Китайское зарядное устройство для мобильного телефона – блок питания

Сегодня продается немалое количество зарядных устройств для мобильных телефонов. Стоят недорого, небольших размеров, при добавлении одного резистора R 1 перестают перегорать при импульсных помехах в сети. Чем не блок питания? Схема зарядки « Topstar », выпускается с разъемами для различных моделей телефонов Нагрузочная характеристика: U вых.      R нагр.          I нагр. 5,83      -------               0 5.56         100 Ом       55 мА 4,23          9                 0,47 А 4,03          8                 0,50 3,77          7                 0,53 3,44          6                 0,57 3,06          5                 0,612 2,62          4                 0,655 2,14          3                 0,713 Зарядные устройства неплохо работают при замене стабилитрона, при этом соответственно меняется выходное напряжение. Стабилитрон 13 В U вых.      R нагр.          I нагр. 13,92      --------            0 13,72        910              15 В этом варианте после часа работы температура верхней части корпуса составила +34 гр.С (температура помещения +26 гр.С). Зависимость U вых от напряжения сети: Основные схемы импульсных сетевых адаптеров для зарядки телефонов Большинство современных сетевых зарядных устройств собрано по простейшей импульсной схеме, на одном высоковольтном транзисторе (рис. 1.18) по схеме блокинг-генератора. В отличие от более простых схем на понижающем 50-герцевом 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. 1.18. Простая импульсная схема блокинг-генератора Описание принципа действия и расчета элементов схемы высоковольтного импульсного преобразователя (трансформатор, конденсаторы и прочее) можно прочитать по ссылке http://www.nxp.com/ acrobat/applicationnotes/AN00055.pdf (1 Мб). Принцип работы устройства Переменное сетевое напряжение выпрямляется диодом VD1 (хотя иногда щедрые китайцы ставят целых 4 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 стабильнее. Генерация поддерживается благодаря конденсатору С1, включенному в цепь ПОС на обмотке И, частота генерации зависит от его емкости и параметров трансформатора. При отпирании транзистора напряжение на нижних по схеме выводах обмоток I и II отрицательное, на верхних - положительное, положительная полуволна через конденсатор С1 еще сильнее открывает транзистор, амплитуда напряжения в обмотках возрастает. 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 сильнее 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 VT1 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. Альтернативный вариант устройства Схема более качественного (и более сложного) преобразователя показана на рис. 1.19. Для выпрямления входного напряжения используются диодный мостик VD1 и конденсатор С1, резистор R1 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 - Рис. 1.19. Электрическая схема более сложного преобразователя 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 1N4936, 1N4937. 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. 1.18 - 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 VOl. Микросхему TL431 можно заменить любым маломощным стабилитроном, выходное напряжение равно его напряжению стабилизации плюс 1,5 В (падение напряжения на светодиоде оптрона VOl); для защиты светодиода от перегрузок добавлен резистор R8 небольшого сопротивления. Как только выходное напряжение станет чуть выше положенного, через стабилитрон потечет ток, светодиод оптрона VOl 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. Рекомендации по деталям 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. Домашний мастер. Зарядное от сотового Siemens CX65 . Напряжение на выходе примерно 7.8V. Под нагрузкой 0.5А напряжение падает примерно до 4-5V. Возможно, трансформатор имеет дополнительно 2-е обмотки (если это не просто проволочки, идущие к экранирующей фольге). Обмотки подседины к "минусу" одним концом. Второй конец никуда не подцеплен. Обмотки играют роль экранов и применяются также для динамического подавления ЭМИ помех, возникающих во время работы трансформатора (может быть именно поэтому, отсутствует конденсатор между + 300V и коллектором транзистора Т2). *некоторые значения конденсаторов неточные! Доработка ЗУ сотового телефона Сотовые телефоны комплектуют зарядными устройствами (ЗУ), построенными на основе обратноходового преобразователя напряжения, часто такие ЗУ собраны по упрощенной схеме и имеют невысокую надежность. На рисунке показана схема одного из вариантов ЗУ. Напряжение сети через резистор R1, который выполняет функции предохранителя, поступает на мостовой выпрямитель на диодах VD1 —VD4 и сглаживается конденсатором С1. Производители ЗУ сетевые фильтры для подавления помех используют редко, кроме того, часто применяют не мостовой, а однополупериодный выпрямитель. Стабилизация выходного напряжения осуществляется косвенным методом. Для этого напряжение обмотки III трансформатора выпрямляется диодом VD6, сглаживается конденсатором СЗ и через стабилитрон VD5 поступает на базу транзистора. В момент подключения ЗУ к сети, а также при резких колебаниях напряжения в сети ток через транзистор VT1 превышает допустимое значение, что приводит к выходу его из строя. В большинстве случаев выходят из строя также резисторы R1, R6 и стабилитрон VD5. Для повышения надежности ЗУ предлагается его доработка, заключающаяся во введении дополнительных элементов VT2, R8, обведенных на схеме штрихпунктирной линией. При увеличении тока через транзистор VT1 более 60. 70 мА транзистор VT2 открывается и шунтирует базовую цепь транзистора VT1, ограничивая протекающий через него ток. Можно применить транзисторы серий КТ315, КТ3102 с любыми буквенными индексами, резистор — МЛТ, Р1-4, С2-23. ЗУ, доработанные таким способом, показали более высокую надежность работы. Принципиальная схема устройства представляет собой классический импульсный преобразователь обратного хода (рис. 1). Подобные простые схемы широко применяются в импульсных блоках питания и зарядных устройствах мощностью до 25 Вт с соответствующим использованием более мощных деталей. Заявленные характеристики устройства - выходное напряжение 5,7 V. ток 800 мА. Коротко рассмотрим описание работы схемы Напряжение сети подается через токоограничивающий резистор R 1 на вход выпрямителя, выполненного на диодах D 1- D 4. На транзисторе Q 1 собран автогенератор, частота которого в основном определяется характеристиками применяемого здесь импульсного трансформатора TF 1. Резистор R 3 задает режим работы транзистора Q 1. Стабилизация выходного напряжения происходит за счет использования обмотки обратной связи импульсного трансформатора TF 1 и цепочки D 7, С4, ZD 1. Транзистор Q 2 и резистор R 2 служат для ограничения тока транзистора Q 1 в момент запуска автогенератора, а также в случае перегрузки или короткого замыкания на выходе устройства. Схема содержит простейший выпрямитель выходного напряжения на диоде D 8 и конденсаторе С5. Резистор R 6 служит для разрядки конденсатора С5 после выключения устройства. Схема еще одного варианта зарядного устройства мобильного телефона показана на рис.1. источник