DIY 5V手机充电器电路——230V AC安全转5V DC

如何制作简易手机充电器——230V AC转5V DC电路图

你是否好奇手机充电器如何工作？小小装置如何将220-230V AC转为5V或所需电压？本项目详解安全给手机充电的电路：将220V AC转为手机额定电压的直流供电。

市售手机充电器功率各异。本项目制作电路从220V AC获取5V稳压直流，亦可作面包板、单片机、IC电源。

制作手机充电器四步骤：①降压变压器将220V AC降至低压；②全桥整流将AC变DC；③滤波电容去除AC纹波；④稳压IC 7805输出5V稳压直流。

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手机充电器电路图

所需元件

• 9-0-9 1A中抽降压变压器
• 二极管
• 电容——1000μF与0.01μF
• 稳压IC 7805

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9-0-9中抽降压变压器

9-0-9为中抽降压变压器。次级绕组中点引线接中性保持零伏，将220V AC降为9V AC。

此技术使变压器输出两路幅值相等、极性相反的电压。工作原理同普通变压器(初次级绕组)，但次级中点引线使我们获得双电压。

此类降压变压器主要用于整流电路将AC转DC。

上图可见三线得两电压V_A、V_B，中性线接地故称两相三线制变压器。

负载接线1-中性得V_A，2-中性得V_B；负载直连1-2得总电压V_Total=V_A+V_B。

设初级匝数N_P，次级前半匝数N_A，后半N_B。初级电压V_P，次级前半V_A，后半V_B。计算公式：

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

普通变压器仅得单电压，中抽变压器得双电压。

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全桥整流电路

全桥整流电路将AC输入两半周均转为DC输出。四二极管桥式连接(见电路图)。此过程称整流。

桥式电路工作原理：

考虑AC波一个周期T。前半周(0-T/2)正半波，后半周(T/2-T)负半波。目标将负半波翻转为正。

保留正半波，利用四二极管(D₁-D₄)桥式连接转负半波。二极管仅正向导通、反向截止。

正半周D₂、D₃正向导通，输出同相正半波。负半周D₁、D₄正向导通，输出同极性正半波。 thus每负半波整流为正半波，输出送滤波环节。

应用：驱动电机/LED、电焊稳压直流、调幅无线电信号幅度检测。

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滤波

整流输出非纯净DC，含高纹波脉动DC，直接手机易损坏。

脉动DC频率为AC输入两倍(50Hz→100Hz)。并联电容于负载两端可降纹波、抬升平均DC电平。

手机充电电路工作与操作

高纹波脉动DC跨电容时，电容充电至波峰；波峰后放电维持输出电平不跌至谷底，形成稳态DC。

计算滤波电容值：C = (I×t)/V，其中

• C = 待求电容
• I = 最大输出电流(设500mA)
• t = 周期
• V = 滤波后峰值电压

输入50Hz，整流后纹波频率f=100Hz。周期t=1/f=0.01s=10ms。

送稳压器电压为7V(5V输出+2V余量)，从峰值扣除。9-0-9变压器给9V RMS，峰值=√2×RMS。一周期过两二极管，单管压降0.7V，共1.4V。最终：

峰值输出电压(V) = 9V×1.414 - 1.4V - 7V = 4.33V。

则C = Q/V (Q=I×t) = (0.5A×0.01s)/4.33V ≈ 1154μF(约1000μF)。

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稳压IC 7805

IC 7805输出稳压5V DC。工作输入7-35V，故最低输入7V。输出4.8-5.2V，额定电流1A。

输入输出压差2V显著，差值以热耗散，压差越大发热越多。必须配散热片防故障。

发热功率 = (输入电压 - 输出电压) × 输出电流

例：输入12V输出5V电流500mA，发热(12-5)×0.5=3.5W，需吸热≥3.5W散热片。

7805含义："78"表正极性，"05"表5V，故供正5V DC。三脚：输入、地、输出。输出端并联0.01μF电容滤除瞬变噪声。

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结语

掌握上述流程可自行设计所需输出手机充电器。需按输出调整变压器规格。整流过程相似(负半波翻正)。滤波电容计算对手机充电器尤为关键。7805输入输出压差须纳入散热设计。