簡単な携帯電話充電器の回路図–230VACから5V
簡単な携帯電話充電器の作り方– AC230VACからDC5Vの回路図
携帯電話の充電器がどのように機能するか、または小型デバイスが220〜230ボルトのAC電源を5ボルトまたは目的の電圧に変換する方法について考えたことはありますか。このプロジェクトでは、220ボルトのAC電源を携帯電話の電圧電源定格に変換することにより、電話デバイスを安全に充電するために使用される回路について説明します。
現在、携帯電話の充電器にはさまざまな電源が市場に出回っています。このプロジェクトでは、220ボルトのAC電源から5ボルトの安定化DC電源を取得するために使用される回路を作成します。この回路は、他のデバイス、ブレッドボード、マイクロコントローラー、ICの電源としても使用できます。
携帯電話の充電器の作成には、基本的に4つのステップがあります。最初のステップは、220ボルトのAC電源を小さな電圧に降圧することです。 2番目のステップでは、全波ブリッジ整流器を使用してACをDCに整流します。 2番目のステップで得られたDC電圧は、ろ過プロセスを使用して除去されるACリップルを含みます。最後のステップは、IC7805を使用して5ボルトの安定化DC電源を供給する電圧調整です。
関連プロジェクト：
携帯電話充電器回路
必要なコンポーネント
- 9-0-91降圧トランス
- ダイオード
- コンデンサ– 1000 µFおよび0.01 µF
- 電圧レギュレータIC7805
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9-0-9トランスフォーマーをステップダウン
9-0-9は、センタータップ付き降圧トランスです。センタータップ変圧器では、変圧器の二次巻線の中間点にワイヤが正確に接続され、中性電流に接続することでゼロボルトに保たれます。この9-0-9変圧器は、220ボルトのAC電源を9ボルトのACに変換します。
この手法は、変圧器が大きさが等しいが極性が反対の2つの別々の出力電圧を提供するのに役立ちます。このトランスの動作は、通常のトランス（一次巻線と二次巻線）と非常によく似ています。一次電圧は二次巻線の磁気誘導により電圧を誘導しますが、二次巻線の中央にワイヤがあるため、2つの電圧を得ることができます。
このタイプの降圧トランスは、主に整流回路でAC電源電圧をDC電圧に変換することで使用されます。
上の図から、2つの電圧V Aが得られていることがわかります。 およびVB 3線から中性線がアースに接続されているため、この変圧器は2相3線変圧器とも呼ばれます。
ライン1とライン2の間の負荷をニュートラルに接続することで得られる1つの電圧。負荷がライン1とライン2の間に直接接続されている場合、2つの電圧の合計である合計電圧が得られます。
Np、Na、N B それぞれ、一次コイル、二次コイルの前半、二次コイルの後半の巻数です。 V P V A に対して、一次コイルの両端の電圧 およびVB それぞれ二次コイルの前半と二次コイルの後半の両端の電圧です。電圧VAを計算できます およびVB 式を使用して：
- V A =（N A / N P ）x V P
- V B =（N B / N P ）x V P
- V合計 =V A + V B
通常の変圧器とセンタータップの変圧器の主な違いは、通常の変圧器では1つのタイプの電圧しか得られないのに対し、センタータップの変圧器では2つの電圧が得られることです。
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フルウェーブブリッジ整流器
全波ブリッジ整流器は、入力として交流（AC）を受け取り、その期間の両方のサイクルを直流（DC）に変換するセットアップです。回路図に示すように、ブリッジとして接続された4つのダイオードで構成されています。交流半波を直流に変換するこのプロセスは、整流として知られています。
ブリッジ回路の操作：
AC波の1つの期間（T）について考えてみましょう。入力ACサイクルの前半（0からT / 2）は正であり、後半は負（T / 2からT）です。マイナスの半分をプラスの半分に変換したい。
したがって、サイクルの前半をそのままにして、後半を4つのダイオード（D 1 ）を使用して正の半分に変換します。 、D 2 、D 3 およびD4 ）回路図に示すように。ダイオードは順バイアス状態でのみ導通し、逆バイアス状態では導通しません。
最初の正の半サイクルダイオードD 2の間 およびD3 順方向にバイアスされて導通するため、出力と同じ正のサイクルが得られます。負の半サイクルダイオードD1 およびD4 順方向バイアスで導通し、出力として前半サイクルと同様の正の半波を与えます。つまり、これがすべての負の半波が正の半波に整流される方法です。この出力は、ろ過プロセスのためにさらにフィルターに送られます。
この全波ブリッジ整流器にはさまざまな用途があります。これは主に、モーターやLEDへの電力供給などの回路で使用されます。また、電気溶接で安定した分極DC電圧を供給するためにも使用されます。また、変調無線信号の振幅の検出にも使用されます。
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フィルタリング
ACの修正後、達成される出力は適切なDCではありません。リップル率の高い脈動DC出力です。定常状態のDC電源ではないため、デバイスが簡単に損傷するため、この出力を携帯電話に送ることはできません。
整流後の脈動するDC出力の周波数は、AC電源入力の2倍です。この高リップルの脈動DC出力は、平滑コンデンサを使用して適切なDC出力に変換できます。コンデンサを負荷に並列に接続することにより、リップルが減少し、平均DC出力レベルが増加します。
携帯電話の充電回路の動作と操作：
高リップルの脈動DC出力がコンデンサに供給されると、波がピーク位置に達するまで充電されます。波がピーク位置から減少し始めると、コンデンサはそれ自体を放電し、出力の電圧レベルを一定に保とうとします。出力波は最低レベルにならず、したがって適切なDC供給電圧を生成します。
ろ過に使用する静電容量値を計算してみましょう。
静電容量は次の式を使用して計算できます：C =（I * t）/ V、ここで
- C=計算される静電容量
- I =最大出力電流（500mAと仮定）
- t=期間
- V=ろ過後のピーク出力電圧。
入力AC電圧は50ヘルツであるため、整流後の出力波形は入力AC電源の2倍の周波数になります。したがって、リップルの周波数（f）は100Hzです。
期間（t）=1 / f =1/100 =0.01=10ms。
電圧レギュレータに供給される出力は7ボルト（5ボルトのDC出力+必要以上に2ボルト）であり、ピーク出力電圧から差し引かれます。 9-0-9変圧器は9ボルトのRMS値を与えるため、ピーク値は√2xRMS電圧になります。 1サイクルで2つのダイオードを使用しています。 1つのダイオードでの電圧降下は0.7ボルトであるため、2つのダイオードで1.4ボルトになります。ついに
ピーク出力電圧（V）=9V x 1.414V – 1.4V – 7V=4.33ボルト。
したがって、
C =Q / V…（ここでQ =I x t）
C =（0.5 A x 0.01ms）/ 4.33V =1154 µF（約1000 µF）
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電圧調整IC7805
IC 7805は、安定化された5ボルトのDC出力を提供する電圧レギュレータです。 IC7805の動作電圧は7ボルトから35ボルトです。したがって、供給される最小入力電圧は少なくとも7ボルトである必要があります。出力電圧範囲は4.8ボルトから5.2ボルトで、定格電流は1アンペアです。
入力電圧と出力電圧の差は2ボルトであるため、これは大きな違いです。この入力と出力の電圧差は熱として放出され、差が大きいほど熱が放散されます。したがって、誤動作を防ぐために、適切なヒートシンクを電圧レギュレータに接続する必要があります。
生成された熱=（入力電圧–出力電圧）x出力電流
たとえば、入力電圧が12ボルト、出力電圧が5ボルトで、出力電流が500mアンペアの場合。その場合、発生する熱は（12V – 5V）x 0.5mA=3.5ワットです。そのため、3.5ワットの電力を吸収して、ICの損傷を防ぐヒートシンクを取り付けることができます。
7805電圧レギュレータICは、2つの意味を意味します。「78」は正を意味し、「05」は5ボルトを意味します。したがって、このICは正の5ボルトDC電源を供給するために使用されます。このICには3つのピンがあります。1つは入力用、2つ目はグランド用、3つ目は出力用です。 0.01µFの静電容量が、この7805電圧レギュレータの出力の両端に接続され、電圧の過渡変化によって生成されるノイズを要素化します。
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- 電子眼球回路–セキュリティ制御にLDRとIC4049を使用
- 自動LED非常灯回路
結論
上記の手順を理解することで、独自の携帯電話充電器を設計できます。 望ましい出力の。適切な電圧に降圧できる変圧器を選択する必要があるなど、変圧器の定格を変更する必要があります。
修正プロセスは、負の半分を正の半分に変換するだけなので、同様になります。特に携帯電話の充電器の場合、ろ過の過程で必要なコンデンサの計算は適切に計算する必要があります。電圧レギュレータ7805の入力電圧と出力電圧の差を考慮し、それに応じてヒートシンクを設計する必要があります。
産業技術