5 V: n vakautettu syöttö USB -keskittimelle: 16 vaihetta

2024 Kirjoittaja: John Day | [email protected]. Viimeksi muokattu: 2024-01-30 09:03

Seuraa lisää tekijältä:

Tietoja: Olen Chandra Sekhar ja asun Intiassa. Olen kiinnostunut elektroniikasta ja pienien kertaluonteisten piirien rakentamisesta pienen sirun ympärille (elektroninen laji). Lisätietoja Neelandanista »

Tämä on vakiovirtalähde, joka on tarkoitettu käytettäväksi väylällä toimivan USB -keskittimen kanssa, jotta se toimittaa vakautetun + 5 voltin virran siihen liitettyihin laitteisiin.

Liitäntäkaapelin vastuksen ja ylivirtasuojauksen virranmittaukseen käytettävien vastusten vuoksi napajännite voi olla missä tahansa välillä +4,5 V (kuormitettu) - +5,5 V. Tämä piiri tuottaa vakautetun +5 V Molemmissa tapauksissa, eli se on buck/boost -muotoilu, jossa käytetään Texas Instrumentsin valmistamaa TPS63000 -kytkentätilan säätimen sirua. Se voi tuottaa +5 V 500 mA: n jännitteellä jopa 2 voltin jännitteestä, joten ladattava akku ja sen (USB -virtalähde) laturi voidaan lisätä, jotta siitä tulee USB -keskittimen USB -UPS.

Vaihe 1: Piirilevyn valmistelu

Päätin tehdä maatasopohjaisen asettelun. Sirussa on kymmenen juotoslevyä ja juotettava lämpötyyny, ja tämä oli erilainen tapa kokeilla tämän tyyppisiä lyijyttömiä pakkauksia.

Yksipuolisen paperifenolisen kuparin päällystetty romu leikattiin sopivan kokoiseksi ja sirun ääriviivat piirrettiin sen päällystämättömälle puolelle. Sitten pieni ruuvimeisseli, joka oli teroitettu talttaksi, materiaali poistettiin, jolloin siru istui.

Vaihe 2: Sirun liimaaminen

Siru liimataan näin kaivettuun tilaan.

Tämä on tarkkaan ottaen tarpeetonta, mutta pidin PCB -materiaalin raivaamisesta, ja oli hauskaa lisätä piiriin kolme himmeyttä.

Vaihe 3: Maadoitusliitännät

Nyt kun siru on tiukasti levyn sisällä, on aika suunnitella maajohtojen liittäminen.

Koska toinen puoli on katkeamaton maataso, tämä on helppoa: poraa vain reiät ja juota lanka.

Vaihe 4: Porausreiät

Kaavion perusteella kolme ic -tyynyä on liitettävä maahan. Joten kolme reikää porataan sopiviin paikkoihin.

Vaihe 5: Maadoitusjohdot

Kolme johtoa juotetaan ensin kuparin puolelle, sitten taivutetaan ic: n päälle, leikataan kokoon ja juotetaan tyynyihin ja keskuslämpöpatjaan.

Vaihe 6: Induktorin valmistelu

Valettu 2,2 mikrohenry -induktori kuumennettiin liekissä, sen kapselointi poistettiin ja kierrokset laskettiin (niitä oli 12). Sitten se kelattiin takaisin käyttäen uutta lankaa paljaan ferriittisydämen päälle.

Päätin kaivaa induktorin sisään (suojaamiseksi), joten sen muoto on merkitty taululle. Kaikki tämä on tietysti todella tarpeetonta.

Vaihe 7: Induktori

Tämä on toinen näkymä valmistetusta induktorista.

Vaihe 8: Induktorin reikä

Olen veistänyt mukavan reiän induktorille istua.

Vaihe 9: Induktori paikallaan

Tältä kela näyttää, kun se on asennettu paikalleen.

Vaihe 10: Tulosuodatin

Sirun analogisen osan virta on suodatettava sarjavastuksen ja kondensaattorin avulla maahan. Nämä komponentit on asennettu paikoilleen. Kuparifolio toisesta romutetusta levystä nostettiin, leikattiin muotoon ja kiinnitettiin paikalleen osien yhdistämiseksi.

Tämä tekee asettelusta kaksipuolisen levyn - eräänlainen.

Vaihe 11: Lähtöliitin ja kondensaattori

Pari nastaista vanhasta emolevystä painettiin käyttöön 5 voltin säädetylle ulostulolle. 10 microfarad tantaalipinta -asennuskondensaattori juotettiin sen yli.

Kaikki vastukset ja kondensaattorit pelastettiin roskatyynyiltä.

Vaihe 12: Palautevastukset

TPS63000: n takaisinkytkentäsyöttö on syötettävä 500 millivoltin jännitteestä, joka on johdettu lähdöstä. 5 voltin nimellisteholla tämä tarkoittaa kymmenen tai kahden vastuksen jakosuhdetta, yhdeksän kertaa toista.

Kaikkien pinta -asennuslevyjeni irrotus (roskapostissani) oksensi kuvassa näkyvän parin. Ne liitettiin yhteen kuvan mukaisesti, sitten akkuun ja luotettava yleismittarini vahvisti, että jakosuhde oli todella kymmenen. Jos olet hämmentynyt, vasemmalla on 523K -vastus eli 5, 2 ja 3, jota seuraa kolme nollaa, ohmeina. Oikealla on 4,7 Megohmin vastus, eli 4 ja 7, jota seuraa viisi nollaa, ohmeina. 47 jaettuna yhdeksällä on noin 5,23.

Vaihe 13: Vastukset paikoillaan

Vastukset on juotettu paikalleen, mutta tilan rajoitusten vuoksi ne oli kiinnitettävä pystysuoraan lähtökondensaattoriin.

Koko asia pidetään yhdessä liberaalien superliiman sovellusten kanssa - muuten juotosliitokset voivat irrota joka kerta, kun levy putoaa pöydältä. Jäljelle jää vain kela ja tulokondensaattori.

Vaihe 14: Myös kondensaattorin markkinarako

Päätin leikata tulokondensaattorin piirilevyyn ja käyttää tuloliitännässä juotos nastoja.

Kondensaattorin ääriviivat on merkitty levylle leikkaamista varten.

Vaihe 15: Kondensaattorihauta

Kondensaattorikaivo on käyttövalmis.

Vaihe 16: Valmis levy

Levy on valmis, kaikki komponentit ovat paikoillaan.

Se testattiin. Ensin kahdella melko heikoilla kynän kennoilla - en luottanut käsityöni niin paljon - ja lähtö oli 5,04 volttia. Sitten kokeilin tietokoneeni USB -portin jännitettä - noin 5 volttia, vaikka se todennäköisesti hyppää kahden alemman numeron verran - ja silti lähtö pysyi vakaana samalla vanhalla 5,04 voltilla. Joten näyttää siltä, että tämä asia toimii ainakin alustavien testien aikana. Tietolomakkeen mukaan se alkaa 1,9 voltista ja hyväksyy enintään 5,5 volttia ja pitää lähtöjännitteen vakaana. Se on buck -boost -muunnin, mikä tarkoittaa, että se voi hyväksyä lähtöjännitteen ylä- ja alapuolella olevia tulojännitteitä ja vaihtaa tilojen välillä automaattisesti, jotta jännite pysyy vakaana. Se voidaan syöttää ladattavasta kennosta USB -syöttöjännitteen ylläpitämiseksi, vaikka kaapeli on irrotettu tietokoneesta - jos siitä on hyötyä.