Diagrama del circuito del cargador de teléfono celular simple:5 V desde 230 V CA

Cómo hacer un cargador de teléfono celular simple:diagrama de circuito de 5 V CC a 230 V CA

¿Alguna vez ha pensado en cómo funciona un cargador de teléfono celular o cómo un dispositivo pequeño puede convertir 220 – 230 voltios de suministro de CA en 5 voltios o en los voltajes deseados? En este proyecto, explicaremos sobre el circuito que se usa para cargar sus dispositivos telefónicos de manera segura al convertir 220 voltios de suministro de CA en la clasificación de suministro de voltaje de su teléfono celular.

Hoy en día los cargadores de teléfonos celulares vienen con diferentes fuentes de alimentación en el mercado. En este proyecto, haremos un circuito que se usará para obtener un suministro de CC regulado de 5 voltios a partir de un suministro de CA de 220 voltios. Este circuito también se puede utilizar como fuente de alimentación para otros dispositivos, placas de pruebas, microcontroladores e circuitos integrados.

Básicamente hay cuatro pasos involucrados en la fabricación de un cargador de teléfono celular. El primer paso es reducir los 220 voltios del suministro de CA a un voltaje pequeño. El segundo paso consiste en la rectificación de CA en CC mediante el uso de un puente rectificador de onda completa. Dado que el voltaje de CC obtenido en el segundo paso, contiene una ondulación de CA que se elimina mediante un proceso de filtración. El último paso es la regulación de voltaje en el que se utiliza IC 7805 para proporcionar un suministro de CC regulado de 5 voltios.

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Circuito del cargador del teléfono celular

Componentes necesarios

• 9-0-9 1 A transformador reductor
• Diodos
• Condensadores:1000 µF y 0,01 µF
• Regulador de voltaje IC 7805

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Transformador reductor 9-0-9

9-0-9 es un transformador reductor de derivación central. En un transformador de derivación central, se conecta un cable exactamente en el punto medio del devanado secundario del transformador y se mantiene a cero voltios conectándolo a la corriente neutra. Este transformador 9-0-9 convierte 220 voltios de suministro de CA en 9 voltios de CA.

Esta técnica ayuda al transformador a proporcionar dos voltajes de salida separados de igual magnitud pero de polaridad opuesta. El funcionamiento de este transformador es muy similar al de un transformador normal (arrollamiento primario y secundario). El voltaje primario inducirá el voltaje debido a la inducción magnética en el devanado secundario, pero debido a un cable en el centro del devanado secundario, podemos obtener dos voltajes.

Este tipo de transformador reductor se usa principalmente en circuitos rectificadores al convertir el voltaje de suministro de CA en voltaje de CC.

Del diagrama anterior se puede ver que obtenemos dos voltajes V_A y V_B de tres cables y el cable neutro está conectado a tierra, por lo que este transformador también se denomina transformador bifásico de tres cables.

Un voltaje lo obtenemos conectando la carga entre la línea 1 y entre la línea 2 al neutro. Si la carga está conectada directamente entre la línea 1 y la línea 2, obtenemos el voltaje total, que es la suma de dos voltajes.

Sean Np, Na y N_B sea ​​el número de vueltas en la bobina primaria, la primera mitad de la bobina secundaria y la segunda mitad de la bobina secundaria, respectivamente. Sea V_P Sea el voltaje a través de la bobina primaria mientras que V_A y V_B Sea el voltaje a través de la primera mitad de la bobina secundaria y la segunda mitad de la bobina secundaria, respectivamente. Podemos calcular voltajes V_A y V_B usando la fórmula:

• V_A =(N_A / N_P ) x V_P
• V_B =(N_B / N_P ) x V_P
• V_Total =V_A + V_B

La principal diferencia entre un transformador de derivación central y uno normal es que en un transformador normal solo obtenemos un tipo de voltaje, mientras que en un transformador de derivación central tenemos dos voltajes.

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Rectificador de puente de onda completa

Un puente rectificador de onda completa es una configuración que se usa para tomar corriente alterna (CA) como entrada y convierte ambos ciclos en su período de tiempo en corriente continua (CC). Consta de cuatro diodos conectados en puente como se muestra en el diagrama del circuito. Este proceso de convertir medias ondas de corriente alterna en corriente continua se conoce como rectificación.

Operación del Circuito Puente:

Consideremos un período de tiempo (T) de la onda CA. La primera mitad del ciclo de CA de entrada (0 a T/2) es positiva mientras que la segunda mitad es negativa (T/2 a T). Queremos convertir la mitad negativa en mitad positiva.

Así que mantenemos la primera mitad del ciclo como está y convertimos la segunda mitad en una mitad positiva usando cuatro diodos (D₁ , D₂ , D₃ y D₄ ) como se muestra en el diagrama del circuito. Los diodos conducen solo en condiciones de polarización directa y no conducen en condiciones de polarización inversa.

Durante el primer medio ciclo positivo diodos D₂ y D₃ viene en polarización directa y conduce debido a lo cual obtenemos el mismo ciclo positivo que la salida. Durante el medio ciclo negativo diodos D₁ y D₄ viene en polarización directa y conduce lo que da la media onda positiva similar al primer medio ciclo como salida. Así es como cada media onda negativa se rectificará en media onda positiva. Esta salida se alimentará a un filtro para el proceso de filtración.

Este puente rectificador de onda completa tiene varias aplicaciones. Se utiliza principalmente en circuitos como motores de alimentación o LED. También se utiliza para suministrar voltaje de CC constante y polarizado en soldadura eléctrica. También se utiliza para detectar la amplitud de las señales de radio moduladoras.

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Filtración

Después de la rectificación de CA, la salida que logramos no es una CC adecuada. Es una salida de CC pulsante con un alto factor de ondulación. No podemos alimentar esta salida a nuestro teléfono celular ya que daña nuestro dispositivo fácilmente ya que no es un suministro de CC de estado estable.

La salida de CC pulsante después de la rectificación tiene el doble de frecuencia que la entrada de suministro de CA. Esta salida de CC pulsante de alta ondulación se puede convertir en una salida de CC adecuada mediante el uso de condensadores de suavizado. Al conectar un capacitor en paralelo a la carga, se reducen las ondas y aumenta el nivel de salida de CC promedio.

Funcionamiento y operación del circuito de carga del teléfono móvil:

Cuando la salida de CC pulsante de alta ondulación se alimenta a través del condensador, se carga hasta que la onda alcanza su posición máxima. Cuando la onda comienza a disminuir desde su posición máxima, el capacitor se descarga y trata de mantener constante el nivel de voltaje de la salida y la onda de salida no baja al nivel más bajo y, por lo tanto, crea un voltaje de suministro de CC adecuado.

Calculemos el valor de la capacitancia que debe usarse para la filtración.

La capacitancia se puede calcular usando la fórmula:C =(I*t)/V, donde

• C =Capacidad a calcular
• I =Corriente de salida máxima (supongamos 500 mA)
• t =Período de tiempo
• V =voltaje de salida pico después de la filtración.

Dado que el voltaje de CA de entrada es de 50 Hertz, la forma de onda de salida después de la rectificación tendrá el doble de la frecuencia del suministro de CA de entrada. Por lo tanto, la frecuencia (f) de ondulación es de 100 Hz.

Período de tiempo (t) =1/f =1/100 =0,01 =10 ms.

La salida que se alimentará al regulador de voltaje es de 7 voltios (5 voltios de salida de CC + 2 voltios más de lo requerido) que se deducirá del voltaje máximo de salida. El transformador 9-0-9 proporciona el valor RMS de 9 voltios, por lo que el valor máximo será √2 x voltaje RMS. En un ciclo estamos usando dos diodos. La caída de voltaje en un diodo es de 0,7 voltios, por lo tanto, 1,4 voltios en 2 diodos. Así que finalmente

Voltaje de salida máximo (V) =9 V x 1,414 V – 1,4 V – 7 V =4,33 voltios.

Por lo tanto,

C =Q / V … (donde Q =I x t)

C =(0,5 A x 0,01 ms) / 4,33 V =1154 µF (que es aproximadamente 1000 µF).

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Regulación de voltaje IC 7805

IC 7805 es un regulador de voltaje que proporciona una salida de CC regulada de 5 voltios. El voltaje de funcionamiento del IC 7805 es de 7 voltios a 35 voltios. Por lo tanto, el voltaje de entrada mínimo suministrado debe ser de al menos 7 voltios. El rango de voltaje de salida es de 4,8 voltios a 5,2 voltios y la corriente nominal es de 1 amperio.

Dado que la diferencia entre el voltaje de entrada y salida es de 2 voltios, lo cual es una diferencia significativa. Esta diferencia de voltaje entre la entrada y la salida se libera como calor y cuanto mayor es la diferencia, más calor se disipa. Por lo tanto, se debe conectar un disipador de calor adecuado al regulador de voltaje para evitar su mal funcionamiento.

Calor generado =(voltaje de entrada – voltaje de salida) x corriente de salida

Por ejemplo, si el voltaje de entrada es de 12 voltios y el voltaje de salida es de 5 voltios con una corriente de salida de 500 m amperios. Luego, el calor generado es (12 V – 5 V) x 0,5 mA =3,5 vatios. Por lo tanto, se puede conectar un disipador de calor que puede absorber calor de 3,5 vatios de potencia para evitar que se dañe el circuito integrado.

El IC del regulador de voltaje 7805 tiene dos significados:"78" significa positivo y "05" significa 5 voltios, por lo tanto, este IC se usa para suministrar un suministro de CC positivo de 5 voltios. Este IC tiene solo 3 pines:uno para entrada, segundo para tierra y tercero para salida. Se conecta una capacitancia de 0,01 µF a través de la salida de este regulador de voltaje 7805 para eliminar el ruido generado debido a los cambios transitorios en el voltaje.

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Conclusión

Al comprender los procedimientos anteriores, puede diseñar su propio cargador de teléfono celular de salida deseada. Se requerirán los cambios necesarios en las clasificaciones de los transformadores, como elegir un transformador que pueda reducirse al voltaje adecuado.

El proceso de rectificación será similar, ya que solo convertirá la mitad negativa en mitad positiva. El cálculo del condensador requerido en el proceso de filtración debe calcularse correctamente, especialmente para el cargador de teléfonos móviles. Debe tenerse en cuenta la diferencia entre el voltaje de entrada y salida del regulador de voltaje 7805 y el disipador de calor debe diseñarse en consecuencia.