Большинство современных сетевых зарядных устройств собрано по простейшей импульсной схеме, на одном высоковольтном транзисторе (рис. 1) по схеме блокинг-генератора.
В отличие от более простых схем на понижающем 50 Гц трансформаторе, трансформатор у импульсных преобразователей той же мощности гораздо меньше по размерам, а значит, меньше размеры, вес и цена всего преобразователя. Кроме того, импульсные преобразователи более безопасны - если у обычного преобразователя при выходе из строя силовых элементов в нагрузку попадает высокое нестабилизированное (а иногда и вообще переменное) напряжение со вторичной обмотки трансформатора, то при любой неисправности «импульсника» (кроме выхода из строя оптрона обратной связи - но его обычно очень хорошо защищают) на выходе вообще не будет никакого напряжения.
Рис. 1
Простая импульсная схема блокинг-генератора
Подробнейшее описание принципа действия (с картинками) и расчета элементов схемы высоковольтного импульсного преобразователя (трансформатор, конденсаторы и пр.) можно прочитать, например, в «ТЕА152х Efficient Low Power Voltage supply» по ссылке http://www. nxp.com/acrobat/applicationnotes/AN00055.pdf (на английском).
Переменное сетевое напряжение выпрямляется диодом VD1 (хотя иногда щедрые китайцы ставят целых четыре диода, по мостовой схеме), импульс тока при включении ограничивается резистором R1. Здесь желательно поставить резистор мощностью 0,25 Вт - тогда при перегрузке он сгорит, выполнив функцию предохранителя.
Преобразователь собран на транзисторе VT1 по классической обратноходовой схеме. Резистор R2 нужен для запуска генерации при подаче питания, в этой схеме он необязателен, но с ним преобразователь работает чуть стабильней. Генерации поддерживается благодаря конденсатору С1, включенному в цепь ПОС на обмотке частота генерации зависит от его емкости и параметров трансформатора. При отпирании транзистора напряжение на нижних по схеме выводах обмоток / и II отрицательное, на верхних - положительное, положительная полуволна через конденсатор С1 еще сильней открывает транзистор, амплитуда напряжения в обмотках возрастает... То есть транзистор лавинообразно открывается. Через некоторое время, по мере заряда конденсатора С1, базовый ток начинает уменьшаться, транзистор начинает закрываться, напряжение на верхнем по схеме выводе обмотки II начинает уменьшаться, через конденсатор С1 базовый ток еще сильней уменьшается, и транзистор лавинообразно закрывается. Резистор R3 необходим для ограничения базового тока при перегрузках схемы и выбросах в сети переменного тока.
В это же время амплитудой ЭДС самоиндукции через диод VD4 подзаряжается конденсатор СЗ - поэтому преобразователь и называется обратноходовым. Если поменять местами выводы обмотки III и подзаряжать конденсатор СЗ во время прямого хода, то резко возрастет нагрузка на транзистор во время прямого хода (он может даже сгореть из-за слишком большого тока), а во время обратного хода ЭДС самоиндукции окажется нерастраченной и выделится на коллекторном переходе транзистора - то есть он может сгореть от перенапряжения. Поэтому при изготовлении устройства нужно строго соблюдать фазировку всех обмоток (если перепутать выводы обмотки II - генератор просто не запустится, так как конденсатор С1 будет наоборот, срывать генерацию и стабилизировать схему).
Выходное напряжение устройства зависит от количества витков в обмотках II и III и от напряжения стабилизации стабилитрона VD3. Выходное напряжение равно напряжению стабилизации только в том случае, если количество витков в обмотках II и III одинаковое, в противном случае оно будет другое. Во время обратного хода конденсатор С2 подзаряжается через диод VD2, как только он зарядится до примерно -5 В, стабилитрон начнет пропускать ток, отрицательное напряжение на базе транзистора VT1 чуть уменьшит амплитуду импульсов на коллекторе, и выходное напряжение стабилизируется на некотором уровне. Точность стабилизации у этой схемы не очень высока - выходное напряжение гуляет в пределах 15...25% в зависимости от тока нагрузки и качества стабилитрона VD3.
Схема более качественного (и более сложного) преобразователя показана на рис. 2
Рис. 2
Электрическая схема более сложного
преобразователя
Для выпрямления входного напряжения используется диодный мостик VD1 и конденсатор, резистор должен быть мощностью не менее 0,5 Вт, иначе в момент включения, при зарядке конденсатора С1, он может сгореть. Емкость конденсатора С1 в микрофарадах должна равняться мощности устройства в ваттах.
Сам преобразователь собран по уже знакомой схеме на транзисторе VT1. В цепь эмиттера включен датчик тока на резисторе R4 - как только протекающий через транзистор ток станет столь большим, что падение напряжения на резисторе превысит 1,5 В (при указанном на схеме сопротивлении - 75 мА), через диод VD3 приоткроется транзистор VT2 и ограничит базовый ток транзистора VT1 так, чтобы его коллекторный ток не превышал указанные выше 75 мА. Несмотря на свою простоту, такая схема защиты довольно эффективна, и преобразователь получается практически вечный даже при коротких замыканиях в нагрузке.
Для защиты транзистора VT1 от выбросов ЭДС самоиндукции, в схему добавлена сглаживающая цепочка VD4-C5-R6. Диод VD4 обязательно должен быть высокочастотным - идеально BYV26C, чуть хуже - UF4004-UF4007 или 1 N4936, 1 N4937. Если нет таких диодов, цепочку вообще лучше не ставить!
Конденсатор С5 может быть любым, однако он должен выдерживать напряжение 250...350 В. Такую цепочку можно ставить во все аналогичные схемы (если ее там нет), в том числе и в схему по рис. 1 - она заметно уменьшит нагрев корпуса ключевого транзистора и значительно «продлит жизнь» всему преобразователю.
Стабилизация выходного напряжения осуществляется с помощью стабилитрона DA1, стоящего на выходе устройства, гальваническая развязка обеспечивается оптроном V01. Микросхему TL431 можно заменить любым маломощным стабилитроном, выходное напряжение равно его напряжению стабилизации плюс 1,5 В (падение напряжения на светодиоде оптрона V01)’, для защиты светодиода от перегрузок добавлен резистор R8 небольшого сопротивления. Как только выходное напряжение станет чуть выше положенного, через стабилитрон потечет ток, светодиод оптрона начнет светиться, его фототранзистор приоткроется, положительное напряжение с конденсатора С4 приоткроет транзистор VT2, который уменьшит амплитуду коллекторного тока транзистора VT1. Нестабильность выходного напряжения у этой схемы меньше, чем у предыдущей, и не превышает 10...20%, также, благодаря конденсатору С1, на выходе преобразователя практически отсутствует фон 50 Гц.
Трансформатор в этих схемах лучше использовать промышленный, от любого аналогичного устройства. Но его можно намотать и самому - для выходной мощности 5 Вт (1 А, 5 В) первичная обмотка должна содержать примерно 300 витков проводом диаметром 0,15 мм, обмотка II - 30 витков тем же проводом, обмотка III - 20 витков проводом диаметром 0,65 мм. Обмотку III нужно очень хорошо изолировать от двух первых, желательно намотать ее в отдельной секции (если есть). Сердечник - стандартный для таких трансформаторов, с диэлектрическим зазором 0,1 мм. В крайнем случае, можно использовать кольцо внешним диаметром примерно 20 мм.
Скачать: Основные схемы импульсных сетевых адаптеров для зарядки телефонов
В случае обнаружения "битых" ссылок -
Вы можете оставить комментарий, и ссылки будут восстановлены в ближайшее время.
В данной статье расскажем как зарядить сотовый телефон без промышленной сети, на природе? Ниже предложен вариант универсального преобразователя для зарядки любых сотовых телефонов, имеющих стандартный адаптер — импульсное зарядное устройство (ЗУ) сотовых телефонов. Его применение позволяет проводить зарядку аккумуляторов любых сотовых телефонов от источника постоянного тока напряжением 12 В, например, от бортовой сети автомобиля.
При длительной поездке на автомобиле, или загородном семейном отдыхе на природе часто возникает проблема зарядки аккумулятора сотового телефона. Её, конечно, можно решить приобретением специализированного ЗУ, работающего от бортовой сети автомобиля. Но в большинстве случаев у членов семьи сотовые телефоны различных типов, поэтому как разъемы для подключения ЗУ, так и сами ЗУ разные. Найти переходники для различных типов разъемов затруднительно.
Решить эту задачу можно другим путем — изготовить предлагаемый преобразователь постоянного напряжения 12 В, в постоянное 300 В, который позволит заряжать аккумуляторы сотовых телефонов от штатных ЗУ. Правда, сами ЗУ должны быть с бестрансформаторным входом, т.е. собраны по схеме импульсного преобразователя напряжения с сетевым выпрямителем (сейчас все «зарядки» от сотовых такие). Схема предлагаемого устройства показана на рисунке. Это – однотактный, обратно-ходовый преобразователь напряжения с внешним возбуждением. На таймере DА1 собран управляемый генератор прямоугольных импульсов, которые поступают на затвор мощного переключательного полевого транзистора VT1. Импульсы напряжения на вторичной обмотке трансформатора выпрямляет диод VD1, конденсатор С5 — сглаживающий. Стабилизация выходного напряжения осуществляется узлом, состоящим из стабилитронов VD2, VD3 и транзистора VТ2.
После подачи питающего напряжения начинает работать генератор прямоугольных импульсов. Частота генерации определяется параметрами цепи R1С2 и составляет около 30 кГц. Когда транзистор VТ1 открывается, через первичную обмотку повышающего трансформатора Т1 протекает ток и энергия накапливается в его магнитном поле. После закрытия транзистора VТ1 энергия из вторичной обмотки через диод VD1 передается в конденсатор С5. Когда выходное напряжение превысит напряжение пробоя стабилитронов VD2 и VD3, через резистор R5 потечет ток и напряжение на нем возрастет. Это ведет к открыванию транзистора VТ2, он соединяет вход Е таймера DА1 с общим проводом, что приводит к срыву генерации, и снижению выходного напряжения. После этого транзистор VТ2 закрывается, генерация возобновляется, все процессы циклически повторяются. Поэтому выходное напряжение определяется в основном суммарным напряжением стабилизации стабилитронов VD2, VDЗ.
В устройстве применены резисторы МЛТ, С2-23, оксидные конденсаторы — импортные, остальные — К10-17. Трансформатор намотан на ферритовом магнитопроводе Ш12х14 от трансформатора блока строчной развертки телевизора УПИМЦТ, первичная содержит 12 витков провода ПЭВ-2, ПЭЛ диаметром 1 мм, вторичная — 310 витков провода ПЭВ-2 диаметром 0,31 мм. Полевой транзистор IRFZ44N можно заменить на полевые транзисторы IRFZ24N, IRFZ48N, IRFZ34N, или на биполярный КТ825 с любым буквенным индексом, в последнем случае сопротивление резистора R4 следует увеличить до 1 кОм. Взамен двух стабилитронов 1N5383В можно применить три соединенных последовательно стабилитрона 1N5378В или 1N4764. Возможна также замена группы стабилитронов выпрямительным диодом КД212А. Необходимо подобрать экземпляр с напряжением пробоя 300…320 В. Для этого стабилитроны VD2, VD3 заменяют на один диод КД212А, Временно на место конденсатора С5 устанавливают два соединенных последовательно конденсатора К73- 17 емкостью 0,47 мкФ на напряжение 630 В, а последовательно с диодом VD1 включают еще один, такой же. Меняя диоды КД212А, устанавливают требуемое выходное напряжение. По экспериментам автора, напряжение пробоя у этих диодов находится в интервале 280…380 В. После подборки диода, временно установленные элементы удаляют и монтируют штатные. На этом налаживание можно считать законченным.
Детали преобразователя смонтированы на макетной печатной плате из стеклотекстолита с применением проводного монтажа. Плата размещена в пластмассовом корпусе размерами 85×50х45 мм, на стенке которого установлена розетка для подключения ЗУ. Преобразователь подключают к бортовой сети автомобиля в прикуриватель с помощью специальной вилки, в которой установлена плавкая вставка FU1. При эксплуатации преобразователя следует иметь в виду, что в некоторых ЗУ сетевой выпрямитель выполнен по однополупериодной схеме. Поэтому если после подключения ЗУ зарядка не производится, необходимо перевернуть его вилку на 180°, изменив тем самым полярность подаваемого на него напряжения. Двухлетняя эксплуатация устройства показала его высокую надежность и востребованность.
Приведённая схема — отличный вариант мобильного устройства питания! Его можно доработать, например увеличить выходную мощность. Но надо ли это? Устройство фактически не требует никаких настроек, и если правильно собрано, то начинает работать сразу.
В статье использован материал из журнала Радио №1 2010года. Автор — К. МОРОЗ, г. Надым
Микросхема MС34063 универсальная микросхема, на базе которой можно построить ряд интересных схем преобразователей напряжения. Широкое применение находят повышающие преобразователи на базе этой микросхемы, но не менее популярны и понижающие.
Микросхема находит широкое применение в промышленных блоках питания, зарядных устройствах и не только. Сегодня рассмотрим вариант применения этой микросхемы для постройки понижающего DC-DC преобразователя с выходным током до 1Ампера (этого позволяет внутренний транзистор микросхемы).
Такого тока вполне хватит для зарядки современных смартфонов и планшетных компьютеров. Микросхема импульсная, благодаря чему обеспечивается высокий КПД преобразователя в целом. Частотозадающий конденсатор С1 в схеме советуется подобрать так, чтобы рабочая частота микросхемы не была в районе 60-90кГц, больше не стоит.
Выходной ток в принципе можно увеличить добавлением дополнительного ключевого транзистора, но об этом поговорим как-нибудь в другой раз. Особенность схемы в простоте и в широком диапазоне входных напряжений, на вход можно подавать от 7 до 40 Вольт, при этом выходное напряжение будет держаться стабильным на уровне 5 Вольт.
Выходное напряжение подлежит регулировке изменением номиналов делителя R2/R3
Диод VD1 желательно взять Шоттки на 3 и более Ампер. Микросхема в дополнительном теплоотводе не нуждается, хотя при большой выходной нагрузке ее нагрев возможен, но это нормально.
Сейчас многие спросят-зачем такие сложности, если давно изобрели микросхему 7805, которая выполняет ту же функцию, но в схеме помимо микросхемы стабилизатора почти нет компонентов.
Разумеется – микросхема 7805 хороша для таких дел и обеспечивает выходной ток до 15 Ампер, но у нее есть один большой недостаток – это линейный стабилизатор напряжения, около 30-35% начальной мощности уйдет в виде ненужного нагрева на самой микросхеме, а это тепло нужно отводить, это в свою очередь приводит к использованию довольно массивных теплоотводов, что неудобно из-за больших размеров конструкции, а импульсные стабилизаторы лишены этого недостатка.
И ещё хочу отметить один момент, а вы не пробовали гонять на грузовиках, нет я не про настоящие, есть интересные гонки на грузовиках. Стоит только попробовать и вас уже не оторвать, заходите на obgonki.ru и сами всё узнаете.
Рассказать в:Его применение позволяет проводить зврядку аккумуляторов сотовых телефонов от источника
постоянного тока напряжением 12 В, например, от бортовой сети автомобиля.
При длительной поездке на автомобиле или загородном семейном отдыхе на природе часто возникает проблема зарядки аккумулятора сотового телефона. Ее, конечно, можно решить приобретением специализированного ЗУ, работающего от бортовой сети автомобиля. Но в большинстве случаев у членов семьи сотовые телефоны различных типов, поэтому как разъемы для подключения ЗУ, так и сами ЗУ разные. Найти переходники для различных типов разъемов затруднительно.
Решить эту задачу можно другим путем - изготовить предлагаемый преобразователь постоянного напряжения 12 В в постоянное 300 В, который позволит заряжать аккумуляторы сотовых телефонов от штатных ЗУ. Правда, сами ЗУ должны быть с бестрансформаторным входом, т. е. собраны по схеме импульсного преобразователя напряжения с сетевым выпрямителем. Схема предлагаемого устройства показана на рисунке.
Это - однотактный обратно-ходовый преобразователь напряжения с внешним возбуждением. На таймере DA1 собран управляемый генератор прямоугольных импульсов, которые поступают на затвор мощного переключательного полевого транзистора VT1. Импульсы напряжения на вторичной обмотке трансформатора выпрямляет диод VD1, конденсатор С5 - сглаживающий. Стабилизация выходного напряжения осуществляется узлом, состоящим из стабилитронов VD2, VD3 и транзистора VT2.
После подачи питающего напряжения начинает работать генератор прямоугольных импульсов. Частота генерации определяется параметрами цепи R1C2 и составляет около 30 кГц. Когда транзистор VT1 открывается, через первичную обмотку повышающего трансформатора Т1 протекает ток и энергия накапливается в его магнитном поле. После закрытия транзистора VT1 энергия из вторичной обмотки через диод VD1 передается в конденсатор С5. Когда выходное напряжение превысит напряжение пробоя стабилитронов VD2 и VD3, через резистор R5 потечет ток и напряжение на нем возрастет. Это ведет к открыванию транзистора VT2, он соединяет вход Е таймера DA1 с общим проводом, что приводит к срыву генерации и снижению выходного напряжения.
После этого транзистор VT2 закрывается, генерация возобновляется и все процессы циклически повторяются. Поэтому выходное напряжение определяется в основном суммарным напряжением стабилизации стабилитронов VD2, VD3.
В устройстве применены резисторы МЛТ, С2-23, оксидные конденсаторы - импортные, остальные - К10-17. Трансформатор намотан на феррито-вом магнитопроводе Ш12х14 от трансформатора блока строчной развертки телевизора УПИМЦТ, первичная содержит 12 витков провода ПЭВ-2, ПЭЛ диаметром 1 мм, вторичная - 310 витков провода ПЭВ-2 диаметром 0,31 мм. Полевой транзистор IRFZ44N можно заменить на полевые транзисторы IRFZ24N, IRFZ48N, IRFZ34N или на биполярный КТ825 с любым буквенным индексом, в последнем случае сопротивление резистора R4 следует увеличить до 1 кОм. Взамен двух стабилитронов 1N5383B можно применить три соединенных последовательно стабилитрона 1N5378B или 1N4764.
Возможна также замена группы стабилитронов выпрямительным диодом КД212А. Необходимо подобрать экземпляр с напряжением пробоя 300...320 В. Для этого стабилитроны VD2, VD3 заменяют на один диод КД212А. Временно на место конденсатора С5 устанавливают два соединенных последовательно конденсатора К73-17 емкостью 0,47 мкФ на напряжение 630 В, а последовательно с диодом VD1 включают еще один, такой же. Меняя диоды КД212А, устанавливают требуемое выходное напряжение. По экспериментам автора, напряжение пробоя у этих диодов находится в интервале 280...380 В. После подборки диода временно установленные элементы удаляют и монтируют штатные. На этом налаживание можно считать законченным.
Детали преобразователя смонтированы на макетной печатной плате из стеклотекстолита с применением проводного монтажа. Плата размещена в пластмассовом корпусе размерами 85x50x45 мм, на стенке которого установлена розетка для подключения ЗУ. Преобразователь подключают к бортсе-ти автомобиля в прикуриватель с помощью специальной вилки, в которой установлена плавкая вставка FU1. При эксплуатации преобразователя следует иметь в виду, что в некоторых ЗУ сетевой выпрямитель выполнен по однопо-лупериодной схеме. Поэтому если после подключения ЗУ зарядка не производится, необходимо перевернуть его вилку на 180°, изменив тем самым полярность подаваемого на него напряжения. Двухлетняя эксплуатация устройства показала его высокую надежность и востребованность.
Раздел.
Издавна имелся солнечный модуль от китайского зарядного устройство и было решено сделать зарядное устройство для мобильного телефона, который смог бы заряжать любые виды мобильных телефонов и планшетных компьютеров. Времени было в обрез, поскольку собирался в поход. Над схемой особо не думал - блокинг-генератор с применением мощного силового ключа серии IRF3205 (изначально использовал IRFZ24, но с первым клювом ток на выходе намного больше). Ограничитель на затворе может отклоняться в ту или иную сторону на 20%, в моем случае 470Ом - все компоненты схемы не критичны, от резистора до трансформатора.
В качестве трансформатора взял готовый дроссель, который стоит в в фильтре входного напряжения некоторых компьютерных БП. В качестве сердечника можно использовать ферритовые кольца (пробовал даже на кольцах из порошкового железа, потерь в сердечнике много, но как вариант - вполне рабочий) удобных размеров, можно чашки или Ш-образный сердечник - форма сердечника не особо влияет на КПД устройства, который колеблется в районе 60-65%. С используемым полевым ключом выходной ток доходит до 100 мА, в целях увеличения этого параметра можно использовать более толстые провода для намотки обмоток.
Первичная обмотка намотана проводом 0,7 мм, состоит из 5х15 Витков. Вторичная обмотка состоит из 10 Витков, намотана проводом 0,5-0,7мм.
Инвертор может отдавать максимальный ток до 220мА при входном напряжении 3,7 Вольт, при этом транзистор (даже если инвертор максимально нагрузить) не греется, но при желании его можно установить на маленький теплоотвод. Выходное напряжение выпрямляется и фильтруется электролитическим конденсатором, дальше подается на вход линейного стабилизатора выполненный на микросхеме 7805, таки образом, на выходе получаем напряжение в пределах 5 Вольт.
Номинальный ток заряда (в случае, когда заряжается мобильный телефон с аккумулятором 750-1000мА/ч) 100-190мА, при этом потребление преобразователя будет в районе 350-600мА.
Устройство было сделано на скорую руку, не идеальный вариант, но вполне рабочий - смело собирайте.
