Σταθεροποιημένη παροχή 5V για διανομέα USB: 16 βήματα

2024 Συγγραφέας: John Day | [email protected]. Τελευταία τροποποίηση: 2024-01-30 08:38

Ακολουθήστε περισσότερα από τον συγγραφέα:

Σχετικά: Είμαι ο Chandra Sekhar και ζω στην Ινδία. Ενδιαφέρομαι για τα ηλεκτρονικά και τη δημιουργία μικρών εφάπαξ κυκλωμάτων γύρω από μικροσκοπικά τσιπ (το ηλεκτρονικό είδος). Περισσότερα για το neelandan »

Πρόκειται για μια σταθεροποιημένη παροχή που προορίζεται να χρησιμοποιηθεί με διανομέα USB που λειτουργεί με δίαυλο, προκειμένου να παρέχει σταθεροποιημένη παροχή + 5 volt στις συσκευές που είναι συνδεδεμένες σε αυτήν.

Λόγω της αντίστασης του καλωδίου σύνδεσης και των αντιστάσεων που εισάγονται για την ανίχνευση ρεύματος για προστασία από υπερρεύματα, η τάση στο διανομέα μπορεί να είναι οπουδήποτε μεταξύ +4,5 V (φορτωμένο) και +5,5 V. Αυτό το κύκλωμα θα παρέχει σταθεροποιημένα +5 V σε Και οι δύο περιπτώσεις, δηλαδή, είναι ένας σχεδιασμός buck/boost, χρησιμοποιώντας το τσιπ ρυθμιστή λειτουργίας TPS63000 που κατασκευάζεται από την Texas Instruments. Μπορεί να αποδώσει +5 V στα 500 mA από τάσεις εισόδου τόσο χαμηλά όσο 2 Volts, ώστε να μπορεί να προστεθεί μια επαναφορτιζόμενη μπαταρία και ο φορτιστής της (με τροφοδοσία USB) για μετατροπή σε USB UPS για το διανομέα USB.

Βήμα 1: Προετοιμασία της πλακέτας κυκλωμάτων

Αποφάσισα να κάνω μια διάταξη με βάση το αεροπλάνο εδάφους. Το τσιπ έχει δέκα μαξιλάρια συγκόλλησης και ένα θερμικό μαξιλάρι για συγκόλληση, και αυτή ήταν μια διαφορετική μέθοδος για να δοκιμάσετε με αυτούς τους τύπους πακέτων χωρίς μόλυβδο.

Ένα κομμάτι από μονόπλευρη επένδυση φαινολικού χαλκού από χαρτί κόπηκε στο μέγεθος και το περίγραμμα του τσιπ σχεδιάστηκε στην άπλωτη πλευρά του. Στη συνέχεια, με ένα μικρό κατσαβίδι ακονισμένο σε σμίλη, αφαιρέθηκε το υλικό, κάνοντας μια θέση για να καθίσει το τσιπ.

Βήμα 2: Κολλήστε το Chip In

Το τσιπ στη συνέχεια κολλάται στο χώρο που έχει σκάψει.

Αυτό είναι, αυστηρά μιλώντας, περιττό, αλλά μου άρεσε η αίσθηση της εξαγωγής του υλικού PCB και ήταν διασκεδαστικό να προσθέσω τρεις τρισδιάστατες ιδιότητες στο κύκλωμα.

Βήμα 3: Οι συνδέσεις εδάφους

Τώρα που το τσιπ είναι σταθερά μέσα στον πίνακα, ήρθε η ώρα να σχεδιάσουμε τη σύνδεση των αγωγών γείωσης.

Δεδομένου ότι η άλλη πλευρά είναι ένα αδιάσπαστο επίπεδο γείωσης, αυτό είναι εύκολο: απλά ανοίξτε τρύπες και κολλήστε ένα σύρμα.

Βήμα 4: Τρύπες διάτρησης

Κοιτάζοντας το σχηματικό, τρία μαξιλάρια του ic πρέπει να συνδεθούν με τη γείωση. Τρεις οπές λοιπόν ανοίγονται στα κατάλληλα σημεία.

Βήμα 5: Κολλήσεις αγωγών εδάφους

Τρία σύρματα συγκολλούνται πρώτα στην πλευρά του χαλκού, στη συνέχεια λυγίζουν πάνω από το ic, κόβονται στο μέγεθος και συγκολλούνται στα μαξιλάρια και στο κεντρικό θερμικό μαξιλάρι.

Βήμα 6: Προετοιμασία του επαγωγέα

Ένας χυτευμένος επαγωγέας 2,2 μικροαινίων θερμάνθηκε σε φλόγα, αφαιρέθηκε ο εγκλεισμός του και μετρήθηκαν οι στροφές (υπήρχαν 12). Στη συνέχεια αναδιπλώθηκε χρησιμοποιώντας φρέσκο σύρμα πάνω από τον γυμνό πυρήνα φερρίτη.

Αποφάσισα να σκάψω τον επαγωγέα (για προστασία) έτσι το σχήμα του έχει επισημανθεί στον πίνακα. Όλα αυτά, φυσικά, είναι πραγματικά περιττά.

Βήμα 7: Ο επαγωγέας

Αυτή είναι μια άλλη προβολή του προετοιμασμένου επαγωγέα.

Βήμα 8: Η τρύπα για τον επαγωγέα

Έχω χαράξει μια ωραία τρύπα για να καθίσει ο επαγωγέας.

Βήμα 9: Ο επαγωγέας στη θέση του

Έτσι φαίνεται ο επαγωγέας όταν τοποθετείται στη θέση του.

Βήμα 10: Το φίλτρο εισόδου

Η ισχύς στο αναλογικό τμήμα του τσιπ πρέπει να φιλτράρεται από μια σειρά αντίστασης και πυκνωτή στη γείωση. Αυτά τα εξαρτήματα έχουν τοποθετηθεί στη θέση τους. Το φύλλο χαλκού από άλλο ξύλο ανασηκώθηκε, κόπηκε σε σχήμα και κολλήθηκε στη θέση του για να συνδεθούν τα εξαρτήματα.

Αυτό κάνει τη διάταξη σε έναν πίνακα διπλής όψης - κάπως.

Βήμα 11: Ο συνδετήρας εξόδου και ο πυκνωτής

Ένα ζευγάρι καρφίτσες από μια παλιά μητρική πλακέτα πιέστηκε σε λειτουργία για τη ρυθμιζόμενη έξοδο 5 volt. Ο πυκνωτής τοποθέτησης ταντάλιου 10 microfarad συγκολλήθηκε σε αυτό.

Όλες οι αντιστάσεις και οι πυκνωτές διασώθηκαν από σκληρούς δίσκους.

Βήμα 12: Οι αντιστάσεις ανάδρασης

Η είσοδος ανάδρασης του TPS63000 πρέπει να τροφοδοτείται με τάση 500 millivolt που προέρχεται από την έξοδο. Με ονομαστική έξοδο 5 volt, αυτό σημαίνει λόγο διαίρεσης δέκα ή δύο αντιστάσεων, η μία εννέα φορές η άλλη.

Ξανατσανίζοντας όλους τους πίνακες τοποθέτησης στην επιφάνεια μου (στο junkbox μου) έριξα το ζευγάρι που βλέπετε στο σχήμα. Συνδέθηκαν μεταξύ τους όπως φαίνεται, στη συνέχεια συνδέθηκαν με μια μπαταρία και το αξιόπιστο πολύμετρό μου επιβεβαίωσε ότι ο λόγος διαίρεσης ήταν πράγματι δέκα. Εάν έχετε μπερδευτεί, στα αριστερά υπάρχει μια αντίσταση 523K, δηλαδή, 5, 2 και 3, ακολουθούμενη από τρία μηδενικά, σε ωμ. Στα δεξιά υπάρχει μια αντίσταση 4,7 Megohm, δηλαδή, 4 και 7 ακολουθούμενη από πέντε μηδενικά, σε ωμ. 47 διαιρούμενο με εννέα είναι περίπου 5,23.

Βήμα 13: Οι αντιστάσεις στη θέση τους

Οι αντιστάσεις έχουν κολληθεί στη θέση τους, αν και λόγω των περιορισμών του χώρου έπρεπε να κολλήσουν όρθια στον πυκνωτή εξόδου.

Το όλο θέμα συνδυάζεται με φιλελεύθερες εφαρμογές υπερκολλήματος - αλλιώς οι αρμοί συγκόλλησης μπορεί να διαλύονται κάθε φορά που ο πίνακας έπεφτε από το τραπέζι. Τώρα το μόνο που απομένει είναι για τον επαγωγέα και τον πυκνωτή εισόδου.

Βήμα 14: Θέση για τον πυκνωτή, επίσης

Αποφάσισα να κόψω τον πίνακα για τον πυκνωτή εισόδου και να χρησιμοποιήσω πείρους συγκόλλησης για τη σύνδεση εισόδου.

Το περίγραμμα του πυκνωτή έχει επισημανθεί στον πίνακα για αποκοπή.

Βήμα 15: Τάφρος πυκνωτή

Η τάφρος του πυκνωτή είναι έτοιμη για χρήση.

Βήμα 16: Ο τελικός πίνακας

Ο πίνακας έχει τελειώσει, όλα τα εξαρτήματα είναι στη θέση τους.

Δοκιμάστηκε. Πρώτα με δύο μάλλον αδύναμα κελιά φωτισμού - δεν εμπιστεύτηκα τόσο πολύ τη δουλειά μου - και η έξοδος ήταν 5,04 βολτ Ευχάριστη με την επιτυχία, το δοκίμασα με τρεις καλές κυψέλες - τάση εισόδου 4,5 βολτ - και η έξοδος ήταν ακόμα 5,04 βολτ Στη συνέχεια, δοκίμασα την τάση από τη θύρα USB του υπολογιστή μου - περίπου 5 βολτ, αν και είναι πιθανό να μεταπηδήσω στα κάτω δύο ψηφία - και παρόλα αυτά η έξοδος διατηρήθηκε σταθερή στα ίδια παλιά 5,04 βολτ. Φαίνεται λοιπόν ότι αυτό το πράγμα λειτουργεί, τουλάχιστον κατά τη διάρκεια προκαταρκτικών δοκιμών. Σύμφωνα με το φύλλο δεδομένων θα ξεκινήσει στα 1,9 βολτ και θα δεχτεί το πολύ 5,5 βολτ και θα διατηρήσει σταθερή την τάση εξόδου του. Είναι ένας μετατροπέας buck -boost, που σημαίνει ότι μπορεί να δεχθεί τάσεις εισόδου πάνω και κάτω από την τάση εξόδου του, αλλάζοντας αυτόματα μεταξύ των λειτουργιών προκειμένου να διατηρείται σταθερή η τάση. Θα μπορούσε να τροφοδοτηθεί από μια επαναφορτιζόμενη κυψέλη για να διατηρήσει την τάση τροφοδοσίας USB ακόμη και όταν το καλώδιο αποσυνδεθεί από τον υπολογιστή - αν αυτό είναι καλό.