Как выбрать зарядное устройство для телефона и сделать его своими руками

Принцип работы

Адаптеры с питанием от сети в подавляющем большинстве случаев выполняют по импульсной схеме. Это позволяет получить легкие, компактные, экономичные устройства. За это приходится платить усложненной схемотехникой и сниженной, по сравнению с трансформаторными БП, надежностью.

Большинство сетевых зарядников имеют одинаковую структуру:

• выпрямитель с фильтром;
• генератор импульсов;
• инвертор;
• импульсный трансформатор;
• вторичный выпрямитель с фильтром;
• цепи индикации;
• цепи стабилизации (могут отсутствовать).

Выпрямитель часто выполняется по однополупериодной схеме – потребляемая мощность зарядника невелика, поэтому этого достаточно. По этой же причине емкость сглаживающего конденсатора невелика. Генератор импульсов часто схемотехнически объединен с инвертором – один и тот же транзистор генерирует колебания и коммутирует обмотку. Но иногда этот узел строится и на специализированной микросхеме. Вторичный выпрямитель также обычно однополупериодный, чтобы избежать излишнего падения напряжения на диодах. С этой же целью применяются диоды Шоттки. Цепи индикации в большинстве случаев – светодиод с резистором.

Стабилизация производится методом широтно-импульсной модуляции через обратную связь. Во многих схемах для ее организации применяется оптрон. Так обеспечивается гальваническая развязка выхода от высоковольтной части.

Кабель

Кабель встречаются в нескольких видах:

• прямой – дешевый и простой вариант, но не слишком удобен;
• витой – свернутый в пружину, такой кабель более компактен при отсутствии его натяжения;
• в виде рулетки – занимает минимум места;
• встроенный – прикрепляется к корпусу ЗУ и находится в специальной нише. Хотя этот кабель сравнительно небольшой, он удобнее других аналогов, поскольку он не потеряется.

Длина кабеля бывает разной: менее 50 см, 50-100 см, 100-200 см. Она определяется расстоянием от источника питания до ЗУ. Слишком короткий или слишком длинный кабель будет создавать неудобства при эксплуатации ЗУ. В большинстве случае будет достаточной длина 50-100 см. Для АЗУ подойдет длина менее 50 см.

Важно: обратите внимание на качество кабеля, так как оно влияет на скорость зарядки гаджета. Хороший кабель не должен допускать падение выходного тока и напряжения. Также низкая скорость зарядки может объясняться большой длиной или маленьким сечением кабеля.

Схемы зарядок для мобильных телефонов

Так как за процессом пополнения аккумулятора энергией следит встроенный контроллер телефона, адаптеры питания для мобильников выполняются по достаточно простой схеме. Некоторые из них даже имеют нестабилизированный выход.

Схема сетевого нестабилизированного адаптера YL-0061.

Сетевое напряжение выпрямляется диодом VD1 и фильтруется конденсатором С1. На транзисторе VT1 собран автогенератор, который из постоянного напряжения «нарезает» импульсы, которые подаются на первичную обмотку импульсного трансформатора TV1. Трансформированные во вторичную обмотку импульсы выпрямляются диодом VD5, напряжение фильтруется емкостью С5 и поступает к потребителю. Светодиод VD6 служит для индикации наличия напряжения на выходе. Так как выходной уровень этого адаптера не стабилизирован, то напряжение будет меняться в зависимости от тока нагрузки.

Схема сетевого китайского зарядника со стабилизацией выходного напряжения.

Другая схема зарядки для телефона имеет цепи стабилизации выходного напряжения. Входные элементы, генератор, импульсный трансформатор и вторичный выпрямитель построены аналогично предыдущему варианту. Стабилизация осуществляется посредством обратной связи, выполненной на оптроне U1. Чем выше напряжение на выходе, тем выше ток через светодиод оптопары, тем больше открывается приемный транзистор оптрона.

Таким способом изменяется напряжение смещения на базе транзистора VT1 и уменьшается длительность генерируемых импульсов. При понижении выходного уровня происходит обратный процесс, ведущий к увеличению длительности импульсов.

Схема автомобильного зарядного устройства.

Блоки питания, предназначенные для заряжания телефонов от автомобильной бортсети, устроены еще проще – они не имеют преобразовательной части. Они состоят из стабилизатора, который часто строят по линейной схеме, и фильтра.

Быстрый заряд

Дает возможность существенно снизить затраты времени на зарядку. Предполагает зарядку на более высоких показателях тока и напряжения по сравнению со стандартным режимом. При этом ЗУ и подключенный к нему девайс должны поддерживать технологию зарядки и соответствующие параметры тока и напряжения.

Quick Charge, разработанный компанией Qualcomm – наиболее распространенный стандарт, который применяется в смартфонах с ОС Android. Другие стандарты быстрого заряда: TurboPower (Lenovo, Motorola), Adaptive Fast Charging (Samsung), Power Delivery (Apple), Super Charge (Huawei), Pump Express (MediaTek), Super mCharge (Meizu), VOOC Flash Charging (OPPO), Dash Charge (One Plus).

Параметры стандартов быстрой зарядки (напряжение и мощность):

• Quick Charge 2.0 – 5В, 9В, 12В и 20В, до 15 Вт;
• Quick Charge 3.0 –3.2-20В (шаг 0.2 В), до 15 Вт;
• Quick Charge 4.0 – 5-24В, до 15Вт;
• TurboPower – 5В, 9В и 12В, 25.8 Вт;
• Adaptive Fast Charging – 5В и 9В,15 Вт;
• Power Delivery – 5В, 12В и 20В, 100 Вт;
• Super Charge – 5В, 22.5 Вт;
• Pump Express – 9В и 12В, до 18 Вт;
• Super mCharge – 11В, 55 Вт;
• VOOC Flash Charging – 5В, 25 Вт;
• Dash Charge – 5В, 20 Вт.

На сегодняшний день нет единого мнения о том, насколько вредна быстрая зарядка. Одни пользователи утверждают, что этот режим почти не влияет на износ аккумуляторной батареи, другие же не согласны с этой точкой зрения. Во всяком случае не рекомендуется очень часто пользоваться быстрой зарядкой.

Как разобрать зарядное устройство телефона

Часть корпусов зарядных устройств собирается на винтах или саморезах. Но многие недорогие устройства заключаются в оболочку, которая просто склеивается.

Разрезание клеевого соединения.

Если возникла необходимость разобрать подобный адаптер, его придется разрезать по шву. Сделать это можно с помощью ножа или другого острого инструмента. Разрезать корпус надо с соблюдением мер предосторожности, чтобы нож не соскользнул и не нанес травму. Также надо следить, чтобы в процессе не повредить внутреннее содержимое.

Корпус адаптера со снятой крышкой.

Если надо вновь собрать устройство после ремонта, его придется склеить. Это можно сделать дихлорэтаном или другим клеящим составом. В крайнем случае, можно замотать корпус изоляционной лентой, пожертвовав эстетикой.

Видео-пример вскрытия оригинальной зарядки Samsung ETA-U90E.

Беспроводное автомобильное

Это зарядное устройство представляет собой держатель, который надежно фиксирует смартфон и не дает ему упасть во время движения автомобиля. Такое ЗУ дает возможность применять смартфон в качестве навигатора.

Способы крепления беспроводного АЗУ:

• наклейка – обеспечивает надежную фиксацию зарядника, но рассчитана на одноразовое применение;
• держатель-прищепка в воздуховод – надежный и простой способ крепления, предполагает многоразовое использование, такой вариант встречается чаще всего;
• держатель-присоска на лобовое стекло, торпедо – может применяться неограниченное количество раз, но не подходит для крепления зарядника на фактурную поверхность.

Способы крепления смартфона на АЗУ:

• механический (ручной) зажим – дешевый и простой вариант, обеспечивает совместимость со многими моделями девайсов;
• гравитационный зажим – выгодно отличается от предыдущего способа большей надежностью и простотой в эксплуатации;
• магнит – надежный вариант, совместимый с моделями разных размеров, но не подходит для слишком тяжелых девайсов;
• сенсорный зажим – реагирует на приближение руки человека или портативного устройства. Самый удобный способ крепления смартфона. Минусы: высокая цена, зависимость от питания.

Основные неисправности и ремонт

К основным неисправностям можно отнести проблемы с разъемом питания, со шнуром и с электронными компонентами. Для каждого вида ремонта надо иметь свой уровень квалификации, набор инструментов и приборов.

Как самостоятельно заменить разъём

В процессе эксплуатации разъемы питания адаптеров разбалтываются механически. Процесс зарядки превращается в мучение или становится невозможным. Заменить разъем своими руками несложно, имея минимум навыков.

На этом процесс замены завершен, устройство готово к эксплуатации. Можно заряжать телефон.

Если адаптера-донора в наличии нет, подходящий разъем можно купить в специализированном магазине или в интернете. Старый коннектор надо так же отрезать, а новый припаять, строго соблюдая полярность.

Как отремонтировать провод зарядки

Во время эксплуатации проводник кабеля может переломиться внутри изоляции. Ломается провод из-за многократных перегибов при использовании. Обычно это происходит на выходе из коробки адаптера или около разъема, но не исключена поломка и в любом другом месте – зависит от обращения с устройством.

Найти место повреждения можно с помощью тестера и иголки. Один щуп прибора подключается к разъему питания, ко второму подключается иголка. С ее помощью прокалывается изоляция в разных местах кабеля и находится место, где контакт исчезает.

Поиск места неисправности в кабеле питания.

В месте обрыва кабель надо перерезать, зачистить провода, спаять и заизолировать проводники, как в предыдущем пункте.

Восстановление оборванного провода.

Видео-процесс починки кабеля зарядки.

Простой ремонт блока ЗУ

Для проведения самого простого ремонта зарядного устройства для мобильного телефона, связанного с электронными компонентами, надо иметь как минимум тестер, а еще лучше – осциллограф. Удобно, если есть схема на конкретный адаптер, но можно обойтись без нее. Сначала надо осмотреть плату на наличие обуглившихся элементов или вздувшихся оксидных конденсаторов.

Если визуально все в порядке, тестером можно проверить напряжение на конденсаторе фильтра. Он находится рядом с диодом, со стороны ввода от сети.

Элементы сетевого блока питания.

В приведенном примере напряжение можно измерить на двух емкостях 1 и 2 – здесь входной фильтр построен по П-образной схеме с дросселем. Напряжение должно быть примерно одинаковым – не менее 220 VDC, в зависимости от нагрузки. Если оно существенно меньше, можно предполагать неисправность диодов высоковольтного выпрямителя 3, 4, 5, 6 (здесь выпрямитель мостовой двухполупериодный) или других элементов входной части — резистора 7 или дросселя 8.

Если все в порядке, надо измерить напряжение на выходном конденсаторе 9. Оно должно быть примерно равно выходному номиналу. Если напряжение существенно ниже, предполагается выход из строя диода вторичного выпрямителя 10. Если заметно выше – оптрона обратной связи 11. Если эти элементы исправны, надо проверить наличие импульсов на выводах транзистора задающего генератора 12. Для этого понадобится осциллограф. Если импульсов нет, надо выпаять транзистор и прозвонить его. Если он в порядке, надо по очереди проверить остальные элементы высокой стороны. Если и здесь все ОК, можно предположить обрыв обмоток импульсного трансформатора 13. Их надо прозвонить тестером – сопротивление должно быть близким к нулю или составлять не более нескольких Ом.

Для наглядности советуем просмотреть.

Назначение

Для телефонов, смартфонов – оснащено одним USB-выходом для подключения соответствующей техники. Сила выходного тока составляет 1 А.

Для планшетов – снабжено одним выходом для подсоединения планшета. Сила выходного тока – 2.1 А.

Важно: максимальный ток в 2.1 А выделяется только в случае подключения одного девайса. Если заряжаются одновременно два устройства, то ЗУ будет «отдавать» ток по 1 А. Если заряжать технику, рассчитанную на 2.1 А с помощью ЗУ 1 А, то она будет заряжаться дольше.

Универсальное – совместимо со смартфонами, планшетами, беспроводными наушниками, электронными книгами, фитнес-браслетами и другой портативной техникой. Такие модели оснащены несколькими USB-выходами для зарядки гаджетов от одной розетки. Хороший выбор для тех, кто часто путешествует: можно не брать с собой ЗУ на каждое устройство, а обойтись одним зарядником и набором кабелей.

Также к универсальным ЗУ относится USB-зарядка с несколькими штекерами. Кабель одним концом подключается (через USB-порт) к компьютеру, ноутбуку, АЗУ, а другим (через разъемы) – подсоединяется к гаджету, который необходимо подзарядить.

USB-зарядка питает телефоны и смартфоны разных марок, планшеты, фотокамеры. Стоит такое устройство недорого, но его функциональность ограничена наличием или отсутствием компьютера, ноутбука, АЗУ под рукой.

Важно: при использовании универсальной USB-зарядки необходимо учитывать параметр входного тока – тока в устройствах, от которых и заряжается девайс. Эта характеристика влияет на скорость заряда аккумулятора подключенного устройства. Но не все источники питания обеспечивают большую силу тока. К примеру, USB-порт ПК имеет входной ток 500 мА.

Для умных часов – такие ЗУ бывают в основном беспроводными и выполняется в виде круглой платформы с кабелем/USB-коннектором для подключения к устройству с таким разъемом.

Важно: в наручных девайсах применяются разные технологии зарядки. Поэтому при покупке ЗУ обратите внимание его на совместимость с вашей моделью умных часов.

Автономные PowerBank для телефонов

В каких случаях лучше купить новый адаптер

Основная ситуация, когда лучше не пытаться отремонтировать сетевой адаптер, а приобрести новый – если становится понятно, что даже при восстановлении работоспособности не удастся полностью обеспечить безопасную эксплуатацию. Если поврежден корпус или защитная изоляция и возможно случайное прикосновение к токоведущим частям.

Разумеется, лучше приобрести новое устройство, если нет уверенности в конечном результате – не хватает квалификации для починки или нет запасных частей. Вообще, ремонт адаптера для телефонов экономически нецелесообразен, поэтому новый рациональнее покупать в любом случае, если только неисправность не выражена явно (на ее поиск уходит большая часть времени). И, конечно, если новый адаптер невозможно купить. Это касается, большей частью, старых телефонов – новые гаджеты оснащаются стандартными разъемами USB type C, приобрести такой зарядник (или отдельно шнур) не составляет труда.