5V stabilizirano napajanje za USB čvorište: 16 koraka

2025 Autor: John Day | [email protected]. Zadnja promjena: 2025-01-23 14:47

Autor neelandanit2n.netSlijedi više od autora:

O: Ja sam Chandra Sekhar i živim u Indiji. Zanima me elektronika i izgradnja malih jednokratnih sklopova oko sitnih čipova (elektroničke vrste). Više o Nizozemskoj »

Ovo je stabilizirani izvor napajanja koji se namjerava koristiti sa USB razdjelnikom koji se napaja sabirnicom kako bi se isporučilo stabilizirano napajanje od 5 V na uređaje spojene na njega.

Zbog otpora spojnog kabela i otpora uvedenih za mjerenje struje radi prekomjerne zaštite, napon na glavčini može biti bilo gdje između +4,5 V (opterećen) i +5,5 V. Ovaj će krug isporučiti stabilizirano +5 V u u oba slučaja, tj. radi se o dizajnu "buck/boost", koristeći čip regulatora načina rada sklopke TPS63000 proizvođača Texas Instruments. Može isporučiti +5 V pri 500 mA od ulaznih napona do 2 V pa se može dodati punjiva baterija i njezin punjač (napaja se USB -om) kako bi se pretvorio u USB UPS za USB čvorište.

Korak 1: Priprema pločice

Odlučio sam napraviti izgled temeljen na tlu. Čip ima deset lemnih jastučića i termički jastučić za lemljenje, a ovo je bila drugačija metoda za isprobavanje ovih vrsta pakiranja bez olova.

Odlomak jednostranog papira obložen fenolnim bakrom izrezan je na veličinu, a obris čipa nacrtan na njegovoj neobloženoj strani. Zatim je malim odvijačem naoštrenim u dlijeto uklonjen materijal, čime je nastala niša za sjedenje čipa.

Korak 2: Lijepljenje čipa unutra

Čip se zatim lijepi u tako iskopan prostor.

Ovo je, strogo govoreći, nepotrebno, ali svidio mi se osjećaj iskopavanja PCB materijala i bilo je zabavno dodati krug u tri dimenzije.

Korak 3: Priključci uzemljenja

Sada kada je čip čvrsto u ploči, vrijeme je za planiranje spajanja kabela za uzemljenje.

Budući da je druga strana neprekinuta ravnina uzemljenja, to je jednostavno: samo izbušite rupe i lemite žicu.

Korak 4: Bušenje rupa

Gledajući shemu, tri jastučića IC moraju biti spojena na uzemljenje. Tako se na odgovarajućim mjestima izbuše tri rupe.

Korak 5: Olovci za lemljenje

Tri žice se prvo lemljuju sa bakrene strane, zatim se savijaju iznad leda, režu se na veličinu i leme na jastučiće i središnju termalnu podlogu.

Korak 6: Priprema induktora

Lijevani induktor od 2,2 mikroherija zagrijan je u plamenu, uklonjena je njegova enkapsulacija i brojeni su zavoji (bilo ih je 12). Zatim je svježom žicom premotano preko gole feritne jezgre.

Odlučio sam ukopati induktor (radi zaštite) pa je njegov oblik označen na ploči. Sve je to, naravno, doista nepotrebno.

Korak 7: Induktor

Ovo je još jedan prikaz pripremljenog induktora.

Korak 8: Rupa za induktor

Izrezao sam lijepu rupu za sjedenje induktora.

Korak 9: Induktor na mjestu

Ovako induktor izgleda kada se postavi na mjesto.

Korak 10: Ulazni filtar

Napajanje analognog dijela čipa mora se filtrirati serijskim otpornikom i kondenzatorom na masu. Ove su komponente postavljene na svoje mjesto. Bakrena folija s druge otpadne ploče podignuta je, izrezana u oblik i zalijepljena za spajanje komponenti.

To čini izgled dvostranom pločom - na neki način.

Korak 11: Izlazni priključak i kondenzator

Par iglica sa stare matične ploče stavljen je u pogon za 5 voltni regulirani izlaz. Površinski kondenzator od tanfala od 10 mikrofarada lemljen je preko njega.

Svi otpornici i kondenzatori spašeni su s pokvarenih tvrdih diskova.

Korak 12: Otpornici povratne sprege

Povratni ulaz TPS63000 mora biti napajan naponom od 500 milivolti izvedenih iz izlaza. S nazivnim izlazom od 5 V, to znači omjer podjele od deset ili dva otpornika, jedan devet puta drugi.

Obuhvativši sve moje ploče za površinsko postavljanje (u mojoj bezvrijednoj kutiji) izbacio je par koji vidite na slici. Spojili su ih kako je prikazano, zatim spojeni na bateriju i moj pouzdani multimetar je potvrdio da je omjer podjele doista deset. Ako ste zbunjeni, s lijeve strane nalazi se 523K otpornik, tj. 5, 2 i 3 nakon čega slijede tri nule, u ohmima. Desno je otpornik od 4,7 Megohma, tj. 4 i 7 nakon kojih slijedi pet nula, u ohmima. 47 podijeljeno s devet je približno 5,23.

Korak 13: Otpornici na mjestu

Otpornici su lemljeni na mjestu, iako su zbog ograničenja prostora morali biti uspravno zalijepljeni na izlazni kondenzator.

Cijela se stvar drži zajedno s liberalnim primjenama super ljepila - inače bi se spojevi za lemljenje mogli raspasti svaki put kad ploča padne sa stola. Sada ostaje samo induktor i ulazni kondenzator.

Korak 14: Niša za kondenzator, također

Odlučio sam izrezati ploču za ulazni kondenzator, a za ulaznu vezu koristiti lemne igle.

Obris kondenzatora označen je na ploči za izrezivanje.

Korak 15: Kondenzatorski rov

Kondenzatorski rov spreman je za upotrebu.

Korak 16: Gotova ploča

Ploča je gotova, sve komponente su na svom mjestu.

Testirano je. Prvo s dvije prilično slabe ćelije svjetla - nisam toliko vjerovao svom ručnom radu - a izlaz je bio 5,04 volti. Zadovoljan uspjehom, isprobao sam to s tri dobre ćelije - ulazni napon od 4,5 volta - a izlaz je i dalje bio 5,04 volti Zatim sam isprobao napon s USB priključka računala - oko 5 volti, iako sam mogao preskočiti na donje dvije znamenke - i dalje je izlaz ostao stabilan na istih starih 5,04 volti. Dakle, čini se da ova stvar funkcionira, barem tijekom preliminarnih testova. Prema podatkovnom listu, počet će s 1,9 volta i prihvatiti maksimalno 5,5 volti, a izlazni napon će ostati stabilan. To je pretvarač u pojačanju, što znači da može prihvatiti ulazni napon iznad i ispod izlaznog napona, automatski se prebacujući između načina rada kako bi napon bio stabilan. Može se napajati iz punjive ćelije kako bi se održao USB opskrbni napon čak i kad je kabel odspojen od računala - ako je to dobro.