Схема простого зарядного устройства для сотового телефона — 5 В от 230 В переменного тока

Как сделать простое зарядное устройство для сотового телефона — принципиальная схема 5 В постоянного тока из 230 В переменного тока

Вы когда-нибудь задумывались о том, как работает зарядное устройство для сотового телефона или как небольшое устройство может преобразовать 220–230 вольт переменного тока в 5 вольт или желаемое напряжение? В этом проекте мы расскажем о схеме, которая используется для безопасной зарядки ваших телефонных устройств путем преобразования 220 вольт переменного тока в номинальное напряжение вашего мобильного телефона.

Сегодня зарядные устройства для сотовых телефонов поставляются на рынке с разными блоками питания. В этом проекте мы создадим схему, которая будет использоваться для получения 5-вольтового регулируемого источника постоянного тока из 220-вольтового источника переменного тока. Эту схему также можно использовать в качестве источника питания для других устройств, макетных плат, микроконтроллеров и интегральных схем.

Изготовление зарядного устройства для мобильного телефона состоит из четырех основных этапов. Первым шагом является понижение 220 вольт переменного тока до небольшого напряжения. Второй шаг включает выпрямление переменного тока в постоянный с помощью двухполупериодного мостового выпрямителя. Поскольку постоянное напряжение, полученное на втором этапе, содержит пульсации переменного тока, которые удаляются с помощью процесса фильтрации. Последним этапом является регулировка напряжения, при которой микросхема IC 7805 используется для обеспечения 5-вольтового регулируемого источника постоянного тока.

Связанные проекты:

• Схема автоматического выключателя света в ванной и принцип работы
• Автоматический дверной звонок с обнаружением объектов с помощью Arduino

Цепь зарядного устройства сотового телефона

Необходимые компоненты

• 9-0-9 Понижающий трансформатор 1 А
• Диоды
• Конденсаторы — 1000 мкФ и 0,01 мкФ
• Регулятор напряжения IC 7805

Связанные проекты:

• Схема преобразователя 12 В в 5 В — повышающие и понижающие преобразователи
• Простая принципиальная схема мигалки 24 В

9-0-9 Шаг вниз Преобразователь

9-0-9 — понижающий преобразователь с центральным отводом. В трансформаторе с центральным отводом провод подсоединяется точно посередине вторичной обмотки трансформатора и поддерживается при нулевом напряжении, подключая его к току нейтрали. Этот трансформатор 9-0-9 преобразует 220 В переменного тока в 9 В переменного тока.

Этот метод помогает трансформатору обеспечить два отдельных выходных напряжения, равных по величине, но противоположных по полярности. Работа в этом трансформаторе очень похожа на обычный трансформатор (первичная и вторичная обмотка). Первичное напряжение будет индуцировать напряжение из-за магнитной индукции во вторичной обмотке, но из-за провода в центре вторичной обмотки мы можем получить два напряжения.

Этот тип понижающего трансформатора в основном используется в схемах выпрямителей путем преобразования напряжения питания переменного тока в напряжение постоянного тока.

Из диаграммы выше видно, что мы получаем два напряжения V_A и В_B из трех проводов, а нейтральный провод соединен с землей, поэтому этот трансформатор также называется двухфазным трехпроводным трансформатором.

Одно напряжение мы получаем, подключая нагрузку между линией 1 и между линией 2 к нейтрали. Если нагрузка подключена непосредственно между линией 1 и линией 2, то мы получаем общее напряжение, которое является суммой двух напряжений.

Пусть Np, Na и N_B - количество витков в первичной обмотке, первой половине вторичной обмотки и второй половине вторичной обмотки соответственно. Пусть V_P - напряжение на первичной обмотке, тогда как V_A и В_B - напряжение на первой половине вторичной обмотки и второй половине вторичной обмотки соответственно. Мы можем рассчитать напряжения V_A и В_B по формуле:

• В_А =(N_А / Н_П ) х V_P
• В_Б =(N_В / Н_П ) х V_P
• V_Всего =В_А + В_В

Основное различие между обычным трансформатором и трансформатором с центральным отводом заключается в том, что в обычном трансформаторе мы получаем напряжение только одного типа, тогда как в трансформаторе с центральным отводом мы получаем два напряжения.

Похожие сообщения:

• Список идей для финальных проектов в области электроники
• Идеи проекта по разработке электроники для студентов-инженеров
• Простые и базовые идеи мини-проекта по электронике для начинающих

Полноволновой мостовой выпрямитель

Двухполупериодный мостовой выпрямитель представляет собой установку, которая использует переменный ток (AC) в качестве входного сигнала и преобразует оба цикла в свой период времени в постоянный ток (DC). Он состоит из четырех диодов, соединенных мостом, как показано на принципиальной схеме. Этот процесс преобразования полуволн переменного тока в постоянный называется выпрямлением.

Работа с мостовой схемой:

Рассмотрим один период времени (T) волны переменного тока. Первая половина входного цикла переменного тока (от 0 до T/2) положительна, тогда как вторая половина отрицательна (от T/2 до T). Мы хотим преобразовать отрицательную половину в положительную.

Поэтому мы сохраняем первую половину цикла как есть и преобразуем вторую половину в положительную половину с помощью четырех диодов (D₁ , D₂ , Д₃ и D₄ ) как показано на схеме. Диоды проводят ток только при прямом смещении и не проводят при обратном смещении.

Во время первого положительного полупериода диоды D₂ и D₃ поступает в прямом смещении и проводит, из-за чего мы получаем тот же положительный цикл, что и на выходе. Во время отрицательного полупериода диоды D₁ и D₄ поступает в прямом смещении и проводит, что дает положительную полуволну, аналогичную первому полупериоду, на выходе. Таким образом, каждая отрицательная полуволна преобразуется в положительную полуволну. Этот вывод будет далее подаваться на фильтр для процесса фильтрации.

Этот двухполупериодный мостовой выпрямитель имеет различные области применения. Он в основном используется в цепях, таких как питание двигателей или светодиодов. Он также используется для подачи постоянного и поляризованного постоянного напряжения при электросварке. Он также используется для определения амплитуды модулирующих радиосигналов.

Связанные проекты:

• Схема детектора скорости автомобиля — рабочий и исходный код
• Схема цепи тестера кабелей и проводов

Фильтрация

После исправления переменного тока мы получаем неправильный постоянный ток. Это пульсирующий выход постоянного тока с высоким коэффициентом пульсаций. Мы не можем подавать этот выход на наш мобильный телефон, так как он может легко повредить наше устройство, поскольку он не является постоянным источником постоянного тока.

Пульсирующий выход постоянного тока после выпрямления имеет вдвое большую частоту, чем вход переменного тока. Этот пульсирующий выход постоянного тока с высокой пульсацией можно преобразовать в правильный выход постоянного тока с помощью сглаживающих конденсаторов. При параллельном подключении конденсатора к нагрузке уменьшаются пульсации и увеличивается средний выходной уровень постоянного тока.

Работа и эксплуатация цепи зарядки мобильного телефона:

Когда импульс постоянного тока с высокой пульсацией подается на конденсатор, он заряжается до тех пор, пока волна не достигнет своего пикового положения. Когда волна начинает уменьшаться от своего пикового положения, конденсатор разряжается и пытается поддерживать постоянный уровень выходного напряжения, а выходная волна не достигает самого низкого уровня и, следовательно, создает надлежащее напряжение питания постоянного тока.

Рассчитаем значение емкости, которое следует использовать для фильтрации.

Емкость можно рассчитать по формуле:C =(I*t)/V, где

• C =емкость, которую необходимо рассчитать
• I =максимальный выходной ток (предположительно 500 мА)
• t =период времени
• V =пиковое выходное напряжение после фильтрации.

Поскольку входное переменное напряжение составляет 50 Гц, выходной сигнал после выпрямления будет иметь удвоенную частоту входного переменного тока. Следовательно, частота пульсаций (f) составляет 100 Гц.

Период времени (t) =1/f =1/100 =0,01 =10 мс.

Выходное напряжение, подаваемое на регулятор напряжения, составляет 7 вольт (5 вольт на выходе постоянного тока + 2 вольта больше, чем требуется), которое следует вычесть из пикового выходного напряжения. Трансформатор 9-0-9 дает среднеквадратичное значение 9 вольт, поэтому пиковое значение будет √2 x среднеквадратичное значение напряжения. В одном цикле мы используем два диода. Падение напряжения на одном диоде составляет 0,7 вольта, поэтому на двух диодах 1,4 вольта. Итак, наконец

Пиковое выходное напряжение (В) =9 В x 1,414 В – 1,4 В – 7 В =4,33 В.

Поэтому

C =Q / V … (где Q =I x t)

C =(0,5 А x 0,01 мс) / 4,33 В =1154 мкФ (приблизительно 1000 мкФ).

Связанные проекты:

• Система автоматизации умного дома — схема и исходный код
• Контроллер температуры паяльника

IC 7805 для регулирования напряжения

IC 7805 – это стабилизатор напряжения, обеспечивающий регулируемое выходное напряжение 5 вольт постоянного тока. Рабочее напряжение IC 7805 составляет от 7 до 35 вольт. Поэтому минимальное подаваемое входное напряжение должно быть не менее 7 вольт. Диапазон выходного напряжения составляет от 4,8 В до 5,2 В, а номинальный ток — 1 Ампер.

Поскольку разница между входным и выходным напряжением составляет 2 вольта, что является существенной разницей. Эта разница напряжения между входом и выходом выделяется в виде тепла, и чем больше разница, тем больше тепла рассеивается. Поэтому к регулятору напряжения должен быть подключен надлежащий радиатор, чтобы избежать его неправильной работы.

Вырабатываемое тепло =(входное напряжение – выходное напряжение) x выходной ток

Например, если входное напряжение составляет 12 вольт, а выходное напряжение составляет 5 вольт, а выходной ток составляет 500 мА. Тогда выделяемое тепло составляет (12 В – 5 В) x 0,5 мА =3,5 Вт. Таким образом, можно подключить радиатор, который может поглощать тепло мощностью 3,5 Вт, чтобы избежать повреждения микросхемы.

ИС регулятора напряжения 7805 имеет два значения:"78" означает положительное значение, а "05" означает 5 вольт, следовательно, эта ИС используется для подачи положительного напряжения питания 5 вольт постоянного тока. У этой микросхемы всего 3 контакта:один для входа, второй для земли и третий для выхода. Емкость 0,01 мкФ подключена к выходу этого стабилизатора напряжения 7805 для подавления шума, возникающего из-за переходных изменений напряжения.

Связанные проекты:

• Схема электронного глаза — использование LDR и IC 4049 для контроля безопасности
• Схема автоматического светодиодного аварийного освещения

Заключение

Поняв описанные выше процедуры, вы сможете разработать собственное зарядное устройство для мобильного телефона. желаемого результата. Необходимые изменения потребуются в номиналах трансформаторов, например, вам нужно выбрать трансформатор, который может понижать до соответствующего напряжения.

Процесс исправления будет аналогичен, поскольку он просто преобразует отрицательную половину в положительную. Расчет конденсатора, необходимого в процессе фильтрации, должен быть выполнен правильно, особенно для зарядного устройства мобильного телефона. Необходимо учитывать разницу между входным и выходным напряжением регулятора напряжения 7805, и радиатор должен быть сконструирован соответствующим образом.