Здравствуйте, друзья! С вами команда Малконс Инженерия. В этом видео мы поговорим о зарядном устройстве для телефона. Если мы обратим внимание на бирку блока питания, то увидим, что он преобразует 220 Вольт переменного тока в 5 Вольт постоянного тока.
Но для начала давайте заглянем внутрь устройства. И так, что мы тут имеем? Диоды, конденсаторы, транзисторы, резисторы на лицевой части платы, а также резисторы на обратной стороне. Кроме этого, у нас присутствует трансформатор и оптопара.
Но для лучшего понимания нам нужно немного перестроить нашу схему. Сама схема начинается с питающих проводов, где красный является фазным, а синий - нулевым. После чего располагается резистор, котрый является плавким и сгорает в случае перегрузки. Далее располагается диодный мост, состоящий из четырех диОдов N4007, а также конденсАтор на 450 вольт и 2, 2 микрофарад. С помощью такой схемы мы можем преобразовать переменный ток в постоянный. Чуть позже мы рассмотрим это подробнее.
После этого идет схема генератора, которая преобразует постоянный ток в высокочастотный. переменный ток от 15 до 50 килогЕрц. В нее входит транзистор S8050, транзистор T13001, диод N4148, а также конденсатор на 50 вольт и 22 микрофарада.
Кроме этого, сюда входит фототранзистор оптрона.
Затем располагается трансформатор, у которого имеется три обмотки: первичная, вторичная и вспомогательная. Вторичная обмотка используется для понижения напряжение, тогда как вспомогательная обмотка используется для запуска цепи генератора. На выходе со вторичной обмотке у нас имеется диод шотки 1N5819 совместно с конденсатором на 10 Вольт и 470 микрофарад.
На этом участке переменный ток преобразуется в постоянный. Также в качестве индикации работы цепи у нас располагается светодиод.
И, наконец, мы имеем обратную связь в виде оптопары PC817C и стабилитрона на 4, 2 вольта. Сам оптрон используется для бесконтактной передачи сигнала и состоит из двух электронных компонентов, один из которых является фототранзистором, а второй - инфракрасным светодиодом. Принцип его работы очень прост. При работе светодиода его лучи попадают на фототранзистор, тем самым включая его.
А еще есть конденсатор на 102 нанофарад, который подключен между первичной и вторичной землей и предотвращает электромагнитные помехи.
Теперь вернемся в начала цепи и подадим напряжение. В качестве индикации я буду отмечать положительное напряжение зеленым, а отрицательное - синим. На входе график напряжения представляет из себя синусоидальную волну в 220 Вольт и частотой в 60 Герц. После диодного моста мы получаем срезанную синусоидальную волну. Далее, благодаря конденсатору на выходе мы имеем неидеальное постоянное напряжение.
Затем постоянный ток, через резистор на 2 мегаом попадает на базу транзистора T13001, что приводит к его включению. Из за сопротивления транзистор открывается лишь частично. В связи с этим, через первичную обмотку трансформатора проходит низкий ток. При этом, на вспомогательной обмотке генерируется низкое напряжение. Одновременно с этим, от вспомогательной катушки заряжаться конденсатор, который, в свою очередь, после полной зарядки открывает транзистор целиком. Это приводит к включению транзистора номер 2, который шунтирует транзистор номер 1, тем самым отключая его. После отключения транзистора номер 1, ток к транзистору номер 2 прекращает поступать, и процесс повторяется. Такие переключения происходят с частотой от 15 до 50 килогтрц, что в 1000 раз быстрее, чем на выходе с диодного моста.
Теперь заморозим работу цепи выпрямителя и рассмотрим работу другого участка цепи. В это время, напряжение от вспомогательной катушки, проходя диод, начинает заряжать конденсатор. Одновременно с этим напряжение попадает на оптопару. В нашем случае, благодаря диоду и конденсатору, переменное напряжение преобразуется в постоянное.
Аналогично, напряжение генерируется на вторичной катушки. Далее, как мы уже видели, с помощью диода Шотки и конденсатора, переменное напряжение преобразуется в постоянное. Но что делать, если напряжение будет привышать 5 вольт?
В нашем случае, когда напряжение достигает 4, 2 вольта, стабилитрон включается, и позволяет току протекать к оптопаре. Однако, при этом благодаря стабилитрону, напряжение падает на 4, 2 вольта, и светодиод на оптопаре не включается, так как для включения светодиода требуется около 0, 8 вольт. Однако, как только напряжение достигает более 5 вольт, включается светодиод оптопары, вместе с чем включается и фототранзистор оптопары. Теперь фототранзистор включен, и ток может протекать к транзистору номер 2. Такое действие включает его. Когда транзистор номер 2 включается, он шунтирует транзистор номер 1, который, в свою очередь, прекращает протекания тока в первичной обмотке. Далее напряжение на вторичной обмотке падает ниже пяти вольт. Стабилитрон и оптопара отклбючается, и цепь продолжает нормальную работу.
Остается вопрос: зачем такие сложности, если мы можем просто напросто преобразовать переменный ток в постоянный? Это связано с тем, что трансфораторы и конденсаторы, работающие на частоте 50 Герц, имеют внушительные размеры, что сказалось бы на размере зарядного устройства. Поэтому, в зарядном устройстве частота 50 Герц превращается в 50 килогерц. Это уменьшает размер трансформатора и конденсатора, необходимого в цепи. По этой причине, чтобы изменить частоту переменного тока, сначала нам нужно преобразовать переменное напряжение в постоянное, затем снова в переменное и, наконец, снова в постоянное.