Diagrama simples do circuito do carregador de celular – 5V de 230V AC

Como fazer um carregador de celular simples – diagrama de circuito de 5V DC de 230V AC

Você já pensou em como funciona um carregador de celular ou como um pequeno dispositivo pode converter 220 – 230 volts de alimentação CA em 5 volts ou voltagens desejadas? Neste projeto, vamos explicar sobre o circuito que é usado para carregar seus dispositivos de telefone com segurança, convertendo 220 volts de alimentação CA em tensão de alimentação de seu telefone celular.

Hoje os carregadores de celular vêm com diferentes fontes de alimentação no mercado. Neste projeto, faremos um circuito que será usado para obter alimentação CC regulada de 5 volts a partir de 220 volts de alimentação CA. Este circuito também pode ser usado como fonte de alimentação para outros dispositivos, breadboards, microcontroladores e CIs.

Há basicamente quatro etapas envolvidas na fabricação de um carregador de celular. O primeiro passo é reduzir os 220 volts de alimentação CA para uma pequena tensão. A segunda etapa envolve a retificação de CA em CC usando um retificador de ponte de onda completa. Uma vez que a tensão DC obtida na segunda etapa, contém ondulação AC que é removida usando o processo de filtração. A última etapa é a regulação de tensão na qual o IC 7805 é usado para fornecer alimentação CC regulada de 5 volts.

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Circuito do carregador de celular

Componentes obrigatórios

• 9-0-9 1 Um transformador abaixador
• Diodos
• Capacitores – 1000 µF e 0,01 µF
• Regulador de tensão IC 7805

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9-0-9 Desativar o Transformer

9-0-9 é um transformador abaixador com derivação central. Em um transformador de derivação central, um fio é conectado exatamente no ponto médio do enrolamento secundário do transformador e mantido em zero volts conectando-o à corrente neutra. Este transformador 9-0-9 converte 220 volts de alimentação CA em 9 volts de CA.

Esta técnica ajuda o transformador a fornecer duas tensões de saída separadas iguais em magnitude, mas opostas em polaridade. O funcionamento neste transformador é muito semelhante ao de um transformador normal (enrolamento primário e secundário). A tensão primária induzirá a tensão devido à indução magnética no enrolamento secundário, mas por causa de um fio no centro do enrolamento secundário, podemos obter duas tensões.

Este tipo de transformador abaixador é usado principalmente em circuitos retificadores, convertendo a tensão de alimentação CA em tensão CC.

Do diagrama acima pode-se ver que obtemos duas tensões V_A e V_B de três fios e o fio neutro é conectado ao terra, portanto, este transformador também é chamado de transformador de três fios bifásico.

Uma tensão que obtemos conectando a carga entre a linha 1 e entre a linha 2 e o neutro. Se a carga estiver conectada diretamente entre a linha 1 e a linha 2, obteremos a tensão total que é a soma de duas tensões.

Seja Np, Na e N_B ser o número de voltas na bobina primária, primeira metade da bobina secundária e segunda metade da bobina secundária, respectivamente. Seja V_P seja a tensão na bobina primária, enquanto V_A e V_B seja a tensão na primeira metade da bobina secundária e na segunda metade da bobina secundária, respectivamente. Podemos calcular tensões V_A e V_B usando a 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

A principal diferença entre um transformador de derivação normal e um de derivação central é que em um transformador normal obtemos apenas um tipo de tensão enquanto que em um transformador de derivação central temos duas tensões.

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Retificador de ponte de onda completa

Um retificador de ponte de onda completa é uma configuração que é usada com corrente alternada (AC) como entrada e converte ambos os ciclos em seu período de tempo em corrente contínua (DC). Consiste em quatro diodos conectados como ponte, conforme mostrado no diagrama de circuito. Este processo de conversão de meias ondas de corrente alternada em corrente contínua é conhecido como retificação.

Operação do Circuito da Ponte:

Vamos considerar um período de tempo (T) da onda AC. A primeira metade do ciclo de entrada AC (0 a T/2) é positiva, enquanto a segunda metade é negativa (T/2 a T). Queremos converter a metade negativa em metade positiva.

Então, mantemos a primeira metade do ciclo como está e convertemos a segunda metade em metade positiva usando quatro diodos (D₁ , D₂ , D₃ e D₄ ) como mostrado no diagrama de circuito. Os diodos conduzem apenas na condição de polarização direta e não conduzem na condição de polarização reversa.

Durante os primeiros diodos de meio ciclo positivos D₂ e D₃ vem em polarização direta e conduz devido ao qual obtemos o mesmo ciclo positivo que a saída. Durante os diodos de meio ciclo negativo D₁ e D₄ vem em polarização direta e conduz o que dá a meia onda positiva semelhante ao primeiro meio ciclo como saída. Então é assim que cada meia onda negativa será retificada em meia onda positiva. Esta saída será posteriormente alimentada a um filtro para o processo de filtração.

Este retificador de ponte de onda completa tem várias aplicações. É usado principalmente em circuitos como motores de alimentação ou LEDs. Também é usado no fornecimento de tensão DC constante e polarizada em soldagem elétrica. Também é usado na detecção da amplitude dos sinais de rádio modulantes.

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Filtragem

Após a retificação de AC, a saída que alcançamos não é uma DC adequada. É uma saída DC pulsante com um alto fator de ondulação. Não podemos alimentar essa saída em nosso telefone celular, pois isso danifica nosso dispositivo facilmente, pois não é uma fonte DC de estado estável.

A saída CC pulsante após a retificação tem duas vezes a frequência da entrada de alimentação CA. Esta saída DC pulsante de alta ondulação pode ser convertida em uma saída DC adequada usando capacitores de suavização. Ao conectar um capacitor em paralelo à carga, diminui as ondulações e aumenta o nível médio de saída CC.

Funcionamento e operação do circuito de carregamento de celular:

Quando a saída DC pulsante de alta ondulação é alimentada através do capacitor, ele carrega até que a onda atinja sua posição de pico. Quando a onda começa a diminuir de sua posição de pico, o capacitor se descarrega e tenta manter o nível de tensão da saída estável e a onda de saída não vai para o nível mais baixo e, portanto, cria uma tensão de alimentação CC adequada.

Vamos calcular o valor de capacitância que deve ser usado para filtragem.

A capacitância pode ser calculada usando a fórmula:C =(I*t)/V, onde

• C =Capacitância a ser calculada
• I =Corrente máxima de saída (suponha 500mA)
• t =Período de tempo
• V =tensão de saída de pico após filtração.

Como a tensão CA de entrada é de 50 Hertz, a forma de onda de saída após a retificação terá o dobro da frequência da alimentação CA de entrada. Portanto, a frequência (f) de ondulação é 100Hz.

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

A saída a ser alimentada ao regulador de tensão é de 7 volts (5 volts dc saída + 2 volts a mais do que o necessário) que deve ser deduzido do pico de tensão de saída. O transformador 9-0-9 fornece o valor RMS de 9 volts, então o valor de pico será √2 x tensão RMS. Em um ciclo estamos usando dois diodos. A queda de tensão em um diodo é de 0,7 volts, portanto, 1,4 volts em 2 diodos. Então, finalmente

Tensão de saída de pico (V) =9 V x 1,414 V – 1,4 V – 7 V =4,33 volts.

Portanto,

C =Q / V … (onde Q =I x t)

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

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Regulamento de tensão IC 7805

IC 7805 é um regulador de voltagem que fornece saída regulada de 5 volts DC. A tensão de operação do IC 7805 é de 7 volts a 35 volts. Portanto, a tensão de entrada mínima fornecida deve ser de pelo menos 7 volts. A faixa de tensão de saída é de 4,8 volts a 5,2 volts e a corrente nominal é de 1 Amperes.

Uma vez que a diferença entre a tensão de entrada e saída é de 2 volts, o que é uma diferença significativa. Essa diferença de tensão entre entrada e saída é liberada como calor e quanto maior a diferença, mais calor é dissipado. Portanto, um dissipador de calor adequado deve ser conectado ao regulador de tensão para evitar seu mau funcionamento.

Calor gerado =(tensão de entrada – tensão de saída) x corrente de saída

Por exemplo, se a tensão de entrada for 12 volts e a tensão de saída for 5 volts com corrente de saída de 500m Amperes. Então o calor gerado é (12V – 5V) x 0.5mA =3.5 Watts. Assim, um dissipador de calor pode ser conectado que pode absorver calor de 3,5 watts de potência para evitar danos ao IC.

7805 regulador de tensão IC significa dois significados:“78” significa positivo e “05” significa 5 volts, portanto, este IC é usado para fornecer alimentação CC positiva de 5 volts. Este IC tem apenas 3 pinos:um para entrada, segundo para terra e terceiro para saída. Uma capacitância de 0,01µF é conectada na saída deste regulador de tensão 7805 para elemento o ruído gerado devido às mudanças transitórias na tensão.

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Conclusão

Compreendendo os procedimentos acima, você pode projetar seu próprio carregador de celular de saída desejada. Mudanças necessárias serão necessárias nas classificações do transformador, como você precisa escolher o transformador que pode diminuir para a tensão apropriada.

O processo de retificação será semelhante, pois apenas converterá metade negativa em metade positiva. O cálculo para o capacitor necessário no processo de filtragem deve ser calculado adequadamente especialmente para carregador de celular. A diferença entre a tensão de entrada e saída do regulador de tensão 7805 deve ser mantida em consideração e o dissipador de calor deve ser projetado de acordo.