简单的手机充电器电路图 - 5V 从 230V AC

如何制作一个简单的手机充电器——230V AC 5V DC的电路图

您是否想过手机充电器的工作原理或小型设备如何将 220 – 230 伏交流电源转换为 5 伏或所需电压？在这个项目中，我们将通过将 220 伏交流电源转换为手机的额定电压来解释用于为手机设备安全充电的电路。

今天的手机充电器市面上有不同的电源。在这个项目中，我们将制作一个电路，用于从 220 伏交流电源中获得 5 伏稳压直流电源。该电路还可以用作其他设备、面包板、微控制器和IC的电源。

制作一个手机充电器基本上有四个步骤。第一步是将 220 伏交流电源降压为小电压。第二步涉及使用全波桥式整流器将交流电整流为直流电。由于在第二步中获得的直流电压包含交流纹波，该纹波通过过滤过程去除。最后一步是电压调节，使用 IC 7805 提供 5 伏稳压直流电源。

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手机充电器电路

需要的组件

• 9-0-9 1 降压变压器
• 二极管
• 电容器 – 1000 µF 和 0.01 µF
• 稳压器 IC 7805

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9-0-9 Step down Transformer

9-0-9 是一个中心抽头降压变压器。在中心抽头变压器中，一根导线精确地连接在变压器次级绕组的中点，并通过将其连接到中性电流来保持零伏。这款 9-0-9 变压器将 220 伏交流电源转换为 9 伏交流电源。

这种技术帮助变压器提供两个独立的输出电压，其幅度相等但极性相反。该变压器的操作与普通变压器（初级和次级绕组）非常相似。由于次级绕组中的磁感应，初级电压会感应出电压，但由于次级绕组中心有一根导线，我们能够获得两个电压。

这种降压变压器主要用于整流电路，将交流电源电压转换成直流电压。

从上图中可以看出，我们从三根线得到两个电压VA和VB，中性线接地，因此这种变压器也称为两相三线变压器。

我们通过将线路 1 之间和线路 2 之间的负载连接到中性线来获得一个电压。如果负载直接连接在线路 1 和线路 2 之间，那么我们得到的总电压是两个电压之和。

设Np、Na和NB分别为初级线圈、次级线圈前半部分和次级线圈后半部分的匝数。令 VP 为初级线圈两端的电压，而 VA 和 VB 分别为次级线圈前半部分和次级线圈后半部分的电压。我们可以使用公式计算电压VA和VB：

• VA =(NA / NP) x VP
• VB =(NB / NP) x VP
• VTotal =VA + VB

普通变压器和中心抽头变压器之间的主要区别在于，在普通变压器中我们只得到一种电压，而在中心抽头变压器中我们得到两种电压。

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全波桥式整流器

全波桥式整流器是一种将交流电（AC）作为输入并将其时间段内的两个周期转换为直流电（DC）的装置。它由四个二极管组成，如电路图所示。这种将交流电半波转换为直流电的过程称为整流。

桥接电路的操作：

让我们考虑交流波的一个时间段（T）。输入 AC 周期的前半部分（0 到 T/2）为正，而后半部分为负（T/2 到 T）。我们要将负半部分转换为正半部分。

所以我们保持循环的前半部分不变，然后使用四个二极管（D1、D2、D3 和 D4）将后半部分转换为正半部分，如电路图所示.二极管仅在正向偏置条件下导通，在反向偏置条件下不导通。

在第一个正半周期二极管 D2 和 D3 进入正向偏置并导通，因此我们得到与输出相同的正周期。在负半周期期间，二极管 D1 和 D4 进入正向偏压并导通，从而产生类似于前半周期的正半波作为输出。所以这就是每个负半波将被整流成正半波的方式。该输出将进一步送入过滤器进行过滤。

这款全波桥式整流器有多种应用。它主要用于为电机或 LED 供电等电路。它也用于在电焊中提供稳定的极化直流电压。它还用于检测调制无线电信号的幅度。

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过滤

交流整流后，我们得到的输出不是正常的直流。它是具有高纹波系数的脉动直流输出。我们不能将此输出输入我们的手机，因为它不是稳态直流电源，很容易损坏我们的设备。

整流后脉动直流输出的频率是交流电源输入的两倍。通过使用平滑电容器，可以将这种高纹波脉动直流输出转换为适当的直流输出。通过在负载上并联一个电容来降低纹波并提高平均直流输出电平。

手机充电电路的工作与操作：

当高纹波脉动直流输出馈入电容器时，它会充电直到波达到峰值位置。当波从其峰值位置开始下降时，电容器会自行放电并尽量保持输出电压电平稳定，输出波不会降至最低电平，从而产生适当的直流电源电压。

让我们计算一下应该用于过滤的电容值。

电容计算公式为：C =(I*t)/V，其中

• C =要计算的电容
• I =最大输出电流（假设 500mA）
• t =时间段
• V =过滤后的峰值输出电压。

由于输入交流电压为50赫兹，因此整流后的输出波形将具有输入交流电源频率的两倍。因此纹波的频率(f)为100Hz。

时间周期 (t) =1/f =1/100 =0.01 =10 毫秒。

要馈送到电压调节器的输出为 7 伏（5 伏直流输出 + 2 伏超过所需），这将从峰值输出电压中扣除。 9-0-9 变压器提供 9 伏 RMS 值，因此峰值将为 √2 x RMS 电压。在一个周期中，我们使用两个二极管。一个二极管上的电压降为 0.7 伏，因此 2 个二极管上的电压降为 1.4 伏。所以终于

峰值输出电压 (V) =9V x 1.414V – 1.4V – 7V =4.33 伏。

因此，

C =Q / V ...（其中 Q =I x t）

C =(0.5 A x 0.01ms) / 4.33V =1154 µF（约为 1000 µF）。

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电压调节 IC 7805

IC 7805 是稳压器，可提供稳定的 5 伏直流输出。 IC 7805 的工作电压为 7 伏至 35 伏。因此，提供的最小输入电压应至少为 7 伏。输出电压范围为 4.8 伏至 5.2 伏，额定电流为 1 安培。

由于输入和输出电压之间的差异是 2 伏特，这是一个显着的差异。输入和输出之间的电压差会以热量的形式释放出来，差异越大，散发的热量就越多。因此，稳压器必须连接适当的散热片，以免发生故障。

产生的热量 =（输入电压 - 输出电压）x 输出电流

例如，如果输入电压为 12 伏，输出电压为 5 伏，输出电流为 500m 安培。然后产生的热量为 (12V – 5V) x 0.5mA =3.5 瓦。所以可以加一个散热片，可以吸收3.5瓦功率的热量，避免IC损坏。

7805稳压IC有两种含义：“78”表示正，“05”表示5伏，因此该IC用于提供正5伏直流电源。该IC只有3个引脚：一个用于输入，第二个用于接地，第三个用于输出。在这个 7805 稳压器的输出两端连接一个 0.01µF 的电容，以消除由于电压瞬态变化而产生的噪声。

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结论

通过了解以上流程，您可以设计自己的手机充电器 所需的输出。需要对变压器额定值进行必要的更改，例如您需要选择可以降压到适当电压的变压器。

校正过程类似，只是将负半转换为正半。过滤过程中所需电容的计算必须正确计算，尤其是手机充电器。必须考虑稳压器7805输入输出电压的差异，相应设计散热片。