I telefoni cellulari generalmente si caricano con un'alimentazione CC regolata a 5 V, quindi fondamentalmente costruiremo un'alimentazione CC regolata a 5 V da 220 CA. Questa alimentazione CC può essere utilizzata per caricare i cellulari nonché la fonte di alimentazione per circuiti digitali, circuiti breadboard, circuiti integrati, microcontrollori ecc.
Puoi anche costruire 6 V CC, 9 V, 12 V, 15 V ecc. Utilizzando un trasformatore, un condensatore e un regolatore di tensione adeguati. Il concetto di base rimane lo stesso, devi solo organizzare un dissipatore di calore per una tensione e una corrente più elevate.
Questo circuito consiste principalmente in un trasformatore step-down, un raddrizzatore a ponte a onda intera e un regolatore di tensione a 5V IC (7805). Possiamo dividere questo circuito in quattro parti: (1) Riduzione della tensione CA (2) Rettifica (3) Filtrazione (4) Regolazione della tensione.
1. Ridurre la tensione CA
Poiché stiamo convertendo 220 V CA in 5 V CC, per prima cosa abbiamo bisogno di un trasformatore step-down per ridurre tale alta tensione. Qui abbiamo usato il trasformatore step-down 9-0-9 1A, che converte 220V AC in 9V AC. Nel trasformatore ci sono bobine primarie e secondarie che aumentano o diminuiscono la tensione in base al numero di giri nelle bobine.
La selezione del trasformatore appropriato è molto importante. La corrente nominale dipende dal requisito di corrente del circuito di carico (circuito che utilizzerà la CC di generazione). La tensione nominale dovrebbe essere superiore alla tensione richiesta. Significa che se abbiamo bisogno di 5 V CC, il trasformatore dovrebbe avere almeno un valore nominale di 7 V, perché il regolatore di tensione IC 7805 richiede almeno 2 V in più, ovvero 7 V per fornire una tensione di 5 V.
2. Rettifica
La rettifica è il processo di rimozione della parte negativa della corrente alternata (CA), producendo quindi la CC parziale. Ciò può essere ottenuto utilizzando 4 diodi. I diodi consentono alla corrente di fluire solo in una direzione. Nella prima metà del ciclo di AC i diodi D2 e D3 sono polarizzati in avanti e D1 e D4 sono polarizzati inversamente, e nella seconda metà del ciclo (metà negativa) i diodi D1 e D4 sono polarizzati in avanti e D2 e D3 sono polarizzati invertiti. Questa combinazione converte il semiciclo negativo in positivo.
Sul mercato è disponibile un componente raddrizzatore a ponte a onda intera, che consiste nella combinazione di 4 diodi internamente. Qui abbiamo usato questo componente.
3. Filtrazione
L'uscita dopo la rettifica non è una CC corretta, è un'uscita di oscillazione e ha un fattore di ondulazione molto alto. Non abbiamo bisogno di quell'uscita pulsante, per questo usiamo il condensatore. Carica del condensatore fino a quando la forma d'onda raggiunge il suo picco e scarica nel circuito di carico quando la forma d'onda si abbassa. Quindi, quando l'uscita sta andando bassa, il condensatore mantiene la corretta alimentazione di tensione nel circuito di carico, creando così la CC. Ora come calcolare il valore di questo condensatore di filtro. Ecco le formule:
C = I * t / V
C = capacità da calcolare
I = Corrente di uscita massima (diciamo 500mA)
t = 10 ms, Otterremo un'onda di frequenza di 100 Hz dopo aver convertito 50 Hz CA in CC, attraverso il raddrizzatore a ponte a onda intera. Quando la parte negativa dell'impulso viene convertita in positiva, un impulso verrà conteggiato due. Quindi il periodo di tempo sarà 1/100 = 0,01 secondo = 10 ms
V = tensione di picco - tensione fornita al regolatore di tensione IC (+2 in più rispetto a quella nominale significa 5 + 2 = 7)
9-0-9 è il valore RMS delle trasformazioni, quindi la tensione di picco è Vrms * 1,414 = 9 * 1,414 = 12,73 v
Ora 1,4 V verrà rilasciato su 2 diodi (0,7 per diodo) poiché 2 saranno polarizzati in avanti per la semionda.
Quindi 12,73 - 1,4 = 11,33 v
Quando il condensatore si scarica nel circuito di carico, deve fornire da 7v a 7805 IC per funzionare, quindi alla fine V è:
V = 11,33 - 7 = 4,33 v
Quindi ora C = I * t / V
C = 500 mA * 10 ms / 4,33 = 0,5 * 0,01 / 4,33 = 1154 uF ~ 1000 uF
4. Regolazione della tensione
Un regolatore di tensione IC 7805 viene utilizzato per fornire una CC 5v regolata. La tensione di ingresso deve essere 2 volt in più rispetto alla tensione di uscita nominale per il corretto funzionamento dell'IC, significa che sono necessari almeno 7 V, sebbene possa funzionare in un intervallo di tensione di ingresso di 7-20 V. I regolatori di tensione hanno tutti i circuiti al suo interno per fornire una CC regolata adeguata. Un condensatore da 0,01uF dovrebbe essere collegato all'uscita del 7805 per eliminare il rumore, prodotto dalle variazioni transitorie di tensione.
Ecco lo schema elettrico completo per il circuito del caricatore del telefono cellulare:
Devi stare molto attento mentre costruisci questo circuito, poiché qui è coinvolta la rete CA 220V.