Как работает схема блока питания сот телефона. Как переделать зарядное от сотового телефона на другое напряжение. Схема повышенной надежности

Большинство современных мобильных телефонов, смартфонов, планшетов и других носимых гаджетов, поддерживает зарядку через гнездо USB mini-USB или micro-USB. Правда до единого стандарта пока далеко и каждая фирма старается сделать распиновку по-своему. Наверное чтоб покупали зарядное именно у неё. Хорошо хоть сам ЮСБ штекер и гнездо сделали стандартным, а также напряжение питания 5 вольт. Так что имея любое зарядное-адаптер, можно теоретически зарядить любой смартфон. Как? и читайте далее.

Распиновка USB разъемов для Nokia, Philips, LG, Samsung, HTC

Бренды Nokia, Philips, LG, Samsung, HTC и многие другие телефоны распознают зарядное устройство только если контакты Data+ и Data- (2-й и 3-й) будут закорочены. Закоротить их можно в гнезде USB_AF зарядного устройства и спокойно заряжать свой телефон через стандартный дата-кабель.

Распиновка USB разъемов на штекере

Если зарядное устройство уже обладает выходным шнуром (вместо выходного гнезда), и вам нужно припаять к нему штекер mini-USB или micro-USB, то не нужно соединить 2 и 3 контакты в самом mini/micro USB. При этом плюс паяете на 1 контакт, а минус - на 5-й (последний).

Распиновка USB разъемов для Iphone

У Айфонов контакты Data+ (2) и Data- (3) должны соединяться с контактом GND (4) через резисторы 50 кОм, а с контактом +5V через резисторы 75 кОм.

Распиновка зарядного разъема Samsung Galaxy

Для заряда Самсунг Галакси в штекере USB micro-BM должен быть установлен резистор 200 кОм между 4 и 5 контактами и перемычка между 2 и 3 контактами.

Распиновка USB разъемов для навигатора Garmin

Для питания или заряда навигатора Garmin требуется особый дата-кабель. Просто для питания навигатора через кабель нужно в штекере mini-USB закоротить 4 и 5 контакты. Для подзаряда нужно соединить 4 и 5 контакты через резистор 18 кОм.

Схемы цоколёвки для зарядки планшетов

Практически любому планшетному компьютеру для заряда требуется большой ток — раза в 2 больше чем смартфону, и заряд через гнездо mini/micro-USB во многих планшетах просто не предусмотрен производителем. Ведь даже USB 3.0 не даст более 0,9 ампер. Поэтому ставится отдельное гнездо (часто круглого типа). Но и его можно адаптировать под мощный ЮСБ источник питания, если спаять вот такой переходник.

Распиновка зарядного гнезда планшета Samsung Galaxy Tab

Для правильного заряда планшета Samsung Galaxy Tab рекомендуют другую схему: два резистора: 33 кОм между +5 и перемычкой D-D+; 10 кОм между GND и перемычкой D-D+.

Распиновка разъёмов зарядных портов

Вот несколько схем напряжений на контактах USB с указанием номинала резисторов, позволяющих эти напряжения получить. Там, где указано сопротивление 200 Ом нужно ставить перемычку, сопротивление которой не должно превышать это значение.

Классификация портов Charger

• SDP (Standard Downstream Ports) – обмен данными и зарядка, допускает ток до 0,5 A.
• CDP (Charging Downstream Ports) – обмен данными и зарядка, допускает ток до 1,5 A; аппаратное опознавание типа порта (enumeration) производится до подключения гаджетом линий данных (D- и D+) к своему USB-приемопередатчику.
• DCP (Dedicated Charging Ports) – только зарядка, допускает ток до 1,5 A.
• ACA (Accessory Charger Adapter) – декларируется работа PD-OTG в режиме Host (с подключением к PD периферии – USB-Hub, мышка, клавиатура, HDD и с возможностью дополнительного питания), для некоторых устройств – с возможностью зарядки PD во время OTG-сессии.

Как переделать штекер своими руками

Теперь у вас есть схема распиновки всех популярных смартфонов и планшетов, так что если имеете навык работы с паяльником — не будет никаких проблем с переделкой любого стандартного USB-разъема на нужный вашему девайсу тип. Любая стандартная зарядка, которая основывается на использовании USB, предусматривает использование всего лишь двух проводов – это +5В и общий (минусовой) контакт.

Просто берёте любую зарядку-адаптер 220В/5В, от неё отрезаете ЮСБ коннектор. Отрезанный конец полностью освобождается от экрана, в то время как остальные четыре провода зачищаются и залуживаются. Теперь берем кабель с разъемом USB нужного типа, после чего также отрезаем от него лишнее и проводим ту же самую процедуру. Теперь остается просто спаять между собой провода согласно схемы, после чего соединение изолировать каждое отдельно. Полученное в итоге дело сверху заматывается изолентой или скотчем. Можно залить термоклеем — тоже нормальный вариант.

Бонус: все остальные разъёмы (гнёзда) для мобильных телефонов и их распиновка доступны в единой большой таблице — .

Как правило ремонт такого недорогого девайса экономически невыгоден.
Особенно в небедных странах. Средняя цена 5 долларов.
Но бывает такое, что нет лишних денег, но есть время и запчасти.
Нет магазина поблизости. Не позволяют обстоятельства. Тогда речь не идет о цене.

В моем случае все было просто — сломалось одно из двух моих зарядных Nokia AC-3E , друзья принесли мешок поломаных зарядных. Среди них было с десяток фирменных нокиевских зарядок. Грех было не взяться.

Поиски схемы ни к чему не привели, поэтому взял похожую и переделал под AC-3E. По подобной схеме сделано множество зарядных для мобильных телефонов. Как правило разница несущественна. Иногда изменены номиналы, чуть больше или чуть меньше элементов, иногда добавлена индикация заряда. А в основном одно и то же.
Поэтому данное описание и схема пригодятся для ремонта не только AC-3E.

Инструкция по ремонту проста и написана для неспециалистов.
Схема кликабельна и хорошего качества.

ТЕОРИЯ.

Устройство представляет собой блокинг-генератор, работающий в автоколебательном режиме. Питает его однополупериодный выпрямитель (D1, C1) напряжением примерно +300 В. Резистор R1, R2 ограничивает пусковой ток устройства и выполняет роль предохранителя. Основу блокинг-генератора составляют транзистор MJE13005 и импульсный трансформатор. Необходимым элементом, блокинг-генератора является цепь положительная обратная связь образована обмоткой 2 трансформатора, элементами R5, R4 C2.

Стабилитрон 5v6 ограничивает напряжение на базе транзистора MJE13005 в пределах пяти вольт.

Демпферная цепочка D3, C4, R6 ограничивают выбросы напряжения на обмотке 1 трансформатора. В момент запирания транзистора эти выбросы могут превышать напряжение питания в несколько раз, поэтому минимально допустимое напряжение конденсатора C4 и диода D3 должно быть не ниже 1 кВ.

ПРАКТИКА.

1. Разборка. Саморезы держащие крышку зарядного в данном устройстве имеют вид треугольной звездочки. Специальной отвертки под рукой как правило нет, поэтому приходится выкручиваться кто как может. Я откручивал отверткой, которая за время эксплуатации сама заточилась под всякие крестики.

Иногда зарядные собраны без болтов. В таком случае половинки корпуса склеены. Это говорит о невысокой стоимости и качестве устройства. Разбирать такое ЗУ чуть сложнее. Нужно раколоть корпус неострой отверткой, аккуратно надавливая на стык половинок.

2. Внешний осмотр платы. Более 50% дефектов можно обнаружить именно за счет внешнего осмотра. Сгоревшие резисторы, потемневшая плата укажут вам место дефекта. Лопнувший корпус, трещины на плате будут говорить о том что устройство роняли. Эксплуатируются зарядные в экстримальных условиях, поэтому падения отовсюду нередкая причина выхода из строя.

В пяти из десятка ЗУ которые довелось делать мне, были банально отогнуты контакты через которые 220 вольт поступают на плату.

Для исправления, достаточно чуть отогнуть контакты по направлению к плате.
Проверить контакты виноваты или нет, можно подпаяв к плате сетевой шнур, и замеряв напряжение на выходе — красный и черный провода.

3. Оборванный шнур на выходе ЗУ. Рвется как правило у самого штеккера или у основания зарядного. Особенно у любителей поговорить во время зарядки телефона.
Прозванивается прибором. В центр разъема вставляете вывод тонкой детали и измеряете сопротивление проводов.

4. Транзистор + резисторы. В случае если нет видимых повреждений, прежде всего нужно выпаять транзистор и прозвонить его. Нужно при этом иметь ввиду, что у транзистора
MJE13005 база находится справа, но бывает и наоборот. Транзистор может стоять другого типа, в другом корпусе. Допустим MJE13001 видом как советский кт209 с базой слева.

Вместо него я ставил MJE13003. Можно поставить транзистор из любой сгоревшей лампы — экономки. В них как правило сгорает нить накала самой колбы, а два высоковольтных транзистора остаются целыми.

5. Последствия перенапряжения. В простейшем случае выражаются в пробитых накоротко диоде D1 и оборванном резисторе R1. В более сложных случаях сгорает транзистор MJE13005 и раздувает конденсатор C1. Всё это элементарно меняется на такие же или подобные детали.

В последних двух случаях нужно будет кроме замены сгоревших проводников, проверить резисторы вокруг транзистора. Со схемой это будет несложно сделать.

Представляю очередное устройство из серии «Не Брать!»
В комплект прилагается простенький кабель microUSB, который буду тестировать отдельно с кучей других шнурков.
Заказал эту зарядку ради любопытства, зная, что в таком компактном корпусе крайне сложно сделать надёжное и безопасное устройство сетевого питания 5В 1А. Реальность оказалась суровой…

Пришло в стандартном пакетике с пупыркой.
Корпус глянцевый, обёрнут защитной плёнкой.
Габаритные размеры с вилкой 65х34х14мм








Зарядка сразу оказалась нерабочей - хорошее начало…
Пришлось в начале устройство разбирать и ремонтировать, чтобы иметь возможность тестировать.
Разбирается очень просто - на защёлках самой вилки.
Дефект обнаружился сразу - отвалился один из проводков к вилке, пайка оказалась некачественной.


Вторая пайка не лучше


Сам монтаж платы выполнен нормально (для китайцев), пайка хорошая, плата отмыта.






Реальная схема устройства


Какие проблемы были обнаружены:
- Довольно слабое крепление вилки с корпусом. Не исключена возможность остаться ей оторванной в розетке.
- Отсутствие предохранителя по входу. Видимо те самые проводочки к вилке и являются защитой.
- Однополупериодный входной выпрямитель - неоправданная экономия на диодах.
- Малая ёмкость входного конденсатора (2,2мкФ/400В). Для работы однополупериодного выпрямителя ёмкость явно недостаточна, что приведёт к повышенным пульсациям напряжения на нём на частоте 50Гц и к уменьшению срока его службы.
- Отсутствие фильтров по входу и выходу. Невелика потеря для такого маленького и маломощного устройства.
- Простейшая схема преобразователя на одном слабеньком транзисторе MJE13001.
- Простой керамический конденсатор 1нФ/1кВ в помехоподавляющей цепи (показал отдельно на фото). Это грубое нарушение безопасности устройства. Конденсатор должен быть класса не менее Y2.
- Отсутствует демпферная цепь гашения выбросов обратного хода первичной обмотки трансформатора. Этот импульс частенько пробивает силовой ключевой элемент при его нагреве.
- Отсутствие защит от перегрева, от перегрузки, от короткого замыкания, от повышения выходного напряжения.
- Габаритная мощность трансформатора явно не тянет на 5Вт, а его очень миниатюрный размер ставит под сомнение наличие нормальной изоляции между обмотками.

Теперь тестирование.
Т.к. устройство изначально не является безопасным, подключение производил через дополнительный сетевой предохранитель. Если уж что случится - хотя-бы не обожжёт и не оставит без света.
Проверял без корпуса, чтобы можно было контролировать температуру элементов.
Выходное нгапряжение без нагрузки 5,25В
Потребляемая мощность без нагркзки менее 0,1Вт
Под нагрузкой 0,3А и менее зарядка работает вполне адекватно, напряжение держит нормально 5,25В, пульсации на выходе незначительные, ключевой транзистор греется в пределах нормы.
Под нагрузкой 0.4А напряжение начинает немного гулять в диапазоне 5,18В - 5,29В, пульсации на выходе 50Гц 75мВ, ключевой транзистор греется в пределах нормы.
Под нагрузкой 0,45А напряжение начинает заметно гулять в диапазоне 5,08В - 5,29В, пульсации на выходе 50Гц 85мВ, ключевой транзистор начинает потихоньку перегреваться (обжигает палец), трансформатор тёпленький.
Под нагрузкой 0,50А напряжение начинает сильно гулять в диапазоне 4,65В - 5,25В, пульсации на выходе 50Гц 200мВ, ключевой транзистор перегрет, трансформатор также довольно сильно нагрет.
Под нагрузкой 0,55А напряжение дико прыгает в диапазоне 4,20В - 5,20В, пульсации на выходе 50Гц 420мВ, ключевой транзистор перегрет, трансформатор также довольно сильно нагрет.
При ещё большем увеличении нагрузки, напряжение резко проседает до неприличных величин.

Выходит, данная зарядка реально может выдавать максимум 0,45А вместо заявленных 1А.

Далее, зарядка была собрана в корпус (вместе с предохранителем) и оставлена в работе на пару часов.
Как ни странно, зарядка не вышла из строя. Но это вовсе не означает, что она является надёжной - имея такую схемотехнику долго ей не протянуть…
В режиме короткого замыкания зарядка тихо умерла через 20 секунд после включения - произошёл обрыв ключевого транзистора Q1, резистора R2 и оптрона U1. Даже дополнительно установленный предохранитель не успел сгореть.

Для сравнения, покажу как выглядит внутри простейшая китайская зарядка 5В 2А от планшета, изготовленная с соблюдением минимально-допустимых норм безопасности.

Пользуясь случаем, сообщаю, что драйвер светильника из предыдущего обзора был успешно доработан, статья дополнена.

Интересно, из чего же состоит зарядное устройство (блок питания) Сименса и возможно ли его починить самостоятельно в случае поломки.

Для начала блок нужно разобрать. Судя по швам на корпусе этот блок не предназначен для разборки, следовательно вещь одноразовая и больших надежд в случае поломки можно не возлагать.

Мне пришлось в прямом смысле раскурочить корпус зарядного устройства, оно состоит из двух плотно склеенных частей.

Внутри примитивная плата и несколько деталей. Интересно то, что плата не припаяна к вилке 220в., а крепится к ней при помощи пары контактов. В редких случаях эти контакты могут окислиться и потерять контакт, а вы подумаете, что блок сломался. А вот толщина проводов, идущих к разъему на мобильный телефон, приятно порадовала, не часто встретишь в одноразовых приборах нормальный провод, обычно он такой тонкий, что даже дотрагиваться до него страшно).

На тыльной стороне платы оказалось несколько деталей, схема оказалась не такой простой, но все равно она не такая и сложная, чтобы не починить ее самостоятельно.

Ниже на фото контакты внутки корпуса.

В схеме зарядного устройства нет понижающего трансформатора, его роль играет обычный резистор. Далее как обычно парочка выпрямляющих диодов, пара конденсаторов для выпрямления тока, после идет дроссель и наконец стабилитрон с конденсатором завершают цепочку и выводят пониженное напряжение на провод с разъемом к мобильному телефону.

В разъеме всего два контакта.

Зарядное устройство (ЗУ) типа BML 162089 R1A южно азиатского производства предназначено для зарядки аккумуляторов мобильных телефонов LG и имеет следующие характеристики: Uвход ~100…250 B, Iвход~160 мA, Uвых=8,5 В, Iвых=750 мA. Его внешний вид показан на рис.1.

Все радиоэлементы смонтированы на стекло пластиковом шасси НТ608 размерами 64×33 мм методом навесного монтажа без применения чип-элементов. Шасси размещено внутри пластмассового корпуса. По монтажной схеме шасси автором составлена принципиальная схема, показанная на рис.2.

Основой ЗУ является импульсный преобразователь. Принцип работы подобных импульсных источников питания прост: вначале переменное напряжение сети выпрямляется до постоянного напряжения 300 В, а далее с помощью генератора с мощным электронным ключом преобразуется в импульсы, которые через обмотки импульсного трансформатора наводятся во вторичной цепи, где выпрямляются до заданной величины (в зависимости от количества витков вторичной обмотки).

Импульсный преобразователь данного ЗУ состоит из однотактного преобразователя авто генераторного типа (транзистор VТ1),
подключенного к первичной сети. Переменное напряжение сети выпрямляется диодом VD4 (рис.2), сглаживается электролитическим конденсатором С1 и через обмотку 1-2трансформатора Т1 прикладывается к коллектору транзистора VТ1. Это же напряжение через резистор R2 подается на базу транзистора VT1, создавая положительное смещение.
Транзистор открывается, через первичную обмотку Т1 протекает ток, который наводит ЭДС в двух других обмотках трансформатора. Через обмотку положительной обратной связи 3-4 заряжается конденсатор С2, этот ток запирает транзистор VТ1. В его закрытом состоянии накопленная в трансформаторе энергия передается во вторичную цепь. В момент запирания транзистора VТ1 приложенное к нему напряжение может превышать напряжение сети в 3–4раза. Для уменьшения этого перенапряжения параллельно обмотке 1-2 включен резистор R1, выполняющий функцию демпфирующего элемента.
Более эффективно эту функцию могла бы выполнять цепочка, состоящая из последовательно соединенных резистора, конденсатора и диода, что сделало бы ЗУ более надежным. Цепь демпфирования в цепи базы транзистора выполнена на элементах VТ2, VD7, ZD5, R3, C2.
Вторичную цепь трансформатора образуют: обмотка 5-6, элементы VD8, C4, R8, R9 и транзистор VT3 с элементами обвязки (рис.2). Звено на транзисторе VТ3 с двухцветным светодиодом LED1 является особенностью этого ЗУ. Зеленое свечение светодиода
сигнализирует о том, что идет процесс зарядки аккумулятора, красное свечение обозначает конец зарядки.

Принцип работы этого звена следующий.

Светодиод LЕD1 включен в одну из диагоналей моста, плечи которого составляют резисторы R5, R6, R7 (все по 410 Ом) и сопротивление участка коллектор0эмиттер транзистора VT3 (рис.2). Последнее плечо является регулирующим элементом моста. Ко второй диагонали этого моста приложено напряжение вторичной цепи ЗУ. При равенстве сопротивлений всех четырех плеч (в данном случае 410 Ом) потенциалы точек «а” и «б” равны. Если же сопротивления плеч различаются, потенциалы точек «а” и «б” неодинаковы, и через светодиод протекает ток, вызывающий его свечение, цвет которого зависит от полярности приложенного напряжения.
В начале заряда разряженного аккумулятора ток заряда наибольший, падение напряжения на резисторе R8 максимально, pnp транзистор VТ3 открыт, в результате чего плюсовой потенциал точки «б” диагонали моста выше потенциала точки «а” (рис.2). При такой полярности напряжения светодиод светится красным цветом.
По мере заряда аккумулятора его напряжение постепенно повышается, ток через резистор R8 уменьшается, и сопротивление коллектор0эмиттер VТ3 увеличивается, что приводит к уменьшению разности потенциалов точек «а” и «б” и, следовательно, к уменьшению яркости свечения светодиода. Когда сопротивления VТ3 сравняется с сопротивлением резистора R6 (410 Ом), мост станет уравновешенным, потенциалы точек «а” и «б” станут одинаковыми, и светодиод перестанет
светиться.
При дальнейшей зарядке аккумулятора сопротивление участка коллектор-эмиттер VТ3 превысит 410 Ом, полярность напряжений в точках «а” и «б” диагонали моста поменяется, и светодиод станет светиться зеленым цветом, сигнализируя о том, что аккумулятор зарядился.
Если после включения в сеть на «холостом ходу” (при отсутствии аккумуляторов) светодиод вообще не светится (а должен светиться зеленым цветом), значит, ЗУ неисправно и требует ремонта. Для ремонта этого ЗУ Вам необходимо добраться до его шасси, «упрятанного” в пластмассовый корпус (рис.1). Обе (нижняя и верхняя) части этого корпуса «намертво” склеены между собой. Разъединить их можно, только разрезав ножовочным полотном пластмассовый корпус по линии склеивания (рис.1). Из разрезанного корпуса извлекают плату с навесными радиоэлементами.
Далее после осмотра обычным тестером проверяют исправность всех радиоэлементов
без их выпаивания. Один из транзисторов, VТ1 или VТ2, придется все0таки выпаять, поскольку при проверке тестером их проводимости они «мешают” друг другу. Выявленные неисправные элементы заменяют. Далее ЗУ включают в сеть и, если светодиод не светится зеленым цветом, замеряют напряжение +300 В на конденсаторе С1. При его отсутствии проверяют исправность резистора R сопротивлением 2,7 Ом. При этом необходимо строго соблюдать технику электробезопасности, так как высоковольтная часть ЗУ находится под фазным напряжением, которое опасно для жизни человека.
Транзистор VТ1 (6821) можно заменить транзисторами типов 2SC3457, 2SC4020, 2SC5027, а транзистор VТ2 (2SC9013) заменим 2SC1815. Недостатком этого ЗУ является разряд аккумулятора мобильного телефона через резистор R9 при пропадании сети во время зарядки (рис.2).
Данное зарядное устройство можно приспособить также для зарядки аналогичных аккумуляторов мобильных телефонов других фирм, для этого необходимо подобрать и запаять новый разъем, обеспечив правильную полярность.

Литература
Радiоаматор 2005_4