Основные схемы импульсных сетевых адаптеров для зарядки телефонов

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.

Принцип работы

Адаптеры с питанием от сети в подавляющем большинстве случаев выполняют по импульсной схеме. Это позволяет получить легкие, компактные, экономичные устройства. За это приходится платить усложненной схемотехникой и сниженной, по сравнению с трансформаторными БП, надежностью.

Большинство сетевых зарядников имеют одинаковую структуру:

• выпрямитель с фильтром;
• генератор импульсов;
• инвертор;
• импульсный трансформатор;
• вторичный выпрямитель с фильтром;
• цепи индикации;
• цепи стабилизации (могут отсутствовать).

Выпрямитель часто выполняется по однополупериодной схеме – потребляемая мощность зарядника невелика, поэтому этого достаточно. По этой же причине емкость сглаживающего конденсатора невелика. Генератор импульсов часто схемотехнически объединен с инвертором – один и тот же транзистор генерирует колебания и коммутирует обмотку. Но иногда этот узел строится и на специализированной микросхеме. Вторичный выпрямитель также обычно однополупериодный, чтобы избежать излишнего падения напряжения на диодах. С этой же целью применяются диоды Шоттки. Цепи индикации в большинстве случаев – светодиод с резистором.

Стабилизация производится методом широтно-импульсной модуляции через обратную связь. Во многих схемах для ее организации применяется оптрон. Так обеспечивается гальваническая развязка выхода от высоковольтной части.

Напряжение аккумулятора 6 12 24в

Выпускаемые сегодня зарядки редко ограничены точным номиналом напряжения. Однако нужно помнить о том, что для АКБ легковушки оптимальным считается устройство с напряжением 12 В. Кроме того, в магазинах есть зарядки на 6 и 24 В. 1-е используются, чтобы подзаряжать батареи мотоциклов, 2-е подходят для грузовиков.

В продаже можно найти устройства с переключаемыми режимами: 12/24, 6/12/24. Обычному автовладельцу опция переключения напряжения вряд ли будет полезна, потому нецелесообразно платить больше за эту функцию.

Схемы зарядок для мобильных телефонов

Так как за процессом пополнения аккумулятора энергией следит встроенный контроллер телефона, адаптеры питания для мобильников выполняются по достаточно простой схеме. Некоторые из них даже имеют нестабилизированный выход.

Сетевое напряжение выпрямляется диодом VD1 и фильтруется конденсатором С1. На транзисторе VT1 собран автогенератор, который из постоянного напряжения «нарезает» импульсы, которые подаются на первичную обмотку импульсного трансформатора TV1. Трансформированные во вторичную обмотку импульсы выпрямляются диодом VD5, напряжение фильтруется емкостью С5 и поступает к потребителю. Светодиод VD6 служит для индикации наличия напряжения на выходе. Так как выходной уровень этого адаптера не стабилизирован, то напряжение будет меняться в зависимости от тока нагрузки.

Другая схема зарядки для телефона имеет цепи стабилизации выходного напряжения. Входные элементы, генератор, импульсный трансформатор и вторичный выпрямитель построены аналогично предыдущему варианту. Стабилизация осуществляется посредством обратной связи, выполненной на оптроне U1. Чем выше напряжение на выходе, тем выше ток через светодиод оптопары, тем больше открывается приемный транзистор оптрона.

Таким способом изменяется напряжение смещения на базе транзистора VT1 и уменьшается длительность генерируемых импульсов. При понижении выходного уровня происходит обратный процесс, ведущий к увеличению длительности импульсов.

Блоки питания, предназначенные для заряжания телефонов от автомобильной бортсети, устроены еще проще – они не имеют преобразовательной части. Они состоят из стабилизатора, который часто строят по линейной схеме, и фильтра.

Как работает аккумулятор

Химический рециркулируемый источник тока при эксплуатации может:

1. Питать подключенную нагрузку, например, лампочку, двигатель, мобильный телефон и другие приборы, расходуя свой запас электрической энергии
2. Потреблять подключенную к нему внешнюю электроэнергию, расходуя ее на восстановление резерва своей емкости

В первом случае аккумулятор разряжается, а во втором — получает заряд. Существует много конструкций аккумуляторов, но, принципы работы у них общие. Разберем этот вопрос на примере никель-кадмиевых пластин, помещенных в раствор электролита.

Разряд аккумулятора

Одновременно работают две электрические цепочки:

1. внешняя, приложенная на выходные клеммы
2. внутренняя

При разряде на нагрузку во внешней приложенной схеме из проводов и допустим нити накала от лампочки протекает ток, образованный движением электронов в металлах, а во внутренней части — перемещаются анионы и катионы через электролит.

Окислы никеля с добавлением графита составляют основу положительно заряженной пластины, а губчатый кадмий используется на отрицательном электроде.

При разряде аккумулятора часть активного кислорода окислов никеля перемещается в электролит и движется на пластину с кадмием, где окисляет его, снижая общую емкость.

Заряд аккумулятора

Нагрузку с выходных клемм для зарядки чаще всего снимают, хотя на практике используется метод при подключенной нагрузке, как на аккумуляторе движущегося автомобиля или поставленного на зарядку мобильного телефона, по которому ведется разговор. На клеммы аккумулятора подводится напряжение от постороннего источника более высокой мощности. Оно имеет вид постоянной или сглаженной, пульсирующей формы, превышает разность потенциалов между электродами, однополярно с ними направлено.

Эта энергия заставляет течь ток во внутренней цепочке аккумулятора в направлении, противоположном разряду, когда частицы активного кислорода «выдавливаются» из губчатого кадмия и через электролит поступают на свое прежнее место. За счет этого происходит восстановление израсходованной емкости.

Во время заряда и разряда изменяется химический состав пластин, а электролит служит передаточной средой для прохождения анионов и катионов. Интенсивность проходящего во внутренней цепи электрического тока влияет на скорость восстановления свойств пластин при заряде и быстроту разряда. Ускоренное протекание процессов ведет к бурному выделению газов, излишнему нагреву, способному деформировать конструкцию пластин, нарушить их механическое состояние.

Слишком маленькие токи при зарядке значительно удлиняют время восстановления израсходованной емкости. При частом применении замедленного заряда повышается сульфатация пластин, снижается емкость. Поэтому приложенную к аккумулятору нагрузку и мощность зарядного устройства всегда учитывают для создания оптимального режима.

Как разобрать зарядное устройство телефона

Часть корпусов зарядных устройств собирается на винтах или саморезах. Но многие недорогие устройства заключаются в оболочку, которая просто склеивается.

Если возникла необходимость разобрать подобный адаптер, его придется разрезать по шву. Сделать это можно с помощью ножа или другого острого инструмента. Разрезать корпус надо с соблюдением мер предосторожности, чтобы нож не соскользнул и не нанес травму. Также надо следить, чтобы в процессе не повредить внутреннее содержимое.

Если надо вновь собрать устройство после ремонта, его придется склеить. Это можно сделать дихлорэтаном или другим клеящим составом. В крайнем случае, можно замотать корпус изоляционной лентой, пожертвовав эстетикой.

Видео-пример вскрытия оригинальной зарядки Samsung ETA-U90E.

Разновидности беспроводных ЗУ

Ознакомившись с преимуществами и недостатками зарядных устройств, исключающих применение проводов, у многих пользователей возникает активное желание, невзирая на высокую стоимость, всё-таки стать его обладателем.

В настоящее время производители готовы предложить уже несколько вариантов таких устройств, поэтому перед осуществлением покупки, полезно разобраться в их отличительных особенностях, чтобы понять, какую модель можно по праву считать лучшей.

Популярные зарядки

Компания Самсунг, привыкшая удивлять потребителей интересными смартфонами, не обошла вниманием и вопрос создания беспроводного зарядного устройства. В качестве результата работы компании над такой технической проблемой выступает устройство Samsung Wireless Charging Pad.

Многие пользователи приветствуют его, поскольку оно позволяет осуществлять зарядку смартфона, который может находиться в любом положении относительно верхней поверхности самой зарядки.

Samsung Wireless Charging Pad обеспечивает зарядку смартфонов, поддерживающих не только стандарт WPC, но AW4P и PMA.

Высокой популярностью сопровождается ещё одно устройство — PowerBot. Оно приветствуется потребителем тем, что:

• само может быть подключено не только к электросети, но и к ноутбуку;
• имеет приемлемую стоимость;
• сопровождается высоким уровнем надёжности;
• производитель гарантирует продолжительный эксплуатационный период.

Ещё одно беспроводное устройство Nokia DT-910 обеспечивает быструю зарядку смартфонов. Помимо этого, производитель наделил его множеством дополнительных и весьма полезных функций, разобраться с ними сможет любой человек, который станет обладателем такого устройства.

Итак, в торговой сети можно легко обнаружить, а при желании приобрести беспроводное зарядное устройство определённого вида. Поскольку никакого риска для здоровья при дальнейшей эксплуатации такого товара нет, при наличии соответствующей суммы можно приобрести такое устройство, чтобы впоследствии позволить себе расширить возможности относительно подзарядки смартфона.

Основные неисправности и ремонт

К основным неисправностям можно отнести проблемы с разъемом питания, со шнуром и с электронными компонентами. Для каждого вида ремонта надо иметь свой уровень квалификации, набор инструментов и приборов.

Как самостоятельно заменить разъём

В процессе эксплуатации разъемы питания адаптеров разбалтываются механически. Процесс зарядки превращается в мучение или становится невозможным. Заменить разъем своими руками несложно, имея минимум навыков.

Последовательность действий	Фото	Важное примечание
1. Сначала надо найти такой же коннектор. Его можно взять от зарядника-донора. Также замена разъема может понадобиться, если есть исправное ЗУ от подобного телефона, но с другим коннектором.	Разъем под замену от другого адаптера.	При установке разъема к другому адаптеру, надо убедиться, что ЗУ и телефон совпадают по напряжению питания и зарядник может выдать потребный ток.
2. Обычно такие разъемы на готовых зарядниках имеют неразборную конструкцию. Ненужный коннектор надо отрезать ножом или ножницами с отрезком провода в 10-15 см, чтобы было удобнее работать.	Отрезанный от ЗУ разъем.
3. Следующим шагом провода надо зачистить. Это делается ножом или специальным съемником изоляции.	Зачищенные провода перед соединением.
4. Дальше проводники надо скрутить и пропаять места скрутки. Без пайки прочность соединения будет недостаточной.	Скрученные проводники.	Перед соединением проводников надо убедиться в верной полярности. Переполюсовка может привести к выходу телефона из строя.
5. Каждый проводник надо заизолировать индивидуально. Сделать это можно изоляционной лентой или термоусадочной трубкой.	Изоляция места соединения изолентой.
6. Далее желательно наложить общую изоляцию.	Зарядное устройство, готовое к использованию.

На этом процесс замены завершен, устройство готово к эксплуатации. Можно заряжать телефон.

Если адаптера-донора в наличии нет, подходящий разъем можно купить в специализированном магазине или в интернете. Старый коннектор надо так же отрезать, а новый припаять, строго соблюдая полярность.

Как отремонтировать провод зарядки

Во время эксплуатации проводник кабеля может переломиться внутри изоляции. Ломается провод из-за многократных перегибов при использовании. Обычно это происходит на выходе из коробки адаптера или около разъема, но не исключена поломка и в любом другом месте – зависит от обращения с устройством.

Найти место повреждения можно с помощью тестера и иголки. Один щуп прибора подключается к разъему питания, ко второму подключается иголка. С ее помощью прокалывается изоляция в разных местах кабеля и находится место, где контакт исчезает.

В месте обрыва кабель надо перерезать, зачистить провода, спаять и заизолировать проводники, как в предыдущем пункте.

Видео-процесс починки кабеля зарядки.

Простой ремонт блока ЗУ

Для проведения самого простого ремонта зарядного устройства для мобильного телефона, связанного с электронными компонентами, надо иметь как минимум тестер, а еще лучше – осциллограф. Удобно, если есть схема на конкретный адаптер, но можно обойтись без нее. Сначала надо осмотреть плату на наличие обуглившихся элементов или вздувшихся оксидных конденсаторов.

Если визуально все в порядке, тестером можно проверить напряжение на конденсаторе фильтра. Он находится рядом с диодом, со стороны ввода от сети.

В приведенном примере напряжение можно измерить на двух емкостях 1 и 2 – здесь входной фильтр построен по П-образной схеме с дросселем. Напряжение должно быть примерно одинаковым – не менее 220 VDC, в зависимости от нагрузки. Если оно существенно меньше, можно предполагать неисправность диодов высоковольтного выпрямителя 3, 4, 5, 6 (здесь выпрямитель мостовой двухполупериодный) или других элементов входной части — резистора 7 или дросселя 8.

Если все в порядке, надо измерить напряжение на выходном конденсаторе 9. Оно должно быть примерно равно выходному номиналу. Если напряжение существенно ниже, предполагается выход из строя диода вторичного выпрямителя 10. Если заметно выше – оптрона обратной связи 11. Если эти элементы исправны, надо проверить наличие импульсов на выводах транзистора задающего генератора 12. Для этого понадобится осциллограф. Если импульсов нет, надо выпаять транзистор и прозвонить его. Если он в порядке, надо по очереди проверить остальные элементы высокой стороны. Если и здесь все ОК, можно предположить обрыв обмоток импульсного трансформатора 13. Их надо прозвонить тестером – сопротивление должно быть близким к нулю или составлять не более нескольких Ом.

Для наглядности советуем просмотреть.

Функция десульфации

Бывает, что из-за погодных условий либо глубокой разрядки на пластинках батареи появляются сульфаты серы, а электролитная плотность снижается вместе с емкостью. Чтобы восстановить нормальные параметры, требуется активировать режим десульфатации – особые циклы зарядки и разрядки. Он обеспечит уничтожение сульфатных элементов, очистку пластинок, восстановление емкостного показателя.

В каких случаях лучше купить новый адаптер

Основная ситуация, когда лучше не пытаться отремонтировать сетевой адаптер, а приобрести новый – если становится понятно, что даже при восстановлении работоспособности не удастся полностью обеспечить безопасную эксплуатацию. Если поврежден корпус или защитная изоляция и возможно случайное прикосновение к токоведущим частям.

Разумеется, лучше приобрести новое устройство, если нет уверенности в конечном результате – не хватает квалификации для починки или нет запасных частей. Вообще, ремонт адаптера для телефонов экономически нецелесообразен, поэтому новый рациональнее покупать в любом случае, если только неисправность не выражена явно (на ее поиск уходит большая часть времени). И, конечно, если новый адаптер невозможно купить. Это касается, большей частью, старых телефонов – новые гаджеты оснащаются стандартными разъемами USB type C, приобрести такой зарядник (или отдельно шнур) не составляет труда.

Зарядка глубоко разряженных аккумуляторов

Хуже всего, когда аккумулятор полностью разряжается. Вероятно, восстановить его не получится. Большинство ЗУ не могут подзарядить такую АКБ. Они попросту не видят ее, не могут установить режим работы.

Бывают зарядники с опцией, позволяющей подзаряжать даже то оборудование, которое разрядилось полностью. Это импульсные устройства, которые сначала подготавливают глубоко разряженную батарею к поступлению слабого тока, а затем наращивают мощность.

Также можно купить неавтоматический зарядник. Вручную регулируя мощность электротока в большую либо меньшую сторону, вы можете попробовать подзарядить глубоко разряженный аккумулятор.

Зная, какой зарядник для автомобильных аккумуляторов выбрать, вы приобретете оборудование, которое обеспечит быстрое и эффективное поступление электрического тока в АКБ. Желательно покупать импульсное оснащение, хоть оно и стоит дороже трансформаторного.

Где купить такое портативное устройство?

Чаще всего карманный аккумулятор можно приобрести в интернет-магазинах, там всегда есть в наличии качественное и надежное портативное устройство Power Bank. На сайтах магазинов часто бывают интересные акции и предложения, цвет и дизайн изделий может отличаться от тех, которые размещены на фото. Данное мобильное зарядное устройство станет незаменимым предметом для многих людей, которые по максимуму используют свои смартфоны.

Источники

Источник — https://radiolub.ru/page/zarjadnoe-ustrojstvo-dlja-mobilnogo-telefona-1 Источник — https://radioskot.ru/publ/zu/zarjadnoe_ustrojstvo_dlja_telefona/8-1-0-179 Источник — https://electro-tehnyk.narod.ru/docs/zuSimens.htm Источник — https://radiostorage.net/2071-skhema-impulsnogo-stabilizatora-dlya-zaryadki-telefona.html Источник — https://www.qrz.ru/schemes/contribute/power/integrations/19.shtml Источник — https://zaryad.com.ua/category/24799/ Источник — https://hi-news.ru/phone/fakty-kak-rabotaet-ruchnoe-zaryadnoe-ustrojstvo-dlya-telefona.html Источник — https://tech.wikireading.ru/4194 Источник — https://modelmen.ru/p415/razbiraem-zaryadnoe-ustrojjstvo-ot-mobilnogo-telefona-siemens- Источник — https://elektro.guru/elektrooborudovanie/bytovaya-tehnika/drugie-pribory/perenosnye-zaryadki-dlya-mobilnyh-telefonov.html

Материалы и инструменты

Перечень элементов, которые понадобятся для создания зарядного устройства:

• основа (плата) небольшого размера (на неё будут крепиться остальные составляющие);
• катушка индуктивности, обладающая высоким сопротивлением переменному току должна иметь от 5 до 10 витков (диаметр провода равняется 1 миллиметру);
• плёночный конденсатор, обладающий ёмкостью от 0,33 до 1 микрофарады;
• два выпрямителя типа UF;
• паяльник;
• несколько полевых высоковольтных транзисторов, усиливающих напряжение до 10 Вольт;
• два преобразователя тока с номинальной мощностью рассеивания до 1 Ватт;
• припой (материал, применяемый при пайке и имеющий температуру плавления ниже, чем соединяемые элементы).

Сначала посмотрим, какие материалы нам понадобятся, чтобы соорудить самодельную беспроводную зарядку для смартфона своими руками

Приступаем к процессу

Новичку рекомендуется не создавать сразу устройство для современной модели смартфона, а потренироваться на старом девайсе. Например, можно собрать зарядку для завалявшегося кнопочного телефона Nokia. Сам алгоритм действий делится на несколько этапов. В первую очередь следует создание передатчика, который станет самостоятельным элементом, а потом нужно перейти на разработку приемника, устанавливаемого в смартфон.

Схема беспроводного зарядного устройства довольно проста. Она содержит две катушки, представляющие собой приемник и передатчик, а также резистор и транзистор. Если Вы смогли подготовить все необходимые элементы, описанные выше, то сборка несложной бесконтактной зарядки займет не более 60 минут.

1. Делаем катушку.