Schéma de circuit de chargeur de téléphone portable simple - 5V à partir de 230V AC

Comment fabriquer un chargeur de téléphone portable simple – Schéma de circuit de 5 V CC à partir de 230 V CA

Avez-vous déjà pensé au fonctionnement d'un chargeur de téléphone portable ou à la façon dont un petit appareil peut convertir une alimentation CA de 220 à 230 volts en 5 volts ou en tensions souhaitées ? Dans ce projet, nous expliquerons le circuit utilisé pour charger vos appareils téléphoniques en toute sécurité en convertissant 220 volts d'alimentation CA en tension d'alimentation nominale de votre téléphone portable.

Aujourd'hui, les chargeurs de téléphones portables sont livrés avec différentes alimentations sur le marché. Dans ce projet, nous allons créer un circuit qui sera utilisé pour obtenir une alimentation CC régulée de 5 volts à partir d'une alimentation CA de 220 volts. Ce circuit peut également être utilisé comme alimentation pour d'autres appareils, planches à pain, microcontrôleurs et circuits intégrés.

La fabrication d'un chargeur de téléphone portable comporte essentiellement quatre étapes. La première étape consiste à réduire les 220 volts de l'alimentation CA en petite tension. La deuxième étape consiste à redresser le courant alternatif en courant continu à l'aide d'un redresseur en pont pleine onde. Étant donné que la tension continue obtenue à la deuxième étape contient une ondulation alternative qui est supprimée à l'aide d'un processus de filtration. La dernière étape est la régulation de tension dans laquelle IC 7805 est utilisé pour fournir une alimentation CC régulée de 5 volts.

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Circuit de chargeur de téléphone portable

Composants requis

• Transformateur abaisseur 9-0-9 1 A
• Diodes
• Condensateurs – 1 000 µF et 0,01 µF
• Régulateur de tension IC 7805

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9-0-9 Réduire le transformateur

9-0-9 est un transformateur abaisseur à prise centrale. Dans un transformateur à prise centrale, un fil est connecté exactement au milieu de l'enroulement secondaire du transformateur et maintenu à zéro volt en le connectant au courant neutre. Ce transformateur 9-0-9 convertit 220 volts d'alimentation CA en 9 volts CA.

Cette technique aide le transformateur à fournir deux tensions de sortie séparées d'amplitude égale mais de polarité opposée. Le fonctionnement de ce transformateur est très similaire à celui d'un transformateur normal (enroulement primaire et secondaire). La tension primaire induira la tension due à l'induction magnétique dans l'enroulement secondaire mais grâce à un fil au centre de l'enroulement secondaire, nous pouvons obtenir deux tensions.

Ce type de transformateur abaisseur est principalement utilisé dans les circuits redresseurs en convertissant la tension d'alimentation CA en tension CC.

D'après le diagramme ci-dessus, on peut voir que nous obtenons deux tensions V_A et V_B à partir de trois fils et le fil neutre est connecté à la terre, ce transformateur est donc également appelé transformateur biphasé à trois fils.

Une tension que nous obtenons en connectant la charge entre la ligne 1 et entre la ligne 2 au neutre. Si la charge est connectée directement entre la ligne 1 et la ligne 2 alors on obtient la tension totale qui est la somme de deux tensions.

Soit Np, Na et N_B soit le nombre de tours dans la bobine primaire, la première moitié de la bobine secondaire et la seconde moitié de la bobine secondaire respectivement. Soit V_P être la tension aux bornes de la bobine primaire alors que V_A et V_B être la tension aux bornes de la première moitié de la bobine secondaire et de la seconde moitié de la bobine secondaire respectivement. Nous pouvons calculer les tensions V_A et V_B en utilisant la formule :

• V_A =(N_A / N_P ) x V_P
• V_B =(N_B / N_P ) x V_P
• V_Total =V_A + V_B

La principale différence entre un transformateur normal et un transformateur à prise centrale est que dans un transformateur normal, nous obtenons un seul type de tension alors que dans un transformateur à prise centrale, nous avons deux tensions.

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Pont redresseur pleine onde

Un pont redresseur pleine onde est une configuration qui est utilisée prend le courant alternatif (CA) comme entrée et convertit les deux cycles dans sa période de temps en courant continu (CC). Il se compose de quatre diodes connectées en pont comme indiqué dans le schéma de circuit. Ce processus de conversion de demi-ondes de courant alternatif en courant continu est appelé redressement.

Fonctionnement du circuit en pont :

Considérons une période de temps (T) de l'onde AC. La première moitié du cycle AC d'entrée (0 à T/2) est positive tandis que la seconde moitié est négative (T/2 à T). Nous voulons convertir la moitié négative en moitié positive.

Nous gardons donc la première moitié du cycle telle quelle et convertissons la seconde moitié en moitié positive à l'aide de quatre diodes (D₁ , D₂ , D₃ et D₄ ) comme indiqué sur le schéma de circuit. Les diodes ne conduisent qu'en condition de polarisation directe et ne conduisent pas en condition de polarisation inverse.

Pendant le premier demi-cycle positif des diodes D₂ et D₃ vient en polarisation vers l'avant et conduit grâce à quoi nous obtenons le même cycle positif que la sortie. Pendant l'alternance négative les diodes D₁ et D₄ vient en polarisation directe et conduit ce qui donne la demi-onde positive similaire au premier demi-cycle en sortie. C'est ainsi que chaque demi-onde négative sera rectifiée en demi-onde positive. Cette sortie sera ensuite acheminée vers un filtre pour le processus de filtration.

Ce pont redresseur pleine onde a diverses applications. Il est principalement utilisé dans des circuits tels que l'alimentation de moteurs ou de LED. Il est également utilisé pour fournir une tension continue constante et polarisée dans le soudage électrique. Il est également utilisé pour détecter l'amplitude des signaux radio modulants.

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Filtrage

Après la rectification du courant alternatif, la sortie que nous obtenons n'est pas un courant continu approprié. Il s'agit d'une sortie CC pulsée avec un facteur d'ondulation élevé. Nous ne pouvons pas alimenter cette sortie dans notre téléphone portable car elle endommage aussi facilement notre appareil car il ne s'agit pas d'une alimentation CC en régime permanent.

La sortie CC pulsée après redressement a une fréquence deux fois supérieure à celle de l'entrée d'alimentation CA. Cette sortie CC pulsée à ondulation élevée peut être convertie en une sortie CC appropriée en utilisant des condensateurs de lissage. En connectant un condensateur en parallèle à travers la charge diminue les ondulations et augmente le niveau de sortie CC moyen.

Fonctionnement et fonctionnement du circuit de charge du téléphone portable :

Lorsque la sortie CC pulsée à ondulation élevée est alimentée à travers le condensateur, elle se charge jusqu'à ce que l'onde atteigne sa position maximale. Lorsque l'onde commence à diminuer à partir de sa position de crête, le condensateur se décharge et essaie de maintenir le niveau de tension de la sortie stable et l'onde de sortie ne va pas au niveau le plus bas et crée donc une tension d'alimentation CC appropriée.

Calculons la valeur de capacité qui doit être utilisée pour la filtration.

La capacité peut être calculée à l'aide de la formule :C =(I*t)/V, où

• C =Capacité à calculer
• I =Courant de sortie maximal (supposez 500 mA)
• t =période de temps
• V =tension de sortie de crête après filtration.

Étant donné que la tension alternative d'entrée est de 50 hertz, la forme d'onde de sortie après redressement aura deux fois la fréquence de l'alimentation alternative d'entrée. Par conséquent, la fréquence (f) de l'ondulation est de 100 Hz.

Période (t) =1/f =1/100 =0,01 =10 ms.

La sortie à alimenter au régulateur de tension est de 7 volts (5 volts de sortie cc + 2 volts de plus que nécessaire) qui doit être déduite de la tension de sortie de crête. Le transformateur 9-0-9 donne la valeur 9 volts RMS donc la valeur de crête sera √2 x tension RMS. Dans un cycle, nous utilisons deux diodes. La chute de tension aux bornes d'une diode est de 0,7 volts donc 1,4 volts aux bornes de 2 diodes. Alors finalement

Tension de sortie de crête (V) =9 V x 1,414 V – 1,4 V – 7 V =4,33 volts.

Par conséquent,

C =Q / V … (où Q =je x t)

C =(0,5 A x 0,01 ms) / 4,33 V =1 154 μF (soit environ 1 000 μF).

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Régulation de tension IC 7805

IC 7805 est un régulateur de tension qui donne une sortie CC régulée de 5 volts. La tension de fonctionnement de l'IC 7805 est de 7 volts à 35 volts. Par conséquent, la tension d'entrée minimale fournie doit être d'au moins 7 volts. La plage de tension de sortie est de 4,8 volts à 5,2 volts et le courant nominal est de 1 ampère.

Puisque la différence entre la tension d'entrée et de sortie est de 2 volts, ce qui est une différence significative. Cette différence de tension entre l'entrée et la sortie est libérée sous forme de chaleur et plus la différence est grande, plus la chaleur est dissipée. Un dissipateur thermique approprié doit donc être connecté au régulateur de tension pour éviter son dysfonctionnement.

Chaleur générée =(Tension d'entrée - Tension de sortie) x Courant de sortie

Par exemple, si la tension d'entrée est de 12 volts et la tension de sortie est de 5 volts avec un courant de sortie de 500 m ampères. Ensuite, la chaleur générée est de (12V - 5V) x 0,5mA =3,5 Watts. Ainsi, un dissipateur thermique peut être fixé qui peut absorber la chaleur de 3,5 watts de puissance pour éviter que le circuit intégré ne soit endommagé.

Le circuit intégré du régulateur de tension 7805 a deux significations :"78" signifie positif et "05" signifie 5 volts. Par conséquent, ce circuit intégré est utilisé pour fournir une alimentation CC positive de 5 volts. Ce CI n'a que 3 broches :une pour l'entrée, la deuxième pour la masse et la troisième pour la sortie. Une capacité de 0,01 µF est connectée à la sortie de ce régulateur de tension 7805 pour neutraliser le bruit généré en raison des changements transitoires de tension.

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Conclusion

En comprenant les procédures ci-dessus, vous pouvez concevoir votre propre chargeur de téléphone portable de sortie souhaitée. Les changements nécessaires seront nécessaires dans les caractéristiques du transformateur, comme vous devez choisir un transformateur qui peut descendre à la tension appropriée.

Le processus de rectification sera similaire car il convertira simplement la moitié négative en moitié positive. Le calcul du condensateur requis dans le processus de filtration doit être calculé correctement, en particulier pour le chargeur de téléphone portable. La différence entre la tension d'entrée et de sortie du régulateur de tension 7805 doit être prise en compte et le dissipateur thermique doit être conçu en conséquence.