Зарядное устройство из импульсного блока питания. Чем зарядка отличается от блока питания? Может блок питания заряжать аккумулятор

Для радиолюбительских самоделок часто требуются источники питания с различными выходными характеристиками. Например, для сборки простой схемы автоматики освещения мне потребовался маломощный блок питания на 12 В . Покупать его оказалось накладно, стоимость готового источника превысила стоимость схемы автоматики. Самому сделать такой источник можно, и значительно дешевле имеющихся в продаже, но это уже при многократном повторении вносит рутину в творческий процесс. Поэтому, я нашёл относительно простой и достаточно дешёвый способ создать такой источник, это переделка готового зарядного устройства для смартфона .

Однажды у одного китайского продавца мне довелось приобрести десяток зарядных устройств для смартфонов с выходными характеристиками 5 В 1 А, что вполне удовлетворило мои потребности. Причём, эти ЗУ имеют стабилизацию выходного напряжения и в режиме холостого хода потребляют мало энергии, что не маловажно для создания устройств автоматики освещения и т.п. Всё, что мне осталось, поднять выходное напряжение до необходимого мне уровня, о чём и расскажу дальше.

Само ЗУ выглядит так:

Мне десяток таких малышек обошёлся по доллару за штучку.

Интересующие нас внутренности устройства можно посмотреть после аккуратного вскрытия:

Для Вас специально, и для личного архива, снял схему ЗУ, хотя для переделки в её подробности я даже не вникал.

Переделка поэтапно заключается в следующем:

1. Аккуратно тонким эмалированным проводником делаем виток обмотки (можно несколько) и при включенном ЗУ под нагрузкой (подключаем заряжаемый гаджет) смотрим осциллографом амплитуду импульсов. Таким образом, определяем напряжение, создаваемое одним витком обмотки.
2. Выпаиваем USB разъём.
3. Снимаем тестовый виток и доматываем эмалированным проводником (подобным по толщине проводнику вторичной низковольтной обмотки) столько витков, сколько не хватает для получения требуемого выходного напряжения. Припаиваем намотанную обмотку последовательно вторичной заводской. Место спайки выбираем точку контакта с импульсным диодом Z1. Разрезаем дорожку между вторичкой и Z1. Припаиваем к контакту анода Z1 свободный конец домотанной вторички.
4. Выпаиваем стабилитрон VD2, и вместо него впаиваем такой же, но на нужное напряжение, которое у нас и будет подаваться на выход.
5. Выпаиваем конденсатор C4 и впаиваем аналогичную ёмкость на большее напряжение (на порядок выше выходного), например, для 12 В я выбрал конденсатор 100 мкФ 25 В.

В общем всё. Схема должна заработать без бубнов с танцами, если при переделке ничего не поломали.

У меня на трёх витках тестовой обмотки получился импульс, приближенный к прямоугольнику размахом 6 вольт, что даёт 2 вольта на виток. До 12 В мне не хватает 7 В или 3,5 витка. Мотаю 4 витка и далее по пунктам выше.

Конструкция получилась достаточно компактной, так что уместилась в родной корпус с небольшими переделками.

По факту у меня на выходе вышло 13,2 В. Возможно попался стабилитрон с такой характеристикой, а возможно я чего-то ещё не знаю про подобного рода переделки. В любом случае можно скорректировать напряжение другим стабилитроном, с меньшим напряжением стабилизации. Если такового не найдётся, не забывайте, что нужный стабилитрон можно получить при последовательном включении двух и более идентичных по току с разными напряжениями. Общее напряжение стабилизации будет суммой всех, входящих в цепочку.

И самое главное - О БЕЗОПАСНОСТИ! При работе с данной схемой во время теста с открытой платой нужно быть особо внимательным! На плате часть проводников находится под высоким сетевым напряжением, опасным для жизни! Не прикасайтесь к схеме ни чем ни к каким местам. Тестовая обмотка должна быть подключена к осциллографу до включения устройства в сеть!

В наше время мы всё чаще и чаще используем устройства с питанием от различных аккумуляторов. Не редко применяются и герметичные гелиевые аккумуляторы (6 и 12В), в источниках бесперебойного питания, портативных переносных приёмниках с лампочками дневного света. При отдельном использовании таких батарей в других устройствах появляется потребность в их зарядке.
Столкнувшись с проблемой заряда таких элементов, я просмотрел поиск в интернете, отыскал простенькую схему, при небольшой корректировке которой внедрен ещё и регулируемый блок питания.

Схема продублирована на множестве сайтов, первоисточник не найти уже наверное, но ни на одном сайте не найти печатную плату. Потратив немного времени, нарисовал печатную плату, в виде модульного блока, в программе Sprint-Layout 5.0 (6.0).

Предложенное комбинированное зарядное устройство обладает следующими характеристиками:
– зарядка аккумуляторов напряжением 6В;
– зарядка аккумуляторов напряжением 12В;
– установка зарядного тока, пяти фиксированных номиналов: 0,15; 0,35; 0,45; 0,75; 1,5А;
– регулируемый блок питания, напряжением от 1,2 до 28В, с максимальным током нагрузки 1,5А.

Схема простая, но при монтаже легко запутаться в распайке переменных резисторов и тумблеров. Учтя этот момент, нарисована была и монтажная схема.

На монтажной схеме переменные резисторы и тумблеры расположены лицом к вам.

В качестве корпуса был использован корпус от компьютерного блока питания форм фактора АТ (урезанного), с небольшой переделкой, а именно вырезка части корпуса и установка вместо неё стеклотекстолитовой вставки.

На панельке установлены: переменные резисторы R7 – R9, тумблеры SA2, SA4, галетный пятипозиционный переключатель режима тока, выходные разъёмы.

Дополнительно в схему включен куллер охлаждения с диодным мостом, подключенный на одно из плеч трансформатора.
К сожалению фото собранного модуля, нет, потому как он уже смонтирован вовнутрь корпуса. Привожу скриншот рисунка печатной платы:

Детали.
Используемый в моём варианте трансформатор питания ТП-160-2 можно заменить на любой с аналогичными параметрами, двумя вторичными обмотками по 12в и нагрузочной способностью не менее 1,5А.

Печатная плата изготовлена из 1,5мм толщины фольгированного стеклотекстолита. Переменные резисторы линейной характеристики. Аналог микросхемы кр142ен22 – LT1083. Остальные элементы и их характеристики приведены на схеме.
Фото законченного устройства.

Немного об эксплуатации.
В результате первого пуска ожидания оправдались, всё заработало. При использовании в режиме заряда 6В аккумулятора необходимо выставить напряжение заряда 7,34В (регулировка от 1,2 до примерно 8В), 12в аккумулятора выставляем напряжение заряда 14,7В (регулировка от 1,2В до примерно 18В). Зарядный ток выставляется в зависимости от ёмкости аккумулятора, по нормальному не боле 10% от неё.

Прилагаемая к статье принципиальная и монтажная схема выполнены в программе SPlan 7.0, в файле две вкладки.

Файлы:

Источник питания - из зарядного устройства для сотового телефона
И. НЕЧАЕВ, г. Курск

Малогабаритная носимая аппаратура (радиоприемники, кассетные и дисковые плейеры) обычно рассчитаны на питание от двух-четырех гальванических элементов. Однако служат они недолго, и их приходится довольно часто заменять новыми, поэтому в домашних условиях такую аппаратуру целесообразно питать от сетевого блока. Такой источник (в просторечии его называют адаптером) нетрудно приобрести или изготовить самому, благо в радиолюбительской литературе их описано немало. Но можно поступить и иначе. Практически у трех из каждых четырех жителей нашей страны сегодня есть сотовый телефон (по данным исследовательской компании AC&M-Consulting, на конец октября 2005 г. число абонентов сотовой связи в РФ перевалило за 115 млн). Его зарядное устройство используется по прямому назначению (для зарядки аккумуляторной батареи телефона) всего лишь несколько часов в неделю, а остальное время бездействует. О том, как приспособить его для питания малогабаритной аппаратуры, рассказывается в статье.

Чтобы не тратиться на гальванические элементы, владельцы носимых радиоприемников, плейеров и т. п. аппаратуры используют аккумуляторы, а в стационарных условиях питают эти устройства от сети переменного тока. Если нет готового блока питания с нужным выходным напряжением, не обязательно покупать или собирать самому такой блок, можно использовать для этой цели зарядное устройство от сотового телефона, которое сегодня есть у многих.

Однако напрямую подключать его к радиоприемнику или плейеру нельзя. Дело в том, что большинство зарядных устройств, входящих в комплект сотового телефона, представляют собой неста-билизированный выпрямитель, выходное напряжение которого (4.5...7 В при токе нагрузки 0,1...О,ЗА) превышает требуемое для питания малогабаритного аппарата. Проблема решается просто. Чтобы использовать зарядное устройство в качестве блока питания, необходимо между ним и аппаратом включить переходник-стабилизатор напряжения.
Как говорит само название, основой такого устройства должен быть стабилизатор напряжения. Его удобнее всего собрать на специализированной микросхеме. Большая номенклатура и доступность интегральных стабилизаторов позволяют изготовить самые различные варианты переходников.
Принципиальная схема переходника-стабилизатора напряжения изображена на рис. 1. Микросхему DA1 выбирают

в зависимости от требуемого выходного напряжения и потребляемого нагрузкой тока. Емкость конденсаторов С1 и С2 может находиться в пределах 0,1...10мкФ (номинальное напряжение- 10 В).
Если нагрузка потребляет до 400 мА и такой ток способно отдать зарядное устройство, в качестве DA1 можно применить микросхемы КР142ЕН5А (выходное напряжение - 5 В), КР1158ЕНЗВ, КР1158ЕНЗГ (3,3 В), КР1158ЕН5В, КР1158ЕН5Г (5 В), а также пятивольтные импортные 7805, 78М05 . Подойдут также микросхемы серий LD1117ххх , REG 1117-хх . Их выходной ток - до 800 мА, выходное напряжение - из ряда 2,85; 3,3 и 5 В (у LD1117ххх - еще и 1,2; 1,8 и 2,5 В). Седьмой элемент (буква) в обозначении LD1117ххх указывает на тип корпуса (S - SOT-223, D - S0-8, V - ТО-220), а следующее за ним двузначное число - на номинальное значение выходного напряжения в десятых долях вольта (12 - 1,2 В, 18 - 1,8 В и т. д.). Присоединенное через дефис число в обозначении микросхем REG1117-хх также указывает на напряжение стабилизации. Цоколевка этих микросхем в корпусе SOT-223 показана на рис. 2,а.

Допустимо использование и микросхем стабилизаторов с регулируемым выходным напряжением, например, КР142ЕН12А, LM317T. В этом случае можно получить любое значение выходного напряжения от 1,2 до 5...6 В.
При питании аппаратуры, потребляющей небольшой ток (30. .100 мА), например, малогабаритных УКВ ЧМ радиоприемников, в переходнике можно применить микросхемы КР1157ЕН5А, КР1157ЕН5Б, КР1157ЕН501А, КР1157ЕН501Б, КР1157ЕН502А, КР1157ЕН502Б, КР1158ЕН5А, КР1158ЕН5Б (все с номинальным выходным напряжением 5 В), КР1158ЕНЗА, КР1158ЕНЗБ (3,3 В). Чертеж возможного варианта печатной платы переходника с ис-
пользованием микросхем последней серии показан на рис. 3. Конденсаторы С1 и С2 - малогабаритные оксидные любого типа емкостью 10 мкФ.

Существенно уменьшить габариты переходника можно, применив миниатюрные микросхемы серии LM3480-xx (последние две цифры обозначают выходное напряжение). Они выпускаются в корпусе SOT-23 (см. рис. 2,6). Чертеж печатной платы для этого случая изображен на рис. 4. Конденсаторы С1 и С2 - малогабаритные керамические К10-17 или аналогичные импортные емкостью не менее 0,1 мкФ. Внешний вид переходников, смонтированных на платах, изготовленных в соответствии с рис. 3 и 4, показан на рис. 5.

Следует отметить, что фольга на плате может выполнять функцию тепло-отвода. Поэтому площадь проводника под вывод микросхемы (общий или выход), через который осуществляется отвод тепла, желательно сделать как можно большей.
Собранное устройство помещают в пластмассовую коробку подходящих размеров или в батарейный отсек питаемого аппарата. Для стыковки с зарядным устройством переходник необходимо снабдить соответствующей розеткой (аналогичной той, что установлена в сотовом телефоне). Ее можно разместить на печатной плате со стабилизатором либо закрепить на одной из стенок коробки.
Налаживания переходник не требует, необходимо только проверить его в работе с соединительными проводами, которые будут использоваться для подключения к зарядному устройству и питаемому аппарату. Самовозбуждение устраняют увеличением емкости конденсаторов С1 и С2.

ЛИТЕРАТУРА
1. Бирюков С. Микросхемные стабилизаторы напряжения широкого применения. - Радио, 1999, № 2, с. 69-71.
2. LD1117 Series. Low Drop Fixed and Adjustable Positive Voltage Regulators. - .
3. REG1117, REG1117A. 800mA and 1A Low Dropout (LDO) Positive Regulator 1,8V, 2,5V, 2,85V, 3,3V, 5V and Adjustable. - .
4. LM3480. 100 mA, SOT-23, Quasi Low-Dropout Linear Voltage Regulator. - .

На первый взгляд, блок питания ни чем не отличается от зарядного устройства. Особенно если у первого наличествует выпрямительная схема, позволяющая преобразовать переменное напряжение в постоянное.

Именно по этому, некоторые, не вдаваясь в детали, пытаются использовать блоки питания для заряжания аккумуляторов а зарядные устройства для постоянного питания устройств. Любое оборудование должно использоваться по назначению, и тогда результат его работы будет соответствовать характеристикам заявленным производителем.

Что же принципиально отличает зарядное от блока питания.

• Для того что бы устройству называться блоком питания, ему достаточно иметь простой трансформатор, который имеет одну первичную и одну вторичную обмотку. Все - это уже блок питания. Такой трансформатор выдаст на вторичной обмотке то напряжение которое необходимо для питания устройства. Оно будет так же переменным, но вольтаж будет ниже. Большинство электронных устройств имеют питание постоянного напряжения. Для этого понижающий трансформатор укомплектовывается схемой выпрямления (часто просто диодным мостом) И в принципе этого достаточно для Блока питания.
• Зарядное устройство несколько сложнее. Его принципиальная схема более сложная и её функция в основном заключается в генерировании импульсного напряжения которым и заряжаются аккумуляторы. Так как оптимальным для зарядки является именно импульсный, а не постоянный ток. Блок питания это стабилизированное по пульсации напряжение.
• По своему принципу блок питания не приемлет коротких замыканий. Для зарядного устройства короткое замыкание является, можно сказать, его "работой"
• Основными данными "снимаемыми" с этих устройств есть, для блока питания это постоянное напряжение не меняющееся от увеличения нагрузки, а для зарядного устройства напряжение может и плавать, однако ток зарядки должен строго соответствовать емкости заряжаемого устройства, иначе можно испортить аккумуляторы. Обычно ток зарядки должен быть равен 1/10 от емкости аккумулятора.

Учитывая это, понимаем что далеко не каждый блок питания будет "заботится" о токе нужном для аккумулятора, что может привести к порче последнего. А это значит для зарядки, блоки питания лучше не использовать.

Если подытожить русским языком то, блок питания это источник напряжения, а зарядное это больше источник тока.

Перед тем как экспериментировать с заменой зарядного устройства блоком питания и наоборот, необходимо знать все характеристики этих устройств. После чего принимать решение о возможности взаимозамены.

С появлением огромного числа мобильных устройств с зависимостью от электросетей люди, на первый взгляд, покончили. Для работы с компьютером, например, больше не требуется наличие розетки с надписью “220”. Аккумуляторные батареи дали возможность свободного перемещения, но все же далеко не полноценную. Необходимость зарядки аккумуляторов любого мобильного аппарата порой становится и препятствием на пути к цели, а неудобством — всегда. Электрификация всей страны, единственная воплощенная мечта Владимира Ильича, позволяет делать это неудобство минимальным и практически незаметным, однако это обстоятельство заставляет нас буквально привязываться к зарядным устройствам и блокам питания. Эти обязательные аксессуары есть в арсенале у каждого владельца смартфона, мобильного телефона, ноутбука, плеера, и когда встает вопрос о приобретении — возникает путаница в понятиях и, как следствие, покупка ненужного или неподходящего.

Определение

Зарядное устройство — устройство для заряда аккумулятора электроэнергией внешнего источника, преимущественно электросети.

Блок питания — вторичный источник электрической энергии постоянного тока, преобразующий напряжение сети в требуемое устройством.

Сравнение

Оба используются для поддержания жизни наших мобильных аппаратов, оба подключаются к электросети. Принципиальное отличие — в назначении. Зарядное устройство предназначено исключительно для питания аккумуляторов, блок питания — для работы аппарата. Некоторые модели фотоаппаратов, например, требуют извлечения батарей и помещения их в зарядное устройство по мере необходимости. Естественно, при этом фотоаппарат лежит мертвым грузом. Блок питания ноутбука же дает возможность работать с последним даже без аккумуляторов.

Зарядное устройство для ноутбука

И блок питания для мобильных девайсов, и ЗУ представляют собой устройства внешние, хотя понятие блока питания гораздо шире: он может быть встроенным в систему, как, к примеру, БП в корпусе стационарного компьютера. Однако в контексте сравнения мы все же рассматриваем варианты автономные. Блок питания ввиду технической сложности больше и тяжелее: обычно он включает в себя стабилизатор и преобразователь тока и напряжения. Современные блоки питания для электроники — импульсные: входное напряжение выпрямляется и преобразуется в импульсы, выходное напряжение поддерживается на постоянном уровне.

Блоки питания, иначе называемые адаптерами питания, предохраняют подключенный к ним прибор от перепадов напряжения. Современные зарядные устройства снабжены микропроцессором, который позволяет регулировать процесс зарядки, что продлевает срок службы самих аккумуляторов. Зарядные устройства, как правило, взаимозаменяемы, а применение их ограничивается назначением и возможностью подключения питаемых батарей (для пальчиковых аккумуляторов ЗУ одно, для литиевых — другое). Блоки питания же требуют если не единого стандарта, то идентичности по выходной мощности и входному напряжению питания. И, конечно, единообразия в штекерах: сегодня каждый производитель создает собственную модель, и универсальные БП не успевают за фантазией. Вопрос о стандартизации в этом отношении давно назрел.

Выводы сайт

1. Блок питания — источник заданного напряжения, зарядное устройство — источник тока.
2. Блок питания обеспечивает работу устройства при подключении к сети, зарядное устройство — только зарядку аккумуляторов.
3. Блок питания больше и тяжелее зарядного устройства.
4. Блоки питания предохраняют от перепадов напряжения в сети.
5. Зарядное устройство может регулировать процесс зарядки аккумуляторов.