Простое зарядное устройство

Простое зарядное устройство

Простое зарядное устройство несложное для повторения с регулировкой тока зарядки методом импульсно-фазового управления тринистором. Схема простое зарядное устройство приведена на рисунке.

Установка требуемого тока зарядки от 0 до 10 А осуществляется известным способом: изменением задержки открывания регулирующего элемента — тринистора — после момента прохождения переменного питающего напряжения через ноль. После подключения вилки ХР1 к сети и замыкания выключателя SA1 напряжение 220 В, 50 Гц через плавкую вставку FU1 поступает на первичную обмотку понижающего трансформатора Т1. Конденсатор С1 — помехоподавляющий. Неоновая лампа HL1 — индикатор наличия напряжения сети. Напряжение с вторичной обмотки, составленной из шести последовательно включённых секций, поступает на диодный мост VD1—VD4 и диоды VD5, VD6. Выпрямленное диодным мостом напряжение через амперметр РА1 и плавкую вставку FU2 поступает на плюсовой вывод заряжаемой аккумуляторной батареи, а через регулирующий элемент — тринистор VS1 на минусовый. Выпрямленное напряжение с катодов диодов VD5, VD6 и минусового вывода моста VD1—VD4 поступает на ограничитель напряжения, а через резистор R2 — на светодиод HL2. Свечение последнего свидетельствует о наличии напряжения на вторичной обмотке трансформатора Т1. Ограничитель собран на стабилитроне VD7 и резисторе R3. С его выхода напряжение, близкое к трапецеидальной форме (полу синусоиды со срезанными вершинами) и частотой 100 Гц, поступает на узел управления тринистором VS1. Он представляет собой генератор импульсов на однопереходном транзисторе VT1. Переменный резистор R4, резистор R5 и конденсатор С2 — времязадающая цепь генератора. С началом каждого трапецеидального импульса, формируемого, как указано выше, стабилитроном VD7 и резистором R3, начинается зарядка конденсатора С2 через резисторы R4, R5. Однопереходный транзистор VТ1 закрыт.

При достижении на конденсаторе С2 напряжения включения транзистора происходит разрядка конденсатора С2 по цепи участок эмиттер— база 1 транзистора, резистор R6. Импульс на резисторе R6 открывает тринистор VS1, и напряжение с диодного моста VD1—VD4 поступает на заряжаемую батарею. Продолжительность подачи этого напряжения — разность длительности полупериода напряжения сети (10 мс) и задержки включения тринистора от начала полупериода (прохождения напряжения сети через ноль). При перемещении движка переменного резистора R4 влево по схеме тринистор будет открываться ближе к концу каждого трапецеидального импульса, поступающего на узел управления, и ток зарядки окажется меньше. Наоборот, при перемещении движка резистора вправо ток зарядки станет возрастать.

Конструктивно простое зарядное устройство может быть размещено как в самодельном корпусе, так и в готовом, например, от какого-либо прибора, отслужившего свой срок. Очень хорошо подходят корпусы от приборов B3-38 — ВЗ-41, ВЗ-47, ВЗ-57, которые несложно доработать, заменив переднюю панель и просверлив необходимое число вентиляционных отверстий для обеспечения охлаждения устройства. Плавкая вставка FU1 — ВП1-1 5А, 250 В. Вставку на меньший ток применять не рекомендуется, так как она будет систематически перегорать при включении устройства. Вставка FU2 — ВПЗБ-1 на 10 А. Выключатель SA1 типа ТЗ можно заменить на клавишный выключатель со световой индикацией, например, R59-2 [1], при этом исключаются элементы R1 и HL1. Конденсатор С1 — К73-17 на напряжение 630 В. Его емкость может быть в пределах 0,01 .0,22 мкФ. Этот конденсатор припаивают непосредственно к выводам 1 и 6 трансформатора Т1. Конденсатор С2 — любой на напряжение не менее 25 В.

Трансформатор Т1 — унифицированный ТПП320-127/220-50 [2] мощностью 200 Вт. Его можно заменить на ТПП318-127/220-50 или ТПП310-127/ 220-50, схема включения обмоток идентична. Возможно использование трансформатора ТПП323-127/220-50, при этом обмотки с выводами 11 — 12, 13— 14, 18—17, 20—19 необходимо соединить параллельно, т. е. спаять вместе выводы 11, 13, 18, 20 и 12, 14, 17,19. Вторичные обмотки этого трансформатора можно соединить и по-другому выполнив выпрямитель по обычной двухполупериодной схеме. При этом вместо диодного моста VD1 —VD4 устанавливают всего два диода. Обмотки с выводами 11—12, 13—14 следует соединить параллельно, обмотки с выводами 18—17, 20—19 — также параллельно, т. е. должны быть вместе выводы 11, 13; 12, 14; 17, I9 и 18, 20, а затем соединить вывод 14 с выводом 18 — это будет средняя точка и минусовый вывод выпрямителя. Крайние выводы 11, 13 и 19, 17 припаивают к анодам мощных выпрямительных диодов.

Можно применить и сетевой трансформатор от старого цветного лампового телевизора. Сначала необходимо удалить все его вторичные обмотки, сосчитав при этом число витков накальной обмотки. Далее на каждом из двух каркасов наматывают новую вторичную обмотку проводом сечением не менее 3 мм2 в любой теплостойкой изоляции с числом витков втрое больше накальной. После сборки трансформатора катушки соединяют последовательно. При отсутствии провода нужного сечения можно использовать жгут из более тонких проводов, сплетя их в косичку [3]. Перед установкой самодельного трансформатора необходимо проверить сопротивление изоляции между первичной и вторичной обмотками — оно должно быть не менее 20 МОм. В противном случае следует просушить трансформатор в тёплом сухом месте и ещё раз измерить сопротивление изоляции, а если оно опять меньше 20 МОм, то лучше такой трансформатор не использовать

Диоды Д214 можно заменить любыми с прямым током не менее 10 А и обратным напряжением не менее 100 В. Их устанавливают на теплоотводы с площадью поверхности не менее 50 см2. Диоды VD5, VD6 — любые кремниевые маломощные. Тринистор заменим любым из серии КУ202 или более мощным, например, из серии Т122 (Т122-20 и т. п.) [4]. Его устанавливают на теплоотвод площадью не менее 100 см2. Транзистор КТ117А заменим на КТ117Б КТ117Г; КТ132А, КТ132Б КТ133А, КТ133Б или импортными 2N2646 2N2647, 2N4870, 2N4871. Вместо однопереходного транзистора можно применить и его транзисторный аналог. Амперметр РА1 и вольтметр PV1 — М4202, М4203 Постоянные резисторы — любого типа. Переменный резистор R4 с линейной характеристикой. Его сопротивление может быть от 100 до 680 кОм. При этом потребуется подобрать ёмкость конденсатора С2, чтобы постоянная времени R4C2 осталась прежней. Выводы резистора необходимо подключить так, чтобы при вращении ручки по часовой стрелке введённое сопротивление уменьшалось.

Печатная плата простое зарядное устройство не разрабатывалась. Правильно собранное простое зарядное устройство налаживания не требует. Однако перед первым включением следует вместо плавкой вставки FU1 подключить лампу накаливания 220 В мощностью 100…150 Вт. При включении SA1 лампа должна вспыхнуть и погаснуть. Если она горит почти в полный накал, следует проверить правильность соединения обмоток трансформатора, наличие замыканий во вторичной цепи. Далее повернув ручку переменного резистора в крайнее против часовой стрелки (начальное) положение, параллельно вольтметру PV1 подключают автомобильную лампу на 12 В мощностью 15 Вт. Она не должна светиться. Вращая плавно ручку переменного резистора по часовой стрелке, следует убедиться, что лампа загорается, а её яркость увеличивается до полной при показаниях вольтметра около 15 В. Может потребоваться корректировка ёмкости конденсатора С2. При эксплуатации устройства перед подключением нагрузки ручку переменного резистора R4 следует всегда устанавливать в начальное положение.

Доработка зарядного устройства сотового телефона

Простейшее зарядное устройство. Заряд нестабилизированным током

На рис.1 изображена простейшая схема заряда аккумуляторной батареи (АБ).

Источник питания в данном случае нестабилизированный. Как правило, это трансформатор и выпрямительный диодный мост. Реостатом R1 устанавливается ток заряда.

Достоинством этого устройства является простота и, соответственно, низкая стоимость.
Недостатки:

• зависимость тока заряда от напряжения в сети и степени заряженности аккумулятора;
• необходимость постоянного контроля процесса заряда и регулировки тока заряда;
• возможность перезаряда или недозаряда аккумулятора с вытекающими отсюда последствиями;
• невысокий КПД из-за рассеивания избыточной мощности на реостате.

как уменьшить вольтаж зарядного устройства

Модернизация маломощного зарядного устройства

Понятно два главных варианта зарядных устройств (ЗУ), применяемых для обслуживания маломощных электрических устройств с аккумуляторным питанием. Принципная схема первого из их представлена на Рис.1. Такими устройствами оснащались наши приборы пару лет вспять, когда батареи, по сопоставлению с современными, имели значительно наименьшую емкость, и ток заряда для типоразмера АА не превосходил 70 – 130 мА.

Основной особенностью этого устройства является работа работая в режиме частотной модуляции, который реализуется последующим образом. За период цикла заряда индуктивности трансформатора напряжение базисной обмотки приложено плюсом через R3, C2 к базе главного транзистора, при всем этом C2 заряжается приблизительно до напряжения базисной обмотки. Когда ключ размыкается, напряжение на базисной обмотке изменяется на оборотное и, суммируясь с имеющемся на конденсаторе C2, запирает главный транзистор. Отныне конденсатор C2 начинает перезаряжаться током, протекающим через токозадающие резисторы R1, R2 прямо до открывания главного транзистора. Изменяя Такой ток, что обеспечивается по причине соответственного включения выходной секции оптрона DA1, есть вариант в широких границах регулировать частоту выходного напряжения при неизменной продолжительности зарядного цикла и, тем, изменять величину выходного тока ЗУ. Главным достоинством модуляции такового типа является фактически нескончаемый спектр регулировки выходного тока без какого-нибудь воздействия на режим насыщения главного транзистора.

К плюсам устройства следует отнести довольно высшую стабильность характеристик при обычной схеме, также реализованную ординарными средствами индикацию выходного тока, что отличает его от большинства ЗУ серийного производства.

Главным же недочетом является возможность насыщения трансформатора, что связано с неопределенностью наибольшего тока через главный транзистор и просит по другому внедрения трансформаторов с припасом по мощности, по другому подстройки характеристик частей R3, C2 для каждого определенного эталона ЗУ под имеющийся трансформатор.

При всем этом необходимо подчеркнуть, что режим работы устройств, выполненных по таковой схеме, часто устойчив только при гарантированном отсутствии насыщения трансформатора. В ином случае устройство становится неуправляемым, так как по причине резкого возрастания амплитуды колебаний, возникающих на всех обмотках после разряда индуктивности насыщенного трансформатора, может появиться режим неуправляемых автоколебаний, который исключительно в неких случаях удается убрать включением дополнительного конденсатора параллельно базо-эмиттерному переходу главного транзистора. При таких обстоятельствах это конденсатор C5.

Недочетом является также тот факт, что мощность устройства принципно ограничена как по причине неопределенности режима главного транзистора, так и по причине недопустимого роста утрат в выходной секции ЗУ при увеличении зарядного тока.

Принципная схема ЗУ другого типа представлена на Рис.2.4. Необходимо подчеркнуть, что вариантов по теме этой схемы несколько, в часности со стабилизацией и ограничением напряжения по первичной стороне, однако встречаться рассматривать только более универсальный вариант с прямой стабилизацией по выходному току.

Основной особенностью этой схемы является внедрение частей (VT1, R4, R6), которые держут под контролем величину наибольшего тока через главный транзистор и, соответственно, через первичную обмотку трансформатора. Такая особенность делает это устройство желаемым для серийного производства, т.к. при всем этом неважно какая подстройка схемы оказывается ненадобной, а наибольший ток через ключ совершенно точно определяется параметрами частей схемы.

Но, при внедрении этих частей, конденсатор С3, в противоположность предшествующей схемы, не имеет права создавать дополнительное запирающее напряжение на базе VT2 при разряде индуктивности, так как базо-эмиттерный переход этого транзистора при отрицательной полярности напряжения на базе зашунтирован прямосмещенным коллекторно-базовым переходом транзистора VT1, а не считая этого, верхний по схеме вывод базисной обмотки через диодик VD6 замкнут на отрицательную шину первичного источника. По причине этого главный транзистор врубается сразу в конце цикла разряда индуктивности без дополнительной задержки, обусловленной перезарядом конденсатора C3. Потому устройства такового типа всегда работают работая в режиме неуправляемых автоколебаний и резистор R3 нужен только для исходного пуска. Реализуемый в таком случае тип модуляции является модуляцией смешанного типа, при в которой требуется меняется и частота, и продолжительность зарядного цикла. При всем этом частота преобразования а возможно в пару раз более высочайшей, ежели у первого рассмотренного ЗУ, что делает существенно не просто помех для окружающих электрических устройств.

READ Как Уменьшить Экран На Хуавей

Так как данное устройство работает работая в режиме неуправляемых автоколебаний, единственным легкодоступным методом регулировки выходного тока является изменение наибольшего тока через индуктивность. Такую регулировку предположительно можно обеспечить 2-мя методами – по причине конфигурации сопротивления резистора R6 либо за счет применения управляющего тока, создающего падение напряжения на резисторе R4, которое суммируется с падением на R6. При всем этом частота преобразования в течении уменьшения выходного тока должна будет возрастать, так как индуктивность заряжается до наименьшего наибольшего тока за наименьший интервал времени.

Однако реально частота преобразования в таковой схеме в значимой степени определяется параметрами насыщения главного транзистора, так как время выхода биполярного ключа из насыщения – величина фиксированная, в некой степени зависящая от тока через C3, R5. Потому пробы уменьшить выходной ток упомянутыми методами дают малозначительный эффект, а при последующих усилиях главный режим нарушается и конвертер преобразуется в линейный усилитель класса А. Это разъясняется тем, что даже при существенном увеличении номинала резистора R6 насыщающий ток базы, создаваемый базисной обмоткой через С3, R5, практически не изменяется, и время пребывания VT2 в насыщенном режиме изменяется очень слабо. Напротив для уменьшения наибольшего тока через индуктивность искусственно наращивать падение напряжения на R4, то при неком его значении величина насыщающего тока становится недостаточной по причине замыкания его через открытый транзистор VT1, и главный транзистор перебегает в режим линейного усиления. Потому в основной части ЗУ такового типа, в каких отсутствует оборотная связь по выходному току, значительно поменять величину выходного тока практически нереально.

Как получить 9В/12В от зарядного с Quick Charge (на примере STM32)

С увеличением ёмкости аккумуляторов телефонов потребовалось увеличить и мощность зарядных устройств, чтобы достичь маленького времени зарядки, для чего и нужно было увеличивать выходную мощность: напряжение, ток. Таким образом зарядные с Quick Charge 3.0 кроме 5 В могут выдавать 9В/12В/20В +возможность регулировки с шагом 0.2 В (до 12 В).

Ввиду распространенности ЗУ с этой технологией появляется интерес использовать их для получения повышенного напряжения без дополнительных преобразователей.

Схема подключения

Представленная схема позволит выводам, настроенным как двухтактный выход, подавать на выводы DN и DP нужные значения напряжения:

Настройка в STM32CubeMX

Нужно настроить четыре любые выводы общего назначения как двухтактный выход (Output Push Pull) без подтяжки (No pull-up and no pull-down) с соответствующими названиями (ПКМ -> Enter User Label).

Описание протокола Quick Charge

QC 2.0 (из документа CHY100)

После включения в сеть замыкаются выводы DN, DP и начинает следить за уровнем на выводе DP, подаем на него напряжение от 0.325 В до 2 В (обычно 0.6 В) на время не менее 1.25 с и таким образом происходит вход в режим Быстрой Зарядки. Теперь на DN нужно подать минус (чтобы напряжение на нем упало ниже 0.325 В) на время не менее 1 мс. Остается выставить сочетание напряжения, соответствующее необходимому, согласно таблице:

QC 3.0 (из документа FAN6290Q)

В этой версии есть возможность изменять значение напряжения с шагом 200 мВ, для этого нужно выставить сочетание, соответствующее режиму Continuous Mode:

Перейти в него можно из любого другого (5В/9В/12В), а потом для увеличения выходного напряжения (DN: 3.3 В, DP: импульс 0.6-3.3-0.6В), а для уменьшения (DP: 0.6 В, DN: 3.3-0.6-3.3В).

Программирование

Остается завернуть изменение уровней сигнала согласно алгоритму в код с использованием библиотеки HAL, учитывая понятные ярлыки-названия, установленные в Кубе:

Таким образом получились функции:

Скачать проект в STM32CubeIDE можно на GitHub: Quick-Charge-STM32-HAL

Проверка работы

Остается подключить всё согласно схеме и выполнить функцию для получения нужного напряжения (для испытания используется безымянная китайская зарядка с QC 3.0):

Причем выходное напряжение можно изменить в любой момент:

При использовании разъема USB Type-C обязательно нужно добавить два резистора 5.1 кОм между CC1, CC2 и GND, чтобы устройство определялось как UFP (Upstream Facing Port).

Определение подключения

В случае, если питание будет подаваться на микроконтроллер уже после подключения, то выполнение нужной функции может выполнятся перед главным циклом один раз.
Если микроконтроллер питается от независимого источника, то выполнение функции можно назначить по внешнему прерыванию (вывод VBUS подключается через стабилизатор 3.3 В) или просто с помощью кнопки — можно сделать свой «триггер».

Проверка на разных ЗУ с USB-A и USB-C

Работоспособность проверена на различных недорогих зарядных, а также на мощных ноутбучных зарядок 65Вт с USB Type-C.

При этом наименьшее выходное напряжение может различаться — так, обычные имели нижний порог 4.2 В, а продвинутые — 3.7 В.

Подробнее в видео

Итого

Хоть стандартом становится технология Power Delivery (PD), но куча современных сетевых зарядных устройств как и многие переносные аккумуляторные ЗУ поддерживают в том числе Quick Charge (QC), что позволит с легкостью получить повышенное напряжения без использования дополнительных преобразователей.

Несмотря на то, что в теории можно получить даже 20 В, но на практике таких зарядок почти нет. Также стоит учесть, что при подключении слишком мощной нагрузки напряжение будет сильно просаживаться, а некоторые ЗУ вообще уйдут в защиту.

Схемы разных китайских зарядников для сотового телефона

Данная статья родилась в связи с тем, что мне пришлось столкнуться с частым ремонтом зарядников сотовых телефонов. Даже при том, что цена китайского зарядника не превышает 100 руб (новый) их мне несут регулярно. И при всей их однотипности бывают небольшие отличия в построении схематики зарядника.

В данном материале будут объединены зарядники, которые я срисовал сам и нашел на просторах интернета.

Схема зарядника телефона LG

Еще один вариант зарядника так называемая Лягушка

Ну и на последок схема получения от 12-24В на выходе 4,5В 0,8А.

Автомобильный адаптер Panasonic Импульсный, стабилизированный на 4 транзисторах.

Вот и все! Со временем планируется пополнять данную статью новыми схемами.

Переключатели, переменные резисторы R4, R9 установлены на лицевой панели из алюминия толщиной 2— 3 мм. Корпус размером 150 х 160 х 90 мм выполнен из фанеры толщиной 10 мм и обклеен декоративной пленкой “под дерево”.