Схема зарядка для телефонов от автомобиля

ЗУ для телефона от прикуривателя на MC34063

MC34063 – популярная микросхема для конструирования небольших схем бестрансформаторных преобразователей напряжения. Она универсальна, поскольку на ее базе можно сделать повышающие, понижающие и инвертирующие DC-DC преобразователи напряжения. Диапазон входных и выходных напряжений позволяет с легкостью собрать на базе этой микросхемы ряд преобразователей напряжения с минимальными затратами, которые незаменимы в быту.

Разумеется, все эти конструкции можно купить в Китае, в готовом виде, но об этом мы сегодня беседовать не станем, в Китае можно все купить, но своими руками – интересней.

Рассмотрим мы конструкцию понижающего преобразователя напряжения, на вход которого можно подавать напряжение от 5/6 до 40 Вольт, при этом выходное напряжение всегда будет держаться стабильным, на уровне 5 Вольт. от 5 Вольт заряжаются все мобильные телефоны, планшеты, некоторые плееры и проигрыватели.

Микросхема пользуется широкой популярностью среди радиолюбителей именно по той причине, что стоит копейки и содержит минимальную обвязку.

Дроссель, выпрямительный диод (шоттки) и несколько пассивных компонентов. Выходное напряжение может быть и другим, существует куча программ и формул для расчета инверторов на этой микросхеме. Выходное напряжение зависит от соотношения резисторов R3/R2.

Диод в принципе тоже не критичен и можно взять обычные импульсные, можно из линейки FR/UF/HER/SF и т.п.
Диод нужен с током выше 1,5 Ампер, лучше 3, поскольку выходной ток с микросхемы может доходить до 1,5 Ампер. Сам дроссель намотан на ферритовой гантельке, можно и кольцо, обмотка намотана проводом 0,6-0,8 мм и состоит из 15-20 Витков. Можно взять готовый дроссель из некоторых компьютерных блоков питания.

Конденсатор C1 отвечает за рабочую частоту встроенного в микросхему генератора, советуется запускать микросхему на частотах 40-60 кГц.

К стати, на указанной микросхеме реализуются и однотактные трансформаторные преобразователи напряжения, для получения более широкого диапазона выходного напряжения и обеспечения гальванической развязки. Мощность при этом тоже тоже можно поднять, ведь в таком случае выход микросхемы усилен мощным транзистором.

Адаптер для зарядки телефона в салоне автомобиля

Схемотехника рассматриваемого адаптера для зарядки от прикуривателя автомобиля не претендует на оригинальность и использует очень распространенную микросхему MC34063. Однако, печатная плата разработана под маленький корпус Z-43 и занимает мало места. Данный проект будет полезен тем, кто все же хотел бы самостоятельно изготовить зарядное устройство для телефона для автомобиля нежели покупать готовое устройство, так как суммарная стоимость устройств возможно будет одинаковой.

Итак, перейдем к схеме устройства:

Схема построена на микросхеме DC/DC преобразователя MC34063, микросхема используется в корпусе DIP-8, так как рассеиваемая мощность в таком корпусе чуть больше, чем в корпусе SO-8 — так чуть надежнее. Резисторы R2 и R3 образуют обратную связь с выходом схемы, как таковые резисторы образуют делитель напряжения. При этом на пятом выводе микросхемы всегда поддерживается напряжение 1,25 вольта, это значит, что выходное напряжение напрямую зависит от сочетания номиналов в делителе напряжения:

А из этого следует, что можно точно рассчитать выходное напряжение. Если нам нужно получить на выходе 5 вольт, то необходимо произвольно выбрать номинал одного резистора — пусть это будет 1000 Ом, тогда расчет другого резистора будет выглядеть так:

Если бы номиналы получались не столь «красивыми», то необходимо было бы задать в начале другой номинал и заново рассчитать второй резистор.

Резистор R1 используется на подобие предохранителя — при превышении номинального тока микросхемы он отключит ее. Так как номинал этого резистора мал, то его можно собрать из нескольких резисторов, подключенных в параллель друг другу. На печатной плате это предусмотрено. Конденсатор С3 задает частоту работы преобразователя. Остальные конденсаторы выполняют функцию фильтрации на входе и на выходе. Чем больше номинал конденсатора С5, тем меньше будут пульсации на выходе. Важным параметром у нас является миниатюрность, поэтому в схеме был использован конденсатор емкостью 1000 мкФ, выпаянный с материнской платы на 6.3 вольта. Диод VD1 должен быть быстрым (Шоттки). И дроссель должен выбираться также не только исходя из его индуктивности, но от тока, который он может пропускать длительное время без разрушения. В данной схеме дроссель рассчитанный на 1 ампер вполне подойдет. Разъем на выходе схемы ставится типа USB-A (мама). На входе ставится разъем обычный для питания подходящего диаметра для вас, тип разъема также мама. Таким образом на выходе можно подключить стандартный USB кабель для вашего телефона или другого устройства. Вход схемы подключается через переходник прикуривателя автомобиля. Вообще это дело можно немного упростить и подключить разъем прикуривателя просто подпаиванием проводов к плате, а не использовать разъем.

Как было указано, корпус используется Z-43. Печатная плата с установленными компонентами занимает все пространство корпуса. В корпусе необходимо сделать два отверстия — для USB разъема и для входного напряжения. На фото нижняя крышка немного подпилена для плотного закрывания по причине габаритов разъема для подключения прикуривателя. Небольшая притирка, так сказать. При условии отказа от использования разъема по входу напряжения занимаемый объем в корпусе немного уменьшится и отверстие можно сделать меньше для пропукания провода внутрь корпуса, чтобы подпаяться к контактам на плате. Данная вариация с разъемом зависит от того, что есть в наличии (мне было жалко резать провод прикуривателя, поэтому использовал такой разъем).

На печатной плате в Sprint Layout на синем слое (М1) обозначена перемычка. На готовой печатной плате эта перемычка выполнена синим проводом.

Готовый адаптер выглядит так:

Размер вполне компактный получился.

Адаптер в рабочем положении:

входное напряжение — 12 В
выходное напряжение — 5 В
частота преобразования — 85 кГц
ток выходной части — 500 мА (можно увеличить до 750 мА, заменив резистор R1 на 0,2 Ом — это будет максимальный ток, допустимый микросхемой)
КПД

К статье прилагается печатная плата в программе Sprint-Layout 6, а также проект протеус для симуляции работы схемы преобразователя.

Зарядные устройства для телефона в автомобиле, две схемы

Схема зарядного устройства показана на рисунке 2, это DC-DC преобразователь, дающий стабильное напряжение +5V при токе до 0,5А, и входном напряжении в пределах 7-18V. Посмотрев на схему, может возникнуть вопрос, — зачем такие сложности, когда, казалось бы, можно обойтись одной «кренкой»? Вопрос справедливый.

Действительно, аналогичное зарядное устройство можно сделать, например, по схеме на рисунке 1. И такая схема будет работать. Но, обратите внимание на то, что КР142ЕН5А это обычный линейный стабилизатор, и при входном напряжении 12V и токе нагрузки 0,5А мощность, которая будет рассеиваться на регулировочном транзисторе микросхемы КР142 ЕН5А может быть более 6W.

Микросхема будет нагреваться, потребуется достаточно объемный и тяжелый радиатор. Не говоря уже о низком КПД такой схемы.

Принципиальная схема

Рис. 1. Схема стабилизатора напряжения на +5В.

Рис. 2. Схема DC-DC преобразователя напряжения на микросхеме MC34063A.

Схема, показанная на рисунке 2 работает как импульсный источник, и при нормальном режиме работы рассеивает очень незначительную мощность.

Здесь совершенно нет ничего, чему требуется отвод тепла. Кроме того, что она имеет очень высокий КПД, такая схема позволяет собрать адаптер в виде очень легкой и компактной конструкции.

Конечно, есть и минус, — схема значительно сложнее, содержит много деталей, суммарная стоимость которых существенно больше цены КР142ЕН5А и пары конденсаторов.

Подключается «зарядка» к прикуривателю автомобиля. Диод VD1 на всякий случай защищает схему от неправильной полярности входного напряжения (вдруг прикуриватель меняли, и подключили неправильно). Стабилитрон VD2 — защита от коротких импульсов высокого напряжения, которые могут быть в сети не очень нового автомобиля.

На микросхеме А1 собраны основные узлы преобразователя, — генератор импульсов, регулятор их ширины и измерительный компаратор, сравнивающий выходное напряжениє с опорным, вырабатываемым внутренним стабилизатором микросхемы.

Вход компаратора, — вывод 5. На него подается напряжение с выхода схемы через делитель на резисторах R4-R6. Коэффициент деления зависит от положения движка подстроечного резистора R5. Этим резистором при настройке преобразователя устанавливают требуемое выходное напряжение (в данном случае это 5V).

Детали и печатная плата

Диод VD1 — любой выпрямительный кремниевый диод с допустимым прямым током не ниже 0,7А. VD2 — стабилитрон средней мощности, с напряжением стабилизации 20-30V.

VD3 — диод с барьером Шоттки с допустимым прямым током не ниже 2А. VD4 -стабилитрон средней мощности с напряжением стабилизации 5,0-5,6V. HL1 — любой индикаторный светодиод.

Обратите внимание, — у всех диодов и стабилитронов, типы которых указаны на схеме, пояском на корпусе отмечен КАТОД.

Конденсаторы С1 и С4 любые электролитические малогабаритные, например, К50-35 или JAMICON, с допустимым напряжением С1 — не ниже 20V, С4 — не ниже 6,ЗV.

Резисторы — обычные. Резисторы R1, R2, R3 можно заменить одним резистором мощностью 1W и сопротивлением 0,3 От. Резистор должен быть непроволочным.

Катушка L1 намотана на ферритовом кольце диаметром 16 мм, для намотки используется провод ПЭВ — 0,47. Число витков — 80. Намотка равномерно распределена по всей окружности кольца.

Все детали помещены на печатную плату, монтаж и разводка которой показаны на рисунке 3. Плата помещена в пластмассовый корпус размерами примерно 120x30x20 мм.

Рис. 3. Печатная плата для схемы преобразователя напряжения.

Со сторон торцов выходят два кабеля, один из которых оконечен стандартным разъемом для подключения переносной лампы к автомобильному прикуривателю, а второй -таким штекером, как у зарядного устройства вашего мобильного телефона.

Если все детали исправны и нет ошибок в монтаже, налаживание — это только регулировка выходного напряжения резистором R5.

Такую же схему можно использовать и для зарядки батареи МР-3 плейера, например, сделав выходной кабель с USB-разъемом можно заряжать аккумулятор МР3 плейера iPOD или другого аналогичного.

В принципе, на корпусе зарядного устройства можно установить какой-то разъем в качестве Х2, например, USB (+5V на контакт 1, -5V на контакт 4), и сделать несколько сменных кабелей (для телефона, радиостанции, МР-3 плейера и др ). Если нужно другое напряжение, соответственно, перенастройте делитель R4-R5-R6 и замените стабилитрон VD4.