Преобразователь напряжения для телефона. Как изготовить мощный самодельный повербанк

В данной статье я приведу схему портативной зарядки для мобильного телефона. Такие зарядки появились на рынке недавно, но уже успели завоевать сердца туристов и любителей походов. Сегодня в магазинах можно увидеть огромное количество аналогичных зарядных устройств самых разных типов. Мы рассмотрим конструкцию самодельного полевого зарядного устройства, которое питается всего от одной пальчиковой батарейки. Такая зарядка очень удобна, не занимает много места, а самое главное — питается от одной батарейки, которую можно найти в любом прилавке.

Конструкция представляет собой повышающий DC-DC преобразователь напряжения, на выходе которого образуется напряжение 5,6 Вольт. Номинальный ток на выходе составляет 180-220мА — такие параметры достаточны для зарядки любого мобильного телефона, плеера или приемника.

Схема проста и работает даже с широким разбросом используемых компонентов. Поэтому такая портативная зарядка для телефона доступна абсолютно каждому.

Накопительный дроссель — в моем случае взят готовый, состоит из 10 витков медного провода с диаметром 0,5мм (0,3-0,6мм).

Транзисторы не критичны. Можно использовать как отечественные, так и импортные транзисторы. КТ814 можно заменить транзисторами — КТ816 или маломощными — КТ361, КТ3102. D1760 был подобран путем опытов, но его с успехом можно заменить на КТ817, КТ815, можно использовать и более мощные НЧ транзисторы типа КТ819, КТ805 и даже составные КТ829 и т.п.

В качестве стабилитрона подойдет буквально любой отечественный или импортный стабилитрон. Можно ставить стабилитроны типа BZV85C5V6, 1N4734A или любые другие с напряжением стабилизации 5-6 Вольт.

В качестве выпрямителя подойдет любой диод шоттки, но опыт показывает, что выпрямитель не нужен, если на выходе стоит электролит. Напряжение электролитического конденсатора подбирается в районе 10-25 Вольт, больше нет смысла.

В моем случае такая портативная зарядка уже давно применяется для смартфона NOKIA N95. Основное достоинство зарядки заключается в том, что схема работает даже тогда, когда входное напряжение порядка 0,8-1Вольт (заводские схемы прекращают работу, когда входное напряжение ниже 1,4Вольт). Таким образом, для питания этой схемы, можно использовать никель-кадмиевые или никель-металл-гибридные аккумуляторы с напряжением 1,2Вольт, хочу напомнить, что заводские зарядки не будут работать от такого напряжения, но наша схема работает и очень хорошо. На этом наша очередная статья подошла к концу.

До новых встреч — АКА КАСЬЯН.

После cтатьи у многих может возникнуть вопрос - зачем так извращаться, если есть зарядники для мобильных устройств от сети 12 Вольт? Наше устройство отличается от промышленных зарядников тем, что промышленные являются понижающими, т.е. - понижают напряжение 12 Вольт до 5, а в нашем случае напряжение 12 Вольт повышается до 220, мощность такого инвертора 10 ватт, что позволяет подключить к аппарату обычные (сетевые) зарядники для мобильных телефонов.

Таким образом, конструкция из себя представляет преобразователь напряжения 12-220 Вольт с выходной мощностью в 10 ватт, выходное напряжение - постоянное, но ничего страшного - любой импульсный блок питания (в том числе и сетевое зарядное устройство от мобильного телефона) будет работать от такого преобразователя.

Схема до боли проста и содержит всего несколько компонентов. Небольшая схема блокинг-генератора на основе мощного биполярного транзистора КТ819, который при желании можно заменить на другой, к примеру - кт805 или из ряда импортных MJE13005-13009.

Количество мобильных средств связи, находящихся в активном пользовании, постоянно растет. К каждому из них идет зарядное устройство, поставляемое в комплекте. Однако далеко не все изделия выдерживают сроки, установленные производителями. Основные причины заключаются в низком качестве электрических сетей и самих устройств. Они часто ломаются и не всегда возможно быстро приобрести замену. В таких случаях требуется схема зарядного устройства для телефона, используя которую вполне возможно отремонтировать неисправный прибор или изготовить новый своими руками.

Основные неисправности зарядных устройств

Зарядное устройство считается наиболее слабым звеном, которым укомплектованы мобильные телефоны. Они часто выходят из строя из-за некачественных деталей, нестабильного сетевого напряжения или в результате обычных механических повреждений.

Наиболее простым и оптимальным вариантом считается приобретение нового прибора. Несмотря на различие производителей, общие схемы очень похожи друг на друга. По своей сути, это стандартный блокинг-генератор, выпрямляющий ток с помощью трансформатора. Зарядники могут отличаться конфигурацией разъема, у них могут быть разные схемы входных сетевых выпрямителей, выполненные в мостовом или однополупериодном варианте. Существуют различия в мелочах, не имеющих решающего значения.

Как показывает практика, основными неисправностями ЗУ являются следующие:

• Пробой конденсатора, установленного за сетевым выпрямителем. В результате пробоя повреждается не только сам выпрямитель, но и постоянный резистор с низким сопротивлением, который просто сгорает. В подобных ситуациях резистор практически выполняет функции предохранителя.
• Выход из строя транзистора. Как правило, многие схемы используют высоковольтные элементы повышенной мощности с маркировкой 13001 или 13003. Для ремонта можно воспользоваться изделием КТ940А отечественного производства.
• Не запускается генерация из-за пробоя конденсатора. Выходное напряжение становится нестабильным, когда поврежденным оказывается стабилитрон.

Практически все корпуса зарядных устройств являются неразборными. Поэтому во многих случаях ремонт становится нецелесообразным и неэффективным. Гораздо проще воспользоваться готовым источником постоянного тока, подключив его к нужному кабелю и дополнив недостающими элементами.

Простая электронная схема

Основой многих современных зарядных устройств служат наиболее простые импульсные схемы блокинг-генераторов, содержащие всего лишь один высоковольтный транзистор. Они отличаются компактными размерами и способны выдавать требуемую мощность. Эти устройства совершенно безопасны в эксплуатации, поскольку любая неисправность ведет к полному отсутствию напряжения на выходе. Таким образом, исключается попадание в нагрузку высокого нестабилизированного напряжения.

Выпрямление переменного напряжения сети осуществляется диодом VD1. Некоторые схемы включают в себя целый диодный мост из 4-х элементов. Ограничение импульса тока в момент включения производится резистором R1, мощностью 0,25 Вт. В случае перегрузки он просто сгорает, предохраняя всю схему от выхода из строя.

Для сборки преобразователя используется обычная обратноходовая схема на основе транзистора VT1. Более стабильная работа обеспечивается резистором R2, запускающим генерацию в момент подачи питания. Дополнительная поддержка генерации происходит за счет конденсатора С1. Резистор R3 ограничивает базовый ток во время перегрузок и перепадов в сети.

Схема повышенной надежности

В данном случае входное напряжение выпрямляется за счет использования диодного моста VD1, конденсатора С1 и резистора, мощностью не ниже 0,5 Вт. В противном случае во время зарядки конденсатора при включении устройства, он может сгореть.

Конденсатор С1 должен обладать емкостью в микрофарадах, равной показателю мощности всего зарядника в ваттах. Основная схема преобразователя такая же, как и в предыдущем варианте, с транзистором VT1. Для ограничения тока используется эмиттер с датчиком тока на основе резистора R4, диода VD3 и транзистора VT2.

Данная схема зарядного устройства телефона ненамного сложнее предыдущей, но значительно эффективнее. Преобразователь может стабильно работать без каких-либо ограничений, несмотря на короткие замыкания и нагрузки. Транзистор VT1 защищен от выбросов ЭДС самоиндукции специальной цепочкой, состоящей из элементов VD4, C5, R6.

Необходимо ставить только высокочастотный диод, иначе схема вообще не будет работать. Данная цепочка может устанавливаться в любых аналогичных схемах. За счет нее корпус ключевого транзистора нагревается гораздо меньше, а срок службы всего преобразователя существенно увеличивается.

Выходное напряжение стабилизируется специальным элементом - стабилитроном DA1, установленным на выходе зарядки. Для задействован оптрон V01.

Ремонт зарядника своими руками

Обладая некоторыми знаниями электротехники и практическими навыками работы с инструментом, можно попытаться отремонтировать зарядное устройство для сотовых телефонов собственными силами.

В первую очередь нужно вскрыть корпус зарядника. Если он разборный, потребуется соответствующая отвертка. При неразборном варианте придется действовать острыми предметами, разделяя зарядку по линии стыка половинок. Как правило, неразборная конструкция свидетельствует о низком качестве зарядников.

После разборки осуществляется визуальный осмотр платы с целью обнаружения дефектов. Чаще всего неисправные места отмечены следами от сгорания резисторов, а сама плата в этих точках будет более темной. На механические повреждения указывают трещины на корпусе и даже на самой плате, а также отогнутые контакты. Вполне достаточно загнуть их на свое место в сторону платы, чтобы возобновить поступление сетевого напряжения.

Нередко шнур на выходе устройства оказывается оборванным. Разрывы возникают чаще всего возле основания или непосредственно у штекера. Дефект выявляется путем и замеров сопротивления.

Если видимые повреждения отсутствуют, транзистор выпаивается и прозванивается. Вместо неисправного элемента подойдут детали от сгоревших энергосберегающих ламп. Все остальные делали - резисторы, диоды и конденсаторы - проверяются таким же образом и при необходимости меняются на исправные.

На выходных появилась свободное время и решил собрать еще один преобразователь для зарядки мобильного телефона от одного пальчикового элемента. Этот на мой взгляд удался лучше предыдущих версий, благодаря 4-м часам непрерывной работы удалось создать авторскую схему сверхстабильного и достаточно мощного преобразователя питания. Подобные преобразователи для зарядки мобильного телефона собирал ни раз и всегда сталкивался с проблемой - достаточно высокое напряжение на выходе - от 12 до 25 вольт, не смотря на стабилитрон. При установке конденсатора и диода напряжение резко падало до 1-2 вольта, аналогичные проблемы были почти во всех схемах и приходилось идти на альтернативные решения.

Предложенных в данной статье преобразователь работает без стабилизатора напряжения, хотя на выходе стабильное напряжение 7 вольт, такое напряжение сохраняется и при спаде напряжения питания до 0,75 вольт, это еще один плюс преобразователя. Диапазон входных напряжений от 0,7 вольт до 2 вольт, на выходе стабильные 7 вольт не смотря на входное напряжение.

Очень удобно использовать никель-кадмиевые или никель-металл-гидридные батарейки с напряжением 1,2 вольт и с емкостью начиная от 600 миллиампер, хотя емкость батарейки не ограничена (чем больше тем лучше). Транзистор подобран мощный - кт819 или импортные аналоги, резистор 100 ом с мощностью 0,5 ватт. Керамические неполярные конденсаторы с емкостью 1 микрофарад (маркировка 105), 0,1 микрофарад (маркировка 104).

Диод лучше ставить шоттки, конденсатор с напряжением 10-16 вольт, емкость не более 470 микрофарад (от 100 до 470 мкф), резистор 100 килоом можно ставить на 0,25 ватт. Транзистор в данном преобразователе питания не стоит установить на радиаторе, поскольку он вообще не греется. Трансформатор намотан на ферритовом кольце, намотаны две одинаковые обмотки 60 витков каждая, у одной обмотки на 30-ом витке снимаем лак и паем провод - это будет отвод первичной обмотки который присоединен к плюсу батарейки.

И обратите внимание - на кольце обмотки не растянуты по всему периметру, а намотаны каждая на одной половине кольца и между ними вставлено ограждение двухсторонним скотчем, это сделано не просто так. Дело в том, что провод обладает определенной индуктивностью которая может повлиять на работу окружающих устройств, именно по этой причине некоторые индуктивные устройства экранируют, чтобы снизить их воздействие на окружающих устройств, именно таким методом воспользовались и мы.

Готовый преобразователь питания в в наладке не нуждается и если правильно собран, то работает сразу, преобразователь издает очень тихий свист, если он есть значит все нормально. Выходное напряжение 7 вольт, выходной ток до 500 миллиампер, мобильник полностью заряжает за 30 минут! Очень удобно в качестве корпуса использовать корпус от зарядного устройства мобильного телефона или же использовать самодельный.

Схема:

Применение описанного в статье преобразователя позволяет проводить зарядку 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.

Устройство:
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.

Детали:
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 бортсети 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.