При длительной поездке или стоянии в пробке у автолюбителя возникает необходимость в зарядке пятивольтовых гаджетов — телефонов, планшетов, плееров и т. п. Но розетки рядом нет, а в бортовой сети напряжение 12-14 В, которым телефон не зарядишь. Тем не менее выход есть. В этой статье мы рассмотрим несколько схем понижающих преобразователей для зарядки телефона в автомобиле, которые можно собрать своими руками.
Простейшая на линейном стабилизаторе
В конструкции используется микросхема LM7805. Это интегральный линейный стабилизатор с выходным напряжением 5 В. Он выдает нагрузку 1 А. Немного, но для простого гаджета достаточно.
Схема зарядного устройства предельно проста — три конденсатора и микросхема. Еще понадобится вилка в гнездо прикуривателя и гнездо USB-А. Второе лучше брать на плате, чтобы не возиться с установкой. К вилке схема подключается следующим образом: минус – на боковые контакты, плюс – к центральному контакту.
Выход схемы подключается к плате USB-А так: +5 В – к контакту VBUS, минус 5 В – к контакту GND.
Но это еще не все. На плате USB у нас остались свободными контакты D+ и D-. Их соединение зависит от того, какой гаджет мы будем заряжать. Если это устройство Apple, то схема их соединения такая:
В противном случае соединяем их так:
И пару слов о деталях и конструкции. Конденсаторы С1 и С3 — керамические. С2 — электролитический. Несмотря на малую емкость, С3 выполняет важную функцию — предотвращает самовозбуждение микросхемы, при котором она выйдет из режима стабилизации. Микросхему устанавливают на радиатор полезной площадью не менее 300 см². Вместо LM7805 можно использовать К142ЕН5А, КР142ЕН5А, 1РН7805СР. В налаживании схема не нуждается.
На заметку. Выбирайте К142ЕН5А. Она отдаёт в нагрузку ток до 3 А (при температуре корпуса не выше 40 градусов). Такого тока достаточно даже для зарядки планшетного ПК.
Импульсный преобразователь
Предыдущая схема имеет ряд недостатков. Первый — низкий КПД. Поскольку стабилизатор линейный, на микросхеме выделяется большая мощность. В нашем случае половина энергии батареи уходит в тепло, грея микросхему. Но это полбеды. В конце концов, батарея автомобиля имеет приличную емкость, и ей эти лишние пару ватт незаметны.
Но из-за большой рассеиваемой мощности микросхему приходится устанавливать на громоздкий радиатор. Наше зарядное на КРЕНке превращается в чемоданчик. Приведенная ниже конструкция лишена этих недостатков, поскольку производит импульсное преобразование.
Сердце устройства – специализированная микросхема MC34063. В её состав входит тактовый генератор, ШИМ-контроллер, схема стабилизации (управления ШИМ-контроллером) и силовой ключ. Схема сложнее предыдущей, но оно того стоит, поскольку конструкция имеет КПД более 70%, и от радиатора можно избавиться.
При необходимости выходное напряжение меняется резистором R2. Максимальный выходной ток зависит от номинала резистора R1. При указанных на схеме номиналах преобразователь выдает ток 1.5 А при напряжении 5.1 В. По току это максимум, на который способна MC34063. Радиатор, как отмечалось выше, микросхеме не нужен. На месте VD1 может работать любой диод с барьером Шоттки, выдерживающий ток не менее 2 А. По сути, такой ток выдерживают практически все диоды Шоттки.
Важно! Снижать номинал R2 ниже указанного на схеме нельзя. В этом случае, если гаджету нужен ток больше 1.5 А, микросхема будет пытаться удовлетворить запросы и сгорит. А вот увеличение окажется полезным, если необходимо ограничить ток через нагрузку. К примеру, при R2=0.3 Ом ток ограничится до уровня 500 мА.
Дроссель наматывается на обломке ферритового стержня любым обмоточным проводом диаметром 0.3-0.5 мм. Количество витков — 40. Низкоомный резистор можно изготовить из обрезка обмоточного провода, а можно купить, к примеру, на Алиэкспресс. Второй вариант займет больше времени, но зато не понадобится низкоомный измеритель сопротивления. Вход и выход преобразователя подключаем к вилке прикуривателя и гнезду USB так же, как делали это в предыдущей конструкции.
На готовом модуле
Этот вариант для новичков, которые дружат с паяльником, но пока не сильны в электронике. Заходим на Алиэкспресс и покупаем одну из таких плат DC-DC-преобразователей:
Верхняя рассчитана на выходной ток 3 А, справа снизу — на 4 А, слева снизу — на 5 А. Разница в ценах копеечная – 206, 209 и 240 рублей соответственно. Подключение платы к вилке прикуривателя и к порту USB очень простое.
На схеме контакты D+ и D- свободны. С ними делаем то, что делали в первой конструкции. Прелесть такого решения – не только в простоте. 5 А – это не 1.5, как в варианте с MC34063, и даже не 3, как с К142ЕН5А.
Важно! Прежде чем подключить гаджет, выставьте выходное напряжение построечным резистором! В противном случае эта зарядка для смартфона будет последней.
Распиновка USB
Этот раздел пригодится тем, кто приобрел «голое» гнездо USB. Выводы его не подписаны, как на плате в первой конструкции. Вот его распиновка:
- 1 – VBUS;
- 2 – D-;
- 3 – D+;
- 4 – GND.
Трех вариантов зарядок разной сложности достаточно. Теперь вы без труда соберёте автомобильное зарядное устройство для телефона своими руками. Какую из конструкций выбрать — решать вам. Тут всё зависит от ваших знаний, умений и того, что лежит в кладовке.
Сейчас читают:
