рассчитанный на питание от осветительной сети 220 В 50 Гц с вторичными (вторичной) обмотками, выдающими напряжение 10— 12 В переменного тока, например, ТПП 277-127/220-50, ТН1-220-50 и аналогичный.
Транзисторы VT1, VT2 типа КТ315Б—КТ315Е, КТ3102А—КТ3102Б, КТ503А— КТ503В, КТ3117А или аналогичные по электрическим характеристикам. Транзистор ѴТЗ — из серий КТ801, КТ815, КТ817, КТ819 с любым буквенным индексом. Необходимости в установке этого транзистора на теплоотвод нет.
К точкам А и Б (на схеме) припаивают штатный провод от зарядного устройства сотового телефона соответствующей модели с тем, чтобы оконечный разъем на другом конце этого провода подходил к разъему сотового телефона.
Все постоянные резисторы (кроме R2) типа МЛТ-0,25, MF-25 или аналогичные. R2 — с мощностью рассеяния 1 Вт.
Оксидный конденсатор С1 типа К50-24, К50-29 на рабочее напряжение не ниже 25 В или аналогичный. Светодиоды HL1, HL2 типа АЛ307БМ. Светодиоды можно применить и другие (для индикации состояния различными цветами), рассчитанные на ток 5— 12 мА.
Диодный мост VD1 — любой из серии КЦ402, КЦ405, КЦ407. Стабилитрон VD2 определяет напряжение, при котором зарядной ток устройства уменьшится почти до нуля. В данном исполнении необходим стабилитрон с напряжением стабилизации (открывания) 4,5—4,8 В. Указанный на схеме стабилитрон можно заменить КС447А или составить из двух стабилитронов на меньшее напряжение, включив их последовательно. Кроме того, как было отмечено ранее, порог автоматического отключения режима зарядки устройства можно корректировать изменением сопротивления делителя напряжения, состоящего из резисторов R5 и R6.
Элементы устройства монтируют на плате из фольгированного стеклотекстолита в пластмассовый (диэлектрический) корпус, в котором просверливают два отверстия для индикаторных светодиодов.
Хорошим вариантом (использованным автором) является оформление платы устройства в корпус от использованной батареи типа А3336 (без понижающего трансформатора).
Альтернативный вариант зарядного устройства можно собрать с помощью импульсного стабилизатора напряжения, который рассмотрим далее.
Литература: Андрей Кашкаров — Электронные самоделки
Зарядное устройство для сотового телефона
Зарядное устройство для сотового телефона| [Home] | [Donate!] [Контакты] |
Зарядное устройство для сотового телефона
Название «зарядное устройство для сотового телефона» не вполне точно выражает выполняемые устройством функции. На самом деле, это обычный блок питания небольшой мощности (обычно рассчитан на ток нагрузки до 0.5…1 А, номинальное напряжение на выходе 5 В), который используется как источник напряжения для схемы, встроенной в телефон и контролирующей процесс заряда аккумулятора.
Наиболее распространены работающие от сети устройства, которые в целях обеспечения минимальных размеров, веса и цены, выполняется по импульсной схеме. Разумеется, возможны и другие варианты, например, зарядное устройство, работающее от бортовой сети автомобиля, автономное зарядное устройство со встроенным аккумулятором большой ёмкости или что-то ещё более экзотическое, вроде зарядного устройства на солнечных батареях.
Оглавление
Зарядное устройство для сотового телефона
Типовая схема
Варианты схемы
Недостатки схемы
Смотрите также
Блокинг-генератор в импульсных источниках питания
Блоки питания
Типовая схема
Несмотря на то, что существует множество превосходных контроллеров для импульсных блоков питания, недорогих и с хорошими характеристиками, до сих пор встречаются зарядные устройства для сотовых телефонов, выполненные по простейшей схеме на одном транзисторе! По сути — это обычный блокинг-генератор плюс несколько дополнительных элементов.
Рассмотрим схему одного из зарядных устройств (HF 2774-1; вход: AC 100-250 В, 50~60 Гц, 100 мА; выход: DC 4.7-11 В, ≤700 мА; произведено в Китае для WAX Mobile). Прочие подобные устройства, в основном, устроены аналогично, поэтому рассматриваемую схему можно считать типовой. Нумерация элементов (как и в устройствах других моделей) может быть непоследовательной, так как для некоторых элементов место на плате зарезервировано, но они не установлены.
Рис. 1
Сетевое напряжение выпрямляется с помощью однополупериодного выпрямителя на диоде D4, конечно же, типа 1N4007. Конденсатор C1 сглаживает пульсации напряжения. Резистор R1 выполняет скорее функции предохранителя, чем ограничения зарядного тока конденсатора C1 при включении устройства в сеть — для этого номинал резистора слишком мал. Поэтому при включении зарядного устройства в розетку можно наблюдать искру, тем более мощную, чем больше мощность зарядного устройства, а значит и ёмкость конденсатора.
На транзисторе Q1 собран блокинг-генератор. Резистор R6 создаёт начальное смещение на базе транзистора для запуска генератора после включения. Цепь положительной обратной связи образована обмоткой L2 трансформатора T1 и элементами R8, R7, C3, R5. В эмиттерную цепь транзистора включён резистор R4, но его влияние невелико в связи с малым сопротивлением. Отрицательные импульсы напряжения на обмотке L2 (которые возникают, когда транзистор Q1 закрыт) через диод D7 заряжают конденсатор C4. В эти же моменты времени происходит заряд конденсатора C5 через диод D8 от обмотки L3 в цепи питания нагрузки.
Когда выходное напряжение, а значит и напряжение на C4 становится достаточно большим, во время положительных (открывающих) импульсов на базе Q1, появляются импульсы тока стабилизации через D6, которые уменьшают амплитуду импульсов базового тока. Соответственно, уменьшается и максимальное значение, достигаемое коллекторным током при открытом транзисторе. Это приводит к укорачиванию импульсов блокинг-генератора, так при линейном росте тока в индуктивности L1, который происходит при открытом транзисторе, меньшее значение тока достигается за меньшее время. Соответственно, частота импульсов растёт. Но энергия, передаваемая трансформатором в нагрузку за один такт, которая пропорциональна квадрату тока в L1, уменьшается в большей степени, чем возрастает частота.
Со снижением напряжения на C5, снижается напряжение и на C4, стабилитрон в меньшей степени ограничивает импульсы базового тока транзистора Q1, возрастает и амплитуда импульсов коллекторного тока этого транзистора. При этом длительность импульсов возрастает (а частота падает), но передаваемая за один такт энергия, пропорциональная квадрату тока, увеличивается в большей степени, чем снижается частота импульсов. В целом, средняя мощность, передаваемая в нагрузку, увеличивается, напряжение на конденсаторе C5 растёт.
Так осуществляется стабилизация выходного напряжения. Причём использование разных обмоток для питания нагрузки и для измерения напряжения, обеспечивает гальваническую развязку между нагрузкой и сетью.
Элементы D5, R3, C2 образуют демпферную цепь, ограничивающую амплитуду импульса на L1 (обусловленного наличием индуктивности рассеяния обмотки трансформатора) и, тем самым, ограничивающую пиковое напряжение на коллекторе транзистора в момент его закрытия.
Между прочим, T1 на самом деле не трансформатор, а многообмоточный дроссель. Разница между ними существенная и заключается в самом принципе работы. В трансформаторе происходит передача энергии от одной обмотки к другой, не требуется её накопления в магнитопроводе (для трансформатора такое накопление — побочный процесс). В дросселе сначала происходит накопление энергии в магнитопроводе (прямой ход: транзистор открыт, ток через L1 нарастает; во время прямого хода ток через L3 практически равен нулю — подключённый к ней диод D8 заперт), а затем накопленная энергия отдаётся через обмотки дросселя (обратный ход: транзистор закрыт). Преимущественно энергия на обратном ходе отдаётся через обмотку L3 конденсатору C5 и далее в нагрузку; частично через L2, обеспечивая небольшой ток цепи стабилизации. С другой стороны, T1 всё же немного трансформатор, он используется как трансформатор на прямом ходе для осуществления положительной обратной связи (через L2).
Варианты схемы
Разные модели зарядных устройств, построенных на основе блокинг-генератора, обычно очень сходны между собой (вплоть до совпадения номиналов элементов), но могут иметь и небольшие отличия.
Допустим, на входе может быть установлен мостовой выпрямитель и могут иметься какие-либо элементы фильтрации электромагнитных помех.
Так как стабилизационные свойства схемы далеки от совершенства, иногда схему дополняют линейным стабилизатором на выходе. Заодно это снижает уровень пульсаций выходного напряжения. Использоваться может стабилизатор в виде микросхемы или стабилизатор в виде эмиттерного повторителя, на базу которого подаётся напряжение с параметрического стабилизатора на стабилитроне, как это сделано в зарядном устройстве AMT SONER K750i.
Рис. 2
Лучше результат будет при использовании специализированного линейного стабилизатора — как в количественном отношении (высокая точность, ещё более высокая стабильность и меньший уровень пульсаций), так и в качественном (обычно такие стабилизаторы имеют дополнительные функции вроде защиты от перегрузок по току, защиты от перегрева и прочие).
Иногда бывают довольно странные конструктивные изменения, смысл которых неочевиден. Вот, например, полная схема устройства AMT SONER K750i, которое упоминалось выше.
Рис. 3
Схема на рис. 3 похожа на изображённую на рис. 1 вплоть до номиналов элементов, но способ подключения обмотки L2 здесь изменён (на рис. 1 имеем контур: L2 — RC-цепь — Q1
Недостатки схемы
Крайне простые и очень дешёвые источники питания на основе блокинг-генератора, к сожалению, имеют массу недостатков. Некоторые из которых связаны с принципом работы используемой схемы и неизбежны для устройств подобного типа, а некоторые обусловлены стремлением разработчиков сэкономить на всём, на чём только можно и на чём нельзя.
Если рассматривать приведённые в этой статье примеры, то из наиболее очевидных, можно назвать следующие недостатки. В схемах нет элементов для ограничения зарядного тока сглаживающего конденсатора в момент включения устройства в сеть. Часто нет даже предохранителя на входе. Отсутствует фильтр на входе, так что высокочастотные помехи, создаваемые блокинг-генератором, с лёгкостью попадают в сеть (электролитический конденсатор в выпрямителе сетевого напряжения не решает всех проблем — как известно, для высокочастотных составляющих эквивалентная ёмкость электролитических конденсаторов падает, зато последовательное сопротивление и паразитная индуктивность проявляются в полной мере). Устройство не только «загрязняет» сеть, но и само беззащитно от помех и импульсных выбросов, не являющихся редкостью в реальных условиях. Устройство является сильно нелинейным потребителем для сети (мгновенный потребляемый ток не пропорционален мгновенному напряжению в сети). Кроме того, если входной выпрямитель выполнен по однополупериодной схеме, появляется постоянная составляющая потребляемого тока, что весьма нежелательно для сетей переменного тока.
Отсутствуют элементы защиты от перегрузки, от перенапряжения на выходе. На выходе также нет достаточной фильтрации для высокочастотных составляющих в спектре пульсаций. Схема не обеспечивает высокой стабильности выходного напряжения.
В целом, устройства на основе блокинг-генератора могли бы найти ограниченное применение, но, упрощённые сверх всяких пределов варианты нельзя рекомендовать к использованию ни в каких случаях.
Смотрите ещё пример зарядного устройства для телефона:
Зарядное устройство AMT Style
Смотрите углубленный анализ источников питания на основе блокинг-генератора:
Блокинг-генератор в импульсных источниках питания
author: hamper; date: 2016-09-08; Last revised: 2022-02-21
Схема мобильного зарядного устройства на 3 ампера с использованием LM2576
Перейти к содержимомуby Farwah Nawazi
6 514 просмотровВведение
Это эпоха компьютеров и мобильных телефонов, и можно сказать, что люди в этом мире настолько зависимы от этих устройств, что жизнь без них кажется невозможной. И исследования уже показали, что подавляющее большинство населения в этом мире первым делом проверяет свои телефоны после пробуждения. Таким образом, мы все знаем, насколько важны для нас эти телефоны. Но эти телефоны бесполезны без зарядных устройств. Следовательно, зарядные устройства для мобильных телефонов также играют решающую роль в нашей жизни. Итак, для этого урока мы сделали схему мобильного зарядного устройства на 3 ампера.
Buy From Amazon
Hardware Components
The following components are required to make Mobile Charger Circuit
| S. No | Components | Value | Qty | |||||||||||||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
1. | Voltage Regulator IC | LM2576 | 1 | |||||||||||||||||||||
| 2. | Электролитический конденсатор | 470UF | 2 | |||||||||||||||||||||
| 3. | DIODKY DIODC0038 | 1N5408 | 1 | |||||||||||||||||||||
| 4. | Toroid | 50uH | 1 | |||||||||||||||||||||
| 5. | Supply | 12V | 1 | |||||||||||||||||||||
| 6. | USB Connector | 1 100013
Описание работы В схеме мобильного зарядного устройства на 3 ампера используется микросхема регулятора напряжения LM2576. Эта микросхема принимает напряжение батареи и регулирует его до 5 вольт. Регулятор работает против колебаний напряжения, которые могут возникнуть из-за батареи, подключенной к цепи. Затем он подает напряжение 5 В на USB-порт, к которому уже подключен мобильный телефон. Следовательно, зарядка начинается. Перед подключением устройства проверьте с помощью мультиметра, что цепь обеспечивает 5В. ApplicationsЭта схема специально предназначена для зарядки мобильных телефонов, но вы также можете использовать ее в других электронных гаджетах. Похожие сообщения:Цепь зарядного устройства для мобильного телефона — Проект выходного дняПерейти к содержимомуАнас Эджаз 13 074 просмотраЗарядное устройство для мобильных телефонов — это устройство, которое заряжает мобильный телефон от доступного источника переменного тока. Зарядные устройства для мобильных телефонов, доступные на рынке, довольно дороги, хотя в большинстве зарядных устройств внутренняя схема почти такая же, как и выходные контакты. Это зависит от типа мобильного телефона, который мы используем. В этом уроке мы покажем вам, как сделать недорогую схему мобильного зарядного устройства. Необходимое оборудованиеНиже приведены необходимые аппаратные элементы, необходимые для Цепь зарядного устройства мобильного телефона :
[inaritcle_1] Соединения
Пояснение к работеБольшинство мобильных телефонов обычно заряжаются от регулируемого источника постоянного тока 5 В, поэтому в основном мы собираемся построить схему для регулируемого источника постоянного тока 5 В от 220 В переменного тока. Мы будем использовать понижающий трансформатор для преобразования 220 В переменного тока в 9 В переменного тока. Номинальное напряжение трансформатора всегда должно быть больше требуемого выходного напряжения. 9Затем напряжение переменного тока преобразуется в постоянное напряжение 9 В с помощью двухполупериодного мостового выпрямителя. Вы можете использовать для этой цели 4 отдельных диода или использовать один компонент двухполупериодного выпрямителя. Выход двухполупериодного мостового выпрямителя не является чистым постоянным током и имеет очень высокий коэффициент пульсаций. Таким образом, конденсатор емкостью 1000 мкФ будет работать как фильтрующий конденсатор и будет удалять пульсации из сигнала постоянного тока.  |
Эта схема преобразует 220 вольт переменного тока в регулируемое 5 вольт постоянного тока с помощью понижающего трансформатора и некоторых других основных электронных компонентов.
01uF)
