Chargeur téléphone 5V DIY – Convertir 230V AC en 5V DC en toute sécurité

Comment réaliser un chargeur de téléphone simple – Schéma 5V DC depuis 230V AC

Vous êtes-vous déjà demandé comment fonctionne un chargeur de téléphone ou comment un petit appareil convertit 220-230V AC en 5V ou tension désirée ? Ce projet explique le circuit qui charge vos appareils en toute sécurité en convertissant 220V AC en tension continue régulée pour votre téléphone.

Aujourd'hui, les chargeurs ont différentes puissances. Nous allons réaliser un circuit fournissant 5V DC régulé depuis 220V AC. Ce circuit peut aussi servir d'alimentation pour breadboards, microcontrôleurs et CI.

Quatre étapes pour un chargeur téléphone : 1) Abaissement 220V AC → basse tension. 2) Redressement AC→DC par pont de diodes. 3) Filtrage des ripples AC résiduels. 4) Régulation tension par CI 7805 pour 5V DC régulé.

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Circuit chargeur téléphone

Composants requis

• Transformateur abaisseur 9-0-9 1A
• Diodes
• Condensateurs – 1000 µF et 0,01 µF
• Régulateur de tension CI 7805

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Transformateur abaisseur 9-0-9 à prise centrale

Le 9-0-9 est un transformateur abaisseur à prise centrale. Un fil est connecté exactement au milieu de l'enroulement secondaire et maintenu à 0V par raccordement au neutre. Ce transformateur convertit 220V AC en 9V AC.

Cette technique fournit deux tensions de sortie égales en amplitude, opposées en polarité. Fonctionnement similaire au transformateur classique (primaire/secondaire). La tension primaire induit une tension dans le secondaire par induction magnétique, mais le fil central permet d'obtenir deux tensions.

Ce type de transformateur est principalement utilisé dans les circuits redresseurs pour convertir AC en DC.

On obtient deux tensions V_A et V_B depuis 3 fils, le neutre étant relié à la terre → transformateur biphasé 3 fils.

Une tension en charge entre ligne 1 et neutre, l'autre entre ligne 2 et neutre. Charge directe entre ligne 1 et 2 → tension totale = somme des deux.

Soit N_p, N_A, N_B les nombres de spires primaire, première et seconde moitié du secondaire. V_P tension primaire, V_A, V_B tensions demi-secondaires :

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

Différence principale : transformateur classique = 1 tension ; transformateur prise centrale = 2 tensions.

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Redresseur pont complet (Full Wave Bridge Rectifier)

Un redresseur pont complet prend un courant alternatif (AC) en entrée et convertit les deux demi-périodes en courant continu (DC). 4 diodes en pont comme sur le schéma. Ce processus s'appelle redressement.

Fonctionnement du circuit pont :

Considérons une période (T) de l'onde AC. Première demi-période (0 à T/2) = positive. Seconde (T/2 à T) = negative. On veut convertir la demi-période négative en positive.

On garde la première demi-période telle quelle, on convertit la seconde via 4 diodes (D1, D2, D3, D4). Les diodes conduisent seulement en polarisation directe, bloquent en inverse.

Durant la première demi-période positive : D2 et D3 conduisent → sortie positive identique. Durant la demi-période négative : D1 et D4 conduisent → sortie positive identique à la première. Ainsi, chaque demi-période négative est redressée en positive. Cette sortie va au filtre.

Applications : alimentation moteurs/LEDs, soudure à l'arc (DC stable polarisé), détection amplitude signaux radio.

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Filtrage

Après redressement, la sortie n'est pas un DC propre : c'est un DC pulsé avec fort facteur de ripple. Inutilisable tel quel pour un téléphone (risque dommages).

Le DC pulsé a une fréquence double de l'AC d'entrée. Ce DC à fort ripple devient un DC propre par condensateurs de lissage. Un condensateur en parallèle sur la charge réduit les ripples et élève le niveau DC moyen.

Fonctionnement & opération du circuit de charge téléphone :

Quand le DC pulsé à fort ripple est appliqué au condensateur, il se charge jusqu'au pic de l'onde. Quand l'onde redescend, le condensateur se décharge pour maintenir la tension de sortie stable → onde ne descend pas au minimum → DC propre créé.

Calcul de la capacitance pour le filtrage : C = (I × t) / V, où :

• C = Capacitance à calculer
• I = Courant de sortie max (supposons 500 mA)
• t = Période
• V = Tension de crête après filtrage

AC entrée = 50 Hz → fréquence ripple après redressement = 100 Hz.

Période t = 1/f = 1/100 = 0,01s = 10 ms.

Tension à envoyer au régulateur = 7V (5V sortie + 2V marge). Déduite de la tension de crête. Transformateur 9-0-9 donne 9V RMS → crête = √2 × 9V. 2 diodes en série par demi-période → chute 0,7V × 2 = 1,4V. Donc :

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

C = Q / V (où Q = I × t)

C = (0,5 A × 0,01s) / 4,33V = 1154 µF ≈ 1000 µF.

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Régulation tension CI 7805

Le 7805 est un régulateur donnant 5V DC régulé. Tension d'entrée : 7V à 35V. Minimum 7V en entrée. Sortie : 4,8V à 5,2V, courant 1A.

Différence entrée/sortie = 2V (significative). Cette différence se dissipe en chaleur : plus l'écart est grand, plus la chaleur. Un radiateur (heat sink) est indispensable sur le 7805.

Chaleur générée = (Tension entrée – Tension sortie) × Courant sortie

Exemple : entrée 12V, sortie 5V, courant 500mA → chaleur = (12-5) × 0,5 = 3,5W. Radiateur absorbant 3,5W requis.

7805 : « 78 » = positif, « 05 » = 5V → alimente +5V DC. 3 broches : entrée, masse, sortie. Condensateur 0,01µF en sortie élimine le bruit des variations transitoires.

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Conclusion

En comprenant ces étapes, vous pouvez concevoir votre propre chargeur téléphone avec la sortie désirée. Modifications nécessaires sur le transformateur (choisir tension d'abaissement appropriée). Redressement similaire. Calcul du condensateur de filtrage crucial pour chargeur téléphone. Différence entrée/sortie du 7805 à considérer pour dimensionner le radiateur.