Схемотехника зарядных устройств

Навеяно темой про смерть тайца, после того, как он поиграл в телефон с подключенным зарядным.

Будет около 5 картинок, поехали.

Итак, самый первый тип зарядника, самая простая схема.

При подключении в сетевое напряжение имеющиеся 220 вольт (или около того -10%+5% по стандартизации сетевого электричества) попадают в первый блок задача которого преобразовать переменное значение в постоянку. Минимальное исполнение резистор на 2-10 Ом (в качестве предохранителя), диодный выпрямитель и сглаживающий конденсатор. По желанию производителя, может быть варистор/супрессор (при появлении в сети 380 вместо 220, закорачивает собой схему сжигая предохранитель), предохранитель, нагрузочный резистор параллельно конденсатору и сглаживающий фильтр в виде катушки индуктивности. На выходе этого блока получаем около 310 вольт постоянки.

Дальше эти 300 вольт попадают в Блок управления на транзисторах (так называемые ключи, их задача подавать напряжение на первичную обмотку трансформатора)исполнение либо на 1 транзисторе либо на 2 (полумостовая схема). за формирование сигналов управления используются либо схема блокинг-генератора, либо мультивибратора. Которые генерируют прямоугольные импульсы с частотой от 30кГц. (есть и под 200кГц)

Далее это высокое напряжение поступает на ферритовый трансформатор, обусловлено это что феррит на высоких частотах (опять же смотреть марку феррита) имеет более высокую магнитопроницаемость материала на высоких частотах, вследствие чего, размеры по сравнению с обычными на железных сердечниках намного меньше. Трансформатор преобразует высокое напряжение на первичной обмотке, в около 5 вольтовое на выходе, которое поступает в конечный блок выпрямителя (исполнение почти такое же как и входной блок, только напряжение поменьше и форма импульсов).

Данный блок питания может иметь наклейку 5V1А, если проверить напряжение на тестере в ХХ, спокойно покажет около 7вольт. При нагрузке в 1А покажет честные 5 вольт, при нагрузке в 2А, будет показывать около 3-3,5 вольт. Так как схема работает на честном слове.

Вторая схема в отличии от первой уже имеет отдельный блок формирования и управления импульсов, так называемая Широко-импульсная модуляция, дополнительно трансформатор имеет дополнительную обмотку, через который блок контролирует нагрузку на трансформаторе и в зависимости от проседания напряжения на своей обмотке начинает увеличивать ширину импульса, из-за чего выходное напряжение начинает увеличиваться...

Коротко и ШИМ модуляции, скважность это соотношение времени присутствия сигнала и его отсутствие, в блоках управления используется около 25% при разбросе от 1 до 50% (в зависимости от уровня входного и выходного напряжения). Так в 220 сети импульсы будут составлять 25% ШИМ, а при 110 вольтах уже под 50% ( есть и такие зарядные устройства, работающие и 110/200 сетевого без переключения) Иными словами схема имеет некоторый запас на стабилизацию значений по входу и выходу...

Третья схема уже берет контроль от выходного блока, иными словами контролирует 5 вольт-/+5%, при просаживании напряжения в нагрузке на выходе, блок ШИМ заставляет ключи (транзисторы быть открытыми чуть больше, тем самым выравнивая выходное напряжение)

Ну и эпогеем всего этого является последняя схема с гальванической развязкой по управлению, ШИМ как правило имеет уже микросхему отвечающую за стабилизированный уровень напряжения, которая сверяется с выходным напряжением и делает поправки на управление, Гальваническая развязка исполняется либо на втором трансформатере (еще меньше чем основной) либо на оптопаре (фототранзистор и светодиод в одном корпусе). Что исключает попадание высокого напряжения во вторичную часть схемы.