Nguồn cung cấp ổn định 5V cho Hub USB: 16 bước

2024 Tác giả: John Day | [email protected]. Sửa đổi lần cuối: 2024-01-30 13:36

Theo neelandanit2n.netFollow More của tác giả:

Giới thiệu: Tôi là Chandra Sekhar, và tôi sống ở Ấn Độ. Tôi quan tâm đến thiết bị điện tử và xây dựng các mạch điện tử nhỏ xung quanh các con chip nhỏ (loại điện tử). Thông tin thêm về neelandan »

Đây là nguồn cung cấp ổn định được thiết kế để sử dụng với bộ chia USB cấp nguồn trên bus để cung cấp nguồn điện ổn định + 5 volt cho các thiết bị được kết nối với nó.

Do điện trở của cáp kết nối và các điện trở được giới thiệu cho cảm biến dòng điện để bảo vệ quá dòng, điện áp tại trung tâm có thể ở bất kỳ đâu trong khoảng từ +4,5 V (có tải) đến +5,5 V. Mạch này sẽ cung cấp +5 V ổn định trong cả hai trường hợp, tức là, nó là một thiết kế buck / boost, sử dụng chip điều chỉnh chế độ chuyển đổi TPS63000 do Texas Instruments sản xuất. Nó có thể cung cấp +5 V ở 500 mA từ điện áp đầu vào thấp nhất là 2 Volt, do đó có thể thêm pin sạc và bộ sạc (được cấp nguồn qua USB) để biến thiết bị này thành một bộ lưu điện USB cho bộ chia USB.

Bước 1: Chuẩn bị bảng mạch

Tôi quyết định bố trí dựa trên mặt đất. Con chip có mười miếng hàn và một miếng nhiệt được hàn và đây là một phương pháp khác để thử với những loại gói không chứa chì này.

Một mảnh vụn của lớp đồng phenolic bằng giấy một mặt đã được cắt theo kích thước và đường viền của con chip được vẽ ở mặt không cắt của nó. Sau đó, với một chiếc tuốc nơ vít nhỏ được mài thành một cái đục, vật liệu được lấy ra, tạo thành một ngách cho con chip vào.

Bước 2: Dán chip vào

Con chip sau đó được dán vào không gian được đào ra.

Nói một cách chính xác thì điều này là không cần thiết nhưng tôi thích cảm giác đục khoét vật liệu PCB và thật thú vị khi thêm một số ba chiều vào mạch.

Bước 3: Kết nối mặt đất

Bây giờ con chip đã nằm chắc chắn bên trong bo mạch, đã đến lúc lên kế hoạch kết nối các dây dẫn nối đất.

Vì mặt còn lại là mặt phẳng đất liền mạch nên việc này rất dễ dàng: chỉ cần khoan lỗ và hàn dây.

Bước 4: Khoan lỗ

Nhìn vào sơ đồ, ba miếng đệm của ic phải được kết nối với đất. Vì vậy, ba lỗ được khoan ở những nơi thích hợp.

Bước 5: Hàn nối đất

Ba dây đầu tiên được hàn ở mặt đồng, sau đó uốn cong trên ic, cắt theo kích thước và hàn vào các tấm đệm và tấm tản nhiệt trung tâm.

Bước 6: Chuẩn bị cuộn cảm

Một cuộn cảm 2,2 microhenry đúc được nung trong ngọn lửa, lớp vỏ bọc của nó bị loại bỏ, và số lượt được đếm (có 12). Sau đó, nó được quấn lại bằng cách sử dụng dây mới trên lõi ferit trần.

Tôi quyết định đào cuộn cảm vào (để bảo vệ) để hình dạng của nó đã được đánh dấu trên bảng. Tất cả điều này, tất nhiên, thực sự không cần thiết.

Bước 7: Cuộn cảm

Đây là một wiew khác của cuộn cảm đã chuẩn bị.

Bước 8: Lỗ cho cuộn cảm

Tôi đã khoét một lỗ đẹp để cuộn cảm có thể ngồi vào.

Bước 9: Cuộn cảm tại chỗ

Đây là hình thức của cuộn cảm khi được lắp vào đúng vị trí.

Bước 10: Bộ lọc đầu vào

Nguồn cho phần Analogue của chip phải được lọc bằng một điện trở nối tiếp và tụ điện nối đất. Các thành phần này đã được lắp vào vị trí. Lá đồng từ một tấm ván vụn khác được nâng lên, cắt thành hình và dán vào vị trí để kết nối các thành phần.

Điều này làm cho bố cục thành một bảng hai mặt - đại loại như vậy.

Bước 11: Đầu nối đầu ra và tụ điện

Một cặp chân từ một bo mạch chủ cũ đã được nhấn vào phục vụ cho đầu ra điều chỉnh 5 volt. Tụ điện gắn trên bề mặt tantali 10 microfarad được hàn trên nó.

Tất cả các điện trở và tụ điện đã được giải cứu khỏi các đĩa cứng bị ghép nối.

Bước 12: Điện trở phản hồi

Đầu vào phản hồi của TPS63000 phải được cấp điện áp 500 milivôn từ đầu ra. Với đầu ra danh định 5 vôn, điều này có nghĩa là tỷ lệ phân chia của mười hoặc hai điện trở, một là chín lần điện trở kia.

Việc lục tung tất cả các bảng gắn kết bề mặt của tôi (trong hộp thư rác của tôi) đã ném cặp mà bạn thấy trong hình. Chúng được kết nối với nhau như hình minh họa, sau đó được kết nối với pin và đồng hồ vạn năng đáng tin cậy của tôi đã xác minh rằng tỷ lệ phân chia thực sự là mười. Nếu bạn nhầm lẫn, ở bên trái là điện trở 523K, tức là, 5, 2 và 3 theo sau là ba số 0, tính bằng ohms. Ở bên phải là một điện trở 4,7 Megohm, tức là 4 và 7 theo sau là năm số 0, tính bằng ohms. 47 chia cho chín được xấp xỉ 5,23.

Bước 13: Các điện trở vào vị trí

Các điện trở đã được hàn vào vị trí, mặc dù do hạn chế về không gian, chúng phải được dán thẳng đứng vào tụ điện đầu ra.

Toàn bộ mọi thứ được tổ chức cùng với các ứng dụng tự do của chất siêu dính - nếu không, các mối nối hàn có thể bị bung ra mỗi khi tấm ván rơi khỏi bàn. Bây giờ tất cả những gì còn lại là dành cho cuộn cảm và tụ điện đầu vào.

Bước 14: Thích hợp cho Tụ điện

Tôi quyết định cắt vào bo mạch cho tụ điện đầu vào và sử dụng chân hàn cho kết nối đầu vào.

Đường viền của tụ điện đã được đánh dấu trên bảng để cắt ra.

Bước 15: Rãnh tụ điện

Rãnh tụ điện đã sẵn sàng để sử dụng.

Bước 16: Bảng thành phẩm

Bo mạch đã hoàn thành, tất cả các thành phần đã vào vị trí.

Nó đã được thử nghiệm. Đầu tiên với hai ô penlight khá yếu - tôi không tin tưởng lắm vào công việc thủ công của mình - và đầu ra là 5,04 vôn. Sau đó, tôi đã thử điện áp từ cổng USB của máy tính - khoảng 5 volt, mặc dù có thể nhảy xung quanh hai chữ số thấp hơn - và đầu ra vẫn ổn định ở cùng mức 5,04 volt cũ. Vì vậy, có vẻ như thứ này hoạt động, ít nhất là trong các thử nghiệm sơ bộ. Theo biểu dữ liệu, nó sẽ bắt đầu ở 1,9 volt và chấp nhận tối đa là 5,5 volt và giữ ổn định điện áp đầu ra. Nó là một bộ chuyển đổi buck-boost, có nghĩa là nó có thể chấp nhận điện áp đầu vào cao hơn và thấp hơn điện áp đầu ra của nó, tự động chuyển đổi giữa các chế độ để giữ điện áp ổn định. Nó có thể được cấp nguồn từ một tế bào có thể sạc lại để duy trì điện áp nguồn USB ngay cả khi cáp bị ngắt kết nối khỏi máy tính - nếu điều đó là tốt.