5V stabiliseret forsyning til USB -hub: 16 trin

2024 Forfatter: John Day | [email protected]. Sidst ændret: 2024-01-30 08:30

Af neelandanit2n.net Følg mere af forfatteren:

Om: Jeg er Chandra Sekhar, og jeg bor i Indien. Jeg er interesseret i elektronik og at bygge små engangskredsløb omkring små chips (den elektroniske slags). Mere om neelandan »

Dette er en stabiliseret forsyning beregnet til at blive brugt med en busdrevet USB -hub for at levere en stabiliseret + 5 volt forsyning til de enheder, der er tilsluttet den.

På grund af tilslutningskablets modstand og de modstande, der er indført for strømføling til overstrømsbeskyttelse, kan spændingen ved navet være alt mellem +4,5 V (belastet) og +5,5 V. Dette kredsløb vil levere en stabiliseret +5 V i begge sager, dvs. det er et buk/boost -design, der bruger TPS63000 switch mode regulator chip fremstillet af Texas Instruments. Det kan levere +5 V ved 500 mA fra indgangsspændinger så lave som 2 volt, så et genopladeligt batteri og dets (USB -drevne) oplader kan tilføjes for at gøre dette til en USB UPS til USB -hubben.

Trin 1: Forberedelse af printkortet

Jeg besluttede at lave et grundplanbaseret layout. Chippen har ti loddepuder og en termisk pude, der skal loddes, og dette var en anden metode at prøve med disse typer blyløse pakker.

Et skrot af ensidig papir phenolisk kobber beklædt til størrelse og flisens kontur trukket på dens uklædte side. Derefter blev der fjernet materiale med en lille skruetrækker, der blev skærpet til en mejsel, hvilket gjorde en niche for chippen at sidde i.

Trin 2: Limning af chippen ind

Chippen limes derefter ind i rummet, så gravet ud.

Dette er strengt taget unødvendigt, men jeg kunne godt lide følelsen af at fjerne PCB -materialet, og det var sjovt at tilføje tre dimensioner til kredsløbet.

Trin 3: Jordforbindelserne

Nu hvor chippen er fast inde i brættet, er det tid til at planlægge at forbinde jordledningerne.

Da den anden side er et ubrudt jordplan, er dette let: bare bor huller og lod en tråd.

Trin 4: Boring af huller

Når man ser på skematikken, skal tre pads af ic forbindes til jorden. Så der bores tre huller de relevante steder.

Trin 5: Lodningsledninger

Tre ledninger loddes først på kobbersiden, bukkes derefter over ic, skæres i størrelse og loddes til puderne og den centrale termiske pude.

Trin 6: Klargøring af induktoren

En støbt 2,2 mikrohenry induktor blev opvarmet i en flamme, dens indkapsling fjernet, og svingene tælles (der var 12). Det blev derefter spolet tilbage ved hjælp af frisk tråd over den bare ferritkerne.

Jeg besluttede at grave induktoren ind (for beskyttelse), så dens form er blevet markeret på tavlen. Alt dette er naturligvis virkelig unødvendigt.

Trin 7: Induktoren

Dette er endnu et billede af den forberedte induktor.

Trin 8: Hullet til induktoren

Jeg har skåret et godt hul ud for induktoren at sidde i.

Trin 9: Induktoren på plads

Sådan ser induktoren ud, når den monteres på plads.

Trin 10: Inputfilteret

Strømmen til den analoge sektion af chippen skal filtreres af en seriemodstand og kondensator til jord. Disse komponenter er monteret på plads. Kobberfolie fra et andet skrotbræt blev løftet, skåret i form og sat på plads for at forbinde komponenterne.

Dette gør layoutet til et dobbeltsidet bord - sådan.

Trin 11: Output -stikket og kondensatoren

Et par ben fra et gammelt bundkort blev presset i drift for den 5 volt regulerede effekt. Den 10 mikrofarad tantal overflademonteringskondensator blev loddet hen over den.

Alle modstande og kondensatorer blev reddet fra uønskede harddiske.

Trin 12: Feedback -modstanderne

Feedbackindgangen på TPS63000 skal fødes med en spænding på 500 millivolt afledt af udgangen. Med en 5 volt nominel effekt betyder dette et divisionsforhold på ti eller to modstande, den ene ni gange den anden.

Ransacking af alle mine overflademonteringsbrædder (i min junkbox) kastede det par, du ser på figuren, op. De blev forbundet som vist, derefter tilsluttet et batteri, og mit troværdige multimeter bekræftede, at divisionsforholdet faktisk var ti. Hvis du er forvirret, er til venstre en 523K modstand, dvs. 5, 2 og 3 efterfulgt af tre nuller, i ohm. Til højre er en 4,7 Megohm modstand, dvs. 4 og 7 efterfulgt af fem nuller, i ohm. 47 divideret med ni er cirka 5,23.

Trin 13: Modstanderne på plads

Modstandene er loddet på plads, selvom de på grund af begrænsninger i rummet skulle sidde fast på udgangskondensatoren.

Det hele holdes sammen med liberale anvendelser af superlim - ellers kan loddefugerne falde fra hinanden, hver gang brættet faldt af bordet. Nu er der kun tilbage for induktoren og indgangskondensatoren.

Trin 14: Niche til kondensatoren også

Jeg besluttede at skære ind i tavlen til inputkondensatoren og bruge loddepinde til inputforbindelsen.

Kondensatorens omrids er markeret på tavlen til udskæring.

Trin 15: Kondensatorgrav

Kondensatorgraven er klar til brug.

Trin 16: Det færdige bord

Tavlen er færdig, alle komponenter er på plads.

Det blev testet. Først med to temmelig svage penlightceller - jeg stolede ikke så meget på mit håndværk - og output var 5,04 volt Glad med succes, jeg prøvede det med tre gode celler - en indgangsspænding på 4,5 volt - og output var stadig 5,04 volt Derefter prøvede jeg spændingen fra USB -porten på min computer - omkring 5 volt, selvom den kunne springe rundt på de nederste to cifre - og stadig holdt output ved den samme gamle 5,04 volt. Så det ser ud til, at denne ting virker, i hvert fald under indledende tests. Ifølge databladet starter det ved 1,9 volt og accepterer maksimalt 5,5 volt og holder udgangsspændingen stabil. Det er en buck -boost -konverter, hvilket betyder, at den kan acceptere indgangsspændinger over og under sin udgangsspænding og automatisk skifte mellem tilstande for at holde spændingen stabil. Det kan blive tilført fra en genopladelig celle for at opretholde USB -forsyningsspændingen, selvom kablet er afbrudt fra computeren - hvis det er godt.