Доработка зарядного устройства сотового телефона
Автор предлагает варианты переделки зарядного устройства для сотового телефона в стабилизированный блок питания с регулируемым выходным напряжением или в источник стабильного тока, например, для зарядки аккумуляторов.
Одни из самых многочисленных электронных приборов, которые широко используются в быту, — несомненно, зарядные устройства (ЗУ) для сотовых телефонов. Некоторые из них можно доработать, улучшив параметры или расширив функциональные возможности. Например, превратить ЗУ в стабилизированный блок питания (БП) с регулируемым выходным напряжением или ЗУ со стабильным выходным током.
Это позволит питать от сети различную радиоаппаратуру или заряжать Li-Ion, Ni-Cd, Ni-MH аккумуляторы и батареи.
Значительная часть ЗУ для сотовых телефонов собрана на основе однотранзисторного ав-тогенераторного преобразователя напряжения. Один из вариантов схемы такого ЗУ на примере модели ACH-4E приведён на рис. 1. Там же показано, как превратить его в БП с регулируемым выходным напряжением. Обозначения штатных элементов приведены в соответствии с маркировкой на печатной плате.
Рис. 1. Один из вариантов схемы ЗУ на примере модели ACH-4E
Вновь введённые элементы и доработки выделены цветом.
В простых ЗУ, к которым относится дорабатываемое, зачастую применён однополупериодный выпрямитель сетевого напряжения, хотя на плате, в большинстве случаев, есть место для размещения диодного моста. Поэтому на первом этапе доработки установлены недостающие диоды, а резистор R1 с платы удалён (он установлен на месте диода D4) и припаян непосредственно к одному из штырей вилки XP1. Следует отметить, что встречаются ЗУ, в которых отсутствует и сглаживающий конденсатор С1. Если это так, необходимо установить конденсатор ёмкостью 2,2. 4,7 мкФ на номинальное напряжение не менее 400 В. Затем конденсатор С5 заменяют другим с большей ёмкостью. В таком варианте доработки ЗУ показаны на рис. 2.
Рис. 2. Доработанное ЗУ
В оригинальном ЗУ в выходном выпрямителе применён диод 1N4937, который заменён диодом Шотки 1N5818, что позволило увеличить выходное напряжение. После такой доработки сняты зависимости выходного напряжения от тока нагрузки, которые показаны синим цветом на рис. 3. Амплитуда пульсаций выходного напряжения с ростом тока нагрузки увеличивается с 50 до 300 мВ. При токе нагрузки более 300 мА появляются пульсации частотой 100 Гц.
Рис. 3. Зависимости выходного напряжения от тока нагрузки
Зависимости показывают, что стабильность выходного напряжения в ЗУ невысока. Обусловлено это тем, что его стабилизация осуществляется косвенно контролем напряжения на обмотке II, а именно, за счёт выпрямления импульсов на обмотке II и подачи закрывающего напряжения через стабилитрон ZD (напряжение стабилизации 5,6. 6,2 В) на базу транзистора Q1.
Для повышения стабильности выходного напряжения и возможности его регулировки на втором этапе доработки введена микросхема DA1 (параллельный стабилизатор напряжения). Управление преобразователем и обеспечение гальванической развязки реализованы с помощью транзисторной оптопары U1. Для подавления импульсных помех с частотой автогенератора дополнительно установлен фильтр L1C6C8. Резистор R9 удалён.
Выходное напряжение устанавливают переменным резистором R12. Когда напряжение на управляющем входе микросхемы DA1 (вывод1) превысит 2,5 В, ток через микросхему и, соответственно, через излучающий диод оптопары U1 резко возрастёт. Фототранзистор оптопары откроется, и на затвор базы транзистора Q1 поступит закрывающее напряжение с конденсатора С4. Это приведёт к тому, что скважность импульсов автогенератора уменьшится (или произойдёт срыв генерации). Выходное напряжение перестанет расти и начнёт плавно уменьшаться вследствие разрядки конденсаторов С5 и С8.
Когда напряжение на управляющем входе микросхемы станет менее 2,5 В ток через неё уменьшится и фототранзистор закроется. Скважность импульсов автогенератора возрастёт (или он начнёт работу), и выходное напряжение станет расти. Интервал выходного напряжения, который можно установить резистором R12, — 3,3. 6 В. Напряжения менее 3,3 В с учётом падения на излучающем диоде оптопары оказывается недостаточно для нормальной работы микросхемы. Зависимости выходного напряжения (для разных значений) от тока нагрузки доработанного устройства показаны красным цветом на рис. 3. Амплитуда пульсаций выходного напряжения — 20. 40 мВ.
Элементы (кроме переменного резистора) второго этапа доработки размещены на односторонней печатной плате из фольгированного стеклотекстолита толщиной 0,5. 1 мм, её чертёж показан на рис. 4. Монтаж — со стороны печатных проводников. Можно при-менить постоянные резисторы МЛТ, С2-23, Р1-4, конденсаторы С6, С7 — керамические, С5 — оксидный импортный, он снят с материнской платы персонального компьютера, С8 — оксидный низкопрофильный импортный. Поскольку выходное напряжение приходится устанавливать нечасто, применён не переменный резистор, а подстроечный PVC6A (POC6AP). Это позволило установить его на задней стенке корпуса ЗУ. Дроссель L1 намотан в один слой проводом ПЭВ-2 0,4 на цилиндрическом ферритовом магнитопроводе диаметром 5 мм и длиной 20 мм (от дросселя ИИП компьютера). Можно применить оптопары серии РС817 и аналогичные. Плату с деталями (рис. 5) вставляют в свободное место ЗУ (частично над конденсатором С1), соединения проводят отрезками изолированного провода. Для подстроечного резистора в задней стенке ЗУ делают отверстие соответствующих размеров, в которое его вклеивают. После проверки устройства резистор R12 снабжают шкалой (рис. 6).
Рис. 4. Печатная плата и элеменеты на ней
Рис. 5. Плата с деталями
Рис. 6. Шкала на ЗУ
Второй вариант доработки ЗУ — введение в него стабилизатора(или ограничителя) тока. Это позволит заряжать Li-Ion или Ni-Cd, Ni-MH аккумуляторы и батареи, содержащие до четырёх аккумуляторов. Схема такой доработки показана на рис. 7. С помощью переключателя можно выбрать режимы работы: блок питания или один из двух режимов «ЗУ» с ограничением тока. Конденсатор 220 мкФ (С5) заменён конденсатором ёмкостью 470 мкФ, но на большее напряжение, поскольку в режимах «ЗУ» без нагрузки выходное напряжение может увеличиться до 6. 8 В.
Рис. 7. Схема второго варианта доработки ЗУ
В режиме «БП» устройство работает в штатном режиме. При переходе в один из режимов «ЗУ» выходной ток протекает через резистор R10 (или R11). Когда напряжение на нём достигнет 1 В, часть тока начнёт ответвляться в излучающий диод оптопары U1, что приведёт к открыванию фототранзистора. Это приведёт к уменьшению выходного напряжения и стабилизации (ограничению) выходного тока Iвых. Его значение можно определить по приближённым формулам: Iвых = 1 /R10 или Iвых = 1/R11. Подборкой этих резисторов устанавливают желаемое значение тока. Полевой транзистор VT1 ограничивает ток через излучающий диод оптопары и тем самым защищает его от выхода из строя.
Большинство деталей размещают на односторонней печатной плате (рис. 8 и рис. 9) из фольгированного стеклотекстолита толщиной 0,5. 1 мм. Полевой транзистор должен быть с начальным током стока не менее 25 мА. Переключатель — любой малогабаритный движковый на одно или два направления и три положения, например SK23D29G, его размещают на задней стенке ЗУ и снабжают шкалой. Если применить переключатель на большее число положений, можно увеличить число номинальных значений тока и расширить тем самым номенклатуру заряжаемых аккумуляторов.
Рис. 8. Печатн ая плата и элеменеты на ней
Рис. 9. Плата с деталями
Поскольку зарядка осуществляется стабильным током, её следует проводить определённое время, которое зависит от типа и ёмкости заряжаемого аккумулятора или батареи.
Автор: И. Ннчаев, г. Москва
Мнения читателей
- Alius / 22.07.2019 — 07:06 1.Возможно ли поднять выходное напряжение до 12-15вольт простой доработкой(установкой стабилитрона на 12-15В, или TL431. )?2.Стабилитрон удалять надо из схемы(рис.1, рис.7) при описанной доработке. ?(на схеме просто это не ясно. )3. Благодарю, за ответ заранее; и автора!
- анатолий / 23.12.2017 — 19:22 очень полезная информация.дано подробное описание проводимой доработки,понятное любому «чайнику».Спасибо.
Телефонная зарядка заряжает плохо и долго, что можно сделать, как немного увеличить выходное напряжение
Иногда попадаются такие зарядки, которые слишком долго могут заряжать телефон. Либо это может быть временами, один раз нормально идет заряд, быстро, а в другой раз эта же зарядное устройство этот же телефон заряжает достаточно долго. Особенно такое явление может встречаться у дешёвый телефонных зарядок. И в данной статье я постараюсь объяснить, что именно можно сделать в таком случае, чтобы решить свою проблему с медленным зарядом своего телефона, смартфона, планшета.
Дело в том, что у дешевых зарядных устройств, будь то для телефона или для какого нибудь другого устройства, сильно упрощена сама схематика. Из-за этого его и низкая стоимость. Внутренняя схема имеет только самые необходимые электронные компоненты для упрощенной работы устройства. Например, у таких зарядок никогда (возможно за очень редким исключением) не ставятся узлы фильтров на входе и выходе, защищающие внешние устройства от генерируемых высокочастотных шумов и помех. То есть, на работу самого устройства зарядки эти шумы особо не влияют, но они вредны для окружающей электронной техники.
Также вместо полноценных номиналов электронных компонентов на дешевые зарядки телефонов ставят заниженные. На пример, входной электролитический конденсатор, у которого как правило емкость чуть меньше той, которая должна быть для обеспечения заявленной мощности зарядного устройства. Вместо полноценного диодного моста (состоящий из 4х диодов) ставят всего один, из-за чего работа схемы будет отличаться не в лучшую сторону. Также происходит экономия и на импульсных трансформаторах, а именно они ставятся с меньшими размерами, и с заниженным сечением имеющихся обмоток, что занижает величину выходного тока.
Думаю в общих чертах теперь ясно, чем дешевая зарядка может отличаться от более дорогой (если стоимость этой дорогостоящей конечно изначально не завышена продавцом, хотя сама зарядка сама по себе все же дешевая). Но есть такой случай, при котором даже нормальная, уж не дешевая зарядка может долго и плохо заряжать телефон и прочие устройства. Это случай пониженного выходного напряжения. Такое может происходить по разным причинам, одной из которых может быть не совсем подходящий опорный стабилитрон.
В более дешевых зарядках для стабилизации выходного напряжения применяют обычных стабилитрон (с двумя выводами).
При этом стоит учесть, что у обычных стабилитронов имеется вполне естественный разброс параметров. И для них считается нормальным отклонение стабилизационного напряжения аж до 15%. То есть, возможно при сборке на заводе вашего зарядника в плату поставили стабилитрон, у которого напряжение стабилизации занижено на 15% (а то и вовсе попался экземпляр с еще большим отклонением). На контроле выпускаемых устройств этот момент пропустили, или же специально реализовывают некондиционную продукцию по заниженной цене. В общем наша зарядка в итоге имеет минимально допустимое выходное напряжение. А при подключении ее к телефону происходит еще большее падение напряжение на выходе и телефону попросту не хватает напряжения для нормальной, полноценной зарядки.
В итоге мы имеем, что сама зарядка в принципе способна обеспечить достаточную силу тока, чтобы заряд телефона происходил быстро, но просто не хватает выходного напряжения. Следующий момент – нормальным, стандартным напряжением для телефонных зарядок считается 5 вольт (до 5,3 В), в некоторых случаях для режима быстрой зарядки напряжение должно быть более 5 вольт. И даже недостаточность напряжения в 0,1-0,2 вольта на выходе зарядки могут переключить контроллер заряда (стоящий в самом телефоне) в режим очень медленной зарядки.
Ну, и теперь как можно решить эту проблемы, если все же мы имеем именно такую вот не совсем хорошую зарядку для телефона. А все очень просто. Нужно просто на чуть-чуть увеличить это самое выходное напряжение. Сначала мультиметром измеряем напряжение на выходе своего зарядника, и желательно это сделать сперва без подключенного телефона (узнаем величину напряжения без падения напряжения).
В моем случае напряжение без нагрузки почти 5,5 вольт. Но стоит учитывать, что под нагрузкой, то есть в момент заряда телефона, напряжение может немного снизится. Далее подключаем к заряднику телефон и снова измеряем выходное напряжение, оно может стать ниже. И сели это напряжение ниже 5 вольт, то нужно его увеличивать.
Далее разбираем свою зарядку, на плате находим стабилитрон (на платах простых телефонных зарядок он в единственном экземпляре). Мультиметром измеряем напряжение на самом стабилитроне при включенной зарядке.
Оно где-то может отличаться от выходного на 0,5-1 вольт (в меньшую сторону). Например, стабилитрон стабилизирует напряжение на уровне 4,5 вольт. Значит нам нужно заменить его на стабилитрон с напряжением где-то от 4,6 до 4,8 вольта. Даже такого незначительного прироста напряжения на стабилитроне уже позволит зарядке делать свое дело быстро и хорошо. Если же на самом стабилитроне на получается измерить напряжение (оно не лежит в пределах где-то 3,8-5,3 вольта), то тогда измерение его стабилизационного напряжения нужно делать на конденсаторе или на диоде, что относятся к его регулирующей напряжение цепи. Они показаны ниже на рисунке.
Если вы не можете найти стабилитрона на нужное напряжение, то знайте, что стабилитроны можно соединять последовательно. Тем самым их напряжения стабилизации будут суммироваться. Или можно последовательно стабилитрону еще припаять диод в противоположном направлении. То есть, при подключении на стабилитроны подается обратное напряжение (на его катод подается +, а на анод подается -), а на диод нужно подавать прямое напряжение (на катод подаем -, а на анод подаем +). И при прямом включении обычного диода на нем образуется напряжение порядка 0,6 вольт. Следовательно если мы имеем стабилитрон на 3,6 вольт и последовательно к нему припаять обычный диод, то у нас уже получится стабилизационное напряжение в сумме равное 4,2 вольта. Ну, думаю смысл понятен, как можно получить нужное напряжение стабилизации.
И другой случай с другим видом зарядок. А именно, если у дешевых телефонных зарядок выходное напряжение стабилизируется опорным стабилитроном, и напрямую от него зависит, то более дорогостоящие зарядки сделаны по другой схеме. То есть, у другого типа зарядок стабилизация выходного напряжения происходит за счет цепи, состоящей из управляемого стабилитрона типа TL431, нескольких резисторов, стоящих параллельно и последовательно этому стабилизатору и оптопаре. У таких зарядок редко бывает заниженное выходное напряжение (точность управляемого стабилитрона всего около 1%, то есть, он достаточно точный), хотя все же бывает. В этом случае напряжение стабилизации управляемого стабилитрона зависит от пропорциональности двух резисторов, представляющие собой делитель напряжения и подключенные между анодом, катодом и управляющим выводом этого стабилитрона. Следовательно, чтобы изменить выходное напряжение нам достаточно изменить одно из сопротивлений (либо одно сопротивление нужно будет немного увеличить либо второе немного уменьшить). Для этого можно вместо одного из них поставить подстроечный резистор чуть большего номинала и путем его вращения подобрать на выходе нужное напряжение. Но, повторюсь, у таких зарядов редко бывает заниженное выходное напряжение.
P.S. Учтите, что слишком сильно поднимать напряжение не стоит. Максимальное значение может быть до 5,5 вольт. Лучше если его сделать в пределах от 5,1 до 5,3 В. Некоторые виды телефонов (а точнее их контроллеры заряда) в лучшем случае просто не будут работать (сработает защита от перенапряжения), а в худшем случае они могут даже выйти из строя. Так что слишком завышать выходное напряжение не стоит!
НИЖЕ ВИДЕО ПО ЭТОЙ ТЕМЕ
Телефон или смартфон плохо и долго заряжается, что можно сделать с зарядным устройством для решения этой проблемы, повышаем Uвых
Как переделать зарядное от сотового телефона на другое напряжение
Сейчас уже все производители сотовых телефонов договорились и все, что есть в магазинах, заряжается через USB-разъем. Это очень хорошо, потому что зарядные устройства стали универсальными. В принципе, зарядное устройство для сотового телефона таковым не является.
Это только импульсный источник постоянного тока напряжением 5V, а собственно зарядное устройство, то есть, схема следящая за зарядом аккумулятора, и обеспечивающая его заряд, находится в самом сотовом телефоне. Но, суть не в этом, а в том, что эти «зарядные устройства» сейчас продаются повсеместно и стоят уже так дешево, что вопрос с ремонтом отпадает как-то сам собой.
Например, в магазине «зарядка» стоит от 200 рублей, а на известном Алиекспресс есть предложения и от 60 рублей (с учетом доставки).
Принципиальная схема
Схема типовой китайской зарядки, срисованная с платы, показана на рис. 1. Может быть и вариант с перестановкой диодов VD1, VD3 и стабилитрона VD4 на отрицательную цепь — рис.2.
А у более «продвинутых» вариантов могут быть выпрямительные мосты на входе и выходе. Могут быть и отличия в номиналах деталей. Кстати, нумерация на схемах дана произвольно. Но сути дела это не меняет.
Рис. 1. Типовая схема китайского сетевого зарядного устройства для сотового телефона.
Несмотря на простоту, это все же неплохой импульсный блок питания, и даже стабилизированный, который вполне сгодится и для питания чего-то другого, кроме зарядного устройства сотового телефона.
Рис. 2. Схема сетевого зарядного устройства для сотового телефона с измененным положением диода и стабилитрона.
Схема сделана на основе высоковольтного блокинг-генератора, широта импульсов генерации которого регулируется при помощи оптопары, светодиод которой получает напряжение от вторичного выпрямителя. Оптопара понижает напряжение смещения на базе ключевого транзистора VТ1, которое задается резисторами R1 и R2.
Нагрузкой транзистора VТ1 служит первичная обмотка трансформатора Т1. Вторичной, понижающей, является обмотка 2, с которой снимается выходное напряжение. Еще есть обмотка 3, она служит и для создания положительной обратной связи для генерации, и как для источника отрицательного напряжения, который выполнен на диоде VD2 и конденсаторе С3.
Этот источник отрицательного напряжения нужен для снижения напряжения на базе транзистора VТ1, когда оптопара U1 открывается. Элементом стабилизации, определяющим выходное напряжение, является стабилитрон VD4.
Его напряжение стабилизации таково, что в сумме с прямым напряжением ИК-светодиода оптопары U1 дает именно те самые необходимые 5V, которые и требуются. Как только напряжение на С4 превышает 5V, стабилитрон VD4 открывается и через него проходит ток на светодиод оптопары.
И так, работа устройства вопросов не вызывает. Но что делать, если мне нужно не 5V, а, например, 9V или даже 12V? Вопрос такой возник вместе с желанием организовать сетевой блок питания для мультиметра. Как известно, популярные в радиолюбительских кругах, мультиметры питаются от «Кроны», — компактной батареи напряжением 9V.
И в «походнополевых» условиях это вполне удобно, но вот в домашних или лабораторных хотелось бы питания от электросети. По схеме, «зарядка» от сотового телефона в принципе подходит, в ней есть трансформатор, и вторичная цепь не контактирует с электросетью. Проблема только в напряжении питания, — «зарядка» выдает 5V, а мультиметру нужно 9V.
На самом деле, проблема с увеличением выходного напряжения решается очень просто. Нужно, всего лишь, заменить стабилитрон VD4. Чтобы получить напряжение, подходящее для питания мультиметра, нужно поставить стабилитрон на стандартное напряжение 7,5V или 8,2V. При этом, выходное напряжение будет, в первом случае, около 8,6V, а во втором около 9,ЗV, что, и то и другое, вполне годится для мультиметра. Стабилитрон, например, 1N4737 (это на 7,5V) или 1N4738 (это на 8,2V).
Впрочем, можно и другой маломощный стабилитрон на данное напряжение.
Испытания показали хорошую работу мультиметра при питании от такого источника питания. Кроме того, был попробован и старый карманный радиоприемник с питанием от «Кроны», -работал, только помехи от блока питания слегка мешали. Напряжением в 9V дело совсем не ограничивается.
Рис. 3. Узел регулировки напряжения для переделки китайского зарядного устройства.
Хотите 12V? — Не проблема! Ставим стабилитрон на 11V, например, 1N4741. Только нужно конденсатор С4 заменить более высоковольтным, хотя бы на 16V. Можно получить и еще большее напряжение. Если вообще удалить стабилитрон будет постоянное напряжение около 20V, но оно будет не стабилизированное.
Можно даже сделать регулируемый блок питания, если стабилитрон заменить регулируемым стабилитроном, таким как TL431 (рис. 3). Выходное напряжение можно регулировать, в этом случае, переменным резистором R4.
Каравкин В. РК-2017-05.
12 Вольт из зарядки для мобильного
возникла необходимость запитать маленький светильник на СД.
Решил докопаться до зарядки и выжать неоюходимое из нее.
для эксперимента взял оригинальную зарядку от samsung.
итак,алгоритм:
1 вскрываем клееный корпус отверткой(тут главное не повредить плату и компоненты)
2 меняем конденсаторы выхода на напряжение 25v
3 выпаиваем стабилитрон выхода
4 выпаиваем один вывод стабилитрона из цепи ключевого транзистора,впаиваем в разрыв переменный резистор(у сеня был на 4к7,его и поставил.
5 транзистор лучше заменить на более мощный(например MJE13003)
в моей зарядке стоит 13002,греется,но пока работает.
6 в корпусе делаем отверстия для естественной вентиляции.
7 Собираем корпус(поскольку винтов не было,зафиксировал изолентой)
результат: на холостом ходу(без нагрузки) из питальника получено 40v.
под нагрузкой ,потребляющей 180мА, напряжение регулируетя от 6 до 14v
этим и регулирую яркость СД массива(56 СД).
все спасибы журналу Радиаматор,там и схемы и описание работы СЗУ.
Регистрация: 08.05.2006
Адрес: москва
Сообщений: 8,265
Репутация: 2205
| 31.05.2012 09:17 | #2 |
VAD44 Ваши рекомендации привязаны к конкретному ЗУ. Схему пожалуйста.
Регистрация: 20.03.2012
Адрес: Норильск
Сообщений: 75
Репутация: 28
| 31.05.2012 11:39 | #3 |
Сообщение от lllll
VAD44 Ваши рекомендации привязаны к конкретному ЗУ. Схему пожалуйста.
у меня нет схемы.
посмотрите журналы Радиаматор 2003-2006гг
там несколько однотипных статей.
мои рекомендации относятся ко всем ИИП с одним ключевым транзистором.
кстати,если нет нужды регулировать Uвых ,лучше стабилитрон из цепи базы заменить на другой,на нужное вам U.
