5V Stabilized Supply สำหรับ USB Hub: 16 ขั้นตอน

2024 ผู้เขียน: John Day | [email protected]. แก้ไขล่าสุด: 2024-01-30 13:08

By neelandanit2n.netติดตามเพิ่มเติมโดยผู้เขียน:

เกี่ยวกับ: ฉันชื่อ Chandra Sekhar และฉันอาศัยอยู่ในอินเดีย ฉันสนใจอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ และสร้างวงจรแบบใช้ครั้งเดียวขนาดเล็กรอบๆ ชิปขนาดเล็ก (ชนิดอิเล็กทรอนิกส์) ข้อมูลเพิ่มเติมเกี่ยวกับนีแลนดัน »

นี่คือแหล่งจ่ายไฟที่มีความเสถียรซึ่งมีวัตถุประสงค์เพื่อใช้กับฮับ USB ที่ขับเคลื่อนด้วยบัสเพื่อส่งการจ่ายไฟที่มีความเสถียร + 5 โวลต์ไปยังอุปกรณ์ที่เชื่อมต่ออยู่

เนื่องจากความต้านทานของสายเคเบิลเชื่อมต่อและความต้านทานที่แนะนำสำหรับการตรวจจับกระแสสำหรับการป้องกันกระแสเกิน แรงดันไฟฟ้าที่ฮับสามารถอยู่ที่ใดก็ได้ระหว่าง +4.5 V (โหลด) ถึง +5.5 V วงจรนี้จะให้ +5 V ที่เสถียร ทั้งสองกรณี กล่าวคือ เป็นการออกแบบที่คุ้มค่า/เร่งความเร็ว โดยใช้ชิปควบคุมโหมดสวิตช์ TPS63000 ที่ผลิตโดย Texas Instruments สามารถส่ง +5 V ที่ 500 mA จากแรงดันไฟฟ้าขาเข้าที่ต่ำถึง 2 โวลต์ ดังนั้นจึงสามารถเพิ่มแบตเตอรี่แบบชาร์จไฟได้และอุปกรณ์ชาร์จ (แบบใช้ USB) เพื่อทำเป็น USB UPS สำหรับฮับ USB

ขั้นตอนที่ 1: การเตรียมแผงวงจร

ฉันตัดสินใจทำเลย์เอาต์ตามระนาบพื้น ชิปมีแผ่นบัดกรีสิบแผ่นและแผ่นระบายความร้อนที่จะบัดกรี และนี่เป็นวิธีที่แตกต่างออกไปในการลองใช้แพ็คเกจไร้สารตะกั่วประเภทนี้

เศษกระดาษด้านเดียวหุ้มทองแดงฟีนอลถูกตัดให้มีขนาดและโครงร่างของชิปวาดบนด้านที่ไม่ได้หุ้ม จากนั้นใช้ไขควงขนาดเล็กที่ลับมีดให้เป็นสิ่ว วัสดุก็ถูกดึงออก เพื่อทำเป็นช่องสำหรับวางชิป

ขั้นตอนที่ 2: ติดชิปใน

จากนั้นนำชิปไปติดกาวในพื้นที่จึงขุดออก

พูดอย่างเคร่งครัด ไม่จำเป็น แต่ฉันชอบความรู้สึกของการเซาะวัสดุ PCB และการเพิ่มมิติสามมิติให้กับวงจรก็สนุก

ขั้นตอนที่ 3: การเชื่อมต่อภาคพื้นดิน

ตอนนี้ชิปอยู่ในบอร์ดอย่างแน่นหนาแล้ว ก็ถึงเวลาวางแผนเชื่อมต่อสายดิน

เนื่องจากอีกด้านเป็นระนาบพื้นไม่ขาด จึงทำได้ง่าย เพียงเจาะรูและบัดกรีลวด

ขั้นตอนที่ 4: เจาะรู

เมื่อดูจากแผนผังแล้ว ต้องต่อไอซี 3 แผ่นกับกราวด์ เจาะรูสามรูในตำแหน่งที่เหมาะสม

ขั้นตอนที่ 5: บัดกรีตะกั่วกราวด์

ขั้นแรกให้บัดกรีสายไฟสามเส้นที่ด้านทองแดง จากนั้นงอเหนือ ic ตัดให้ได้ขนาดและบัดกรีไปที่แผ่นอิเล็กโทรดและแผ่นความร้อนส่วนกลาง

ขั้นตอนที่ 6: การเตรียมตัวเหนี่ยวนำ

ตัวเหนี่ยวนำ 2.2 ไมโครเฮนรี่แบบหล่อถูกให้ความร้อนในเปลวไฟ ถอดการห่อหุ้มออก และนับรอบ (มี 12 รอบ) จากนั้นจึงกรอลวดใหม่ทับแกนเฟอร์ไรต์เปลือย

ฉันตัดสินใจที่จะขุดตัวเหนี่ยวนำใน (เพื่อป้องกัน) เพื่อให้รูปร่างของมันถูกทำเครื่องหมายไว้บนกระดาน แน่นอนว่าทั้งหมดนี้ไม่จำเป็นจริงๆ

ขั้นตอนที่ 7: ตัวเหนี่ยวนำ

นี่เป็นอีกตัวอย่างหนึ่งของตัวเหนี่ยวนำที่เตรียมไว้

ขั้นตอนที่ 8: รูสำหรับตัวเหนี่ยวนำ

ฉันได้แกะสลักรูที่สวยงามสำหรับตัวเหนี่ยวนำให้นั่ง

ขั้นตอนที่ 9: ตัวเหนี่ยวนำเข้าที่

นี่คือลักษณะของตัวเหนี่ยวนำเมื่อติดตั้งเข้าที่

ขั้นตอนที่ 10: ตัวกรองสัญญาณเข้า

พลังงานไปยังส่วนอะนาล็อกของชิปจะต้องถูกกรองโดยตัวต้านทานแบบอนุกรมและตัวเก็บประจุลงกราวด์ ส่วนประกอบเหล่านี้ได้รับการติดตั้งในตำแหน่ง ฟอยล์ทองแดงจากกระดานที่เป็นเศษอีกแผ่นถูกยกขึ้น ตัดเป็นรูปร่าง และติดเข้าที่เพื่อเชื่อมต่อส่วนประกอบต่างๆ

สิ่งนี้ทำให้เลย์เอาต์เป็นกระดานสองด้าน

ขั้นตอนที่ 11: ขั้วต่อเอาต์พุตและตัวเก็บประจุ

พินคู่หนึ่งจากมาเธอร์บอร์ดเก่าถูกกดเข้าใช้งานสำหรับเอาต์พุตที่ควบคุม 5 โวลต์ ตัวเก็บประจุแบบแทนทาลัมแบบยึดพื้นผิวขนาด 10 microfarad ถูกบัดกรีให้ทั่ว

ตัวต้านทานและตัวเก็บประจุทั้งหมดได้รับการช่วยเหลือจากฮาร์ดดิสก์ขยะ

ขั้นตอนที่ 12: ตัวต้านทานคำติชม

อินพุตป้อนกลับของ TPS63000 จะต้องป้อนด้วยแรงดันไฟฟ้า 500 มิลลิโวลต์ที่ได้รับจากเอาต์พุต ด้วยเอาต์พุตที่ระบุ 5 โวลต์ นี่หมายถึงอัตราส่วนการหารของตัวต้านทานสิบหรือสองตัว ตัวหนึ่งเก้าเท่าของตัวต้านทานอื่นๆ

การค้นหาบอร์ดยึดพื้นผิวทั้งหมดของฉัน (ในถังขยะของฉัน) ได้โยนคู่ที่คุณเห็นในรูป พวกเขาเชื่อมต่อเข้าด้วยกันดังที่แสดง จากนั้นเชื่อมต่อกับแบตเตอรี่และมัลติมิเตอร์ที่เชื่อถือได้ของฉันได้ตรวจสอบอัตราส่วนการหารเป็นสิบจริงๆ หากคุณสับสน ทางด้านซ้ายคือตัวต้านทาน 523K เช่น 5, 2 และ 3 ตามด้วยศูนย์สามตัวในหน่วยโอห์ม ทางด้านขวาคือตัวต้านทาน 4.7 Megohm เช่น 4 และ 7 ตามด้วยศูนย์ห้าตัวในหน่วยโอห์ม 47 หารด้วยเก้า ได้ประมาณ 5.23

ขั้นตอนที่ 13: ตัวต้านทานอยู่ในตำแหน่ง

ตัวต้านทานได้รับการบัดกรีเข้าที่แล้ว แม้ว่าเนื่องจากข้อจำกัดของพื้นที่ พวกมันจะต้องติดอยู่ตรงไปยังตัวเก็บประจุเอาต์พุต

สิ่งทั้งหมดถูกยึดไว้ด้วยกันโดยใช้ superglue แบบเสรีนิยม - ไม่เช่นนั้นข้อต่อประสานอาจแยกออกจากกันทุกครั้งที่กระดานตกลงมาจากโต๊ะ ตอนนี้สิ่งที่เหลืออยู่สำหรับตัวเหนี่ยวนำและตัวเก็บประจุอินพุต

ขั้นตอนที่ 14: ช่องสำหรับตัวเก็บประจุด้วย

ฉันตัดสินใจตัดแผงวงจรสำหรับตัวเก็บประจุอินพุต และใช้หมุดบัดกรีสำหรับการเชื่อมต่ออินพุต

โครงร่างของตัวเก็บประจุถูกทำเครื่องหมายไว้บนกระดานเพื่อตัดออก

ขั้นตอนที่ 15: Capacitor Trench

ร่องเก็บประจุพร้อมสำหรับการใช้งาน

ขั้นตอนที่ 16: กระดานสำเร็จรูป

บอร์ดเสร็จแล้ว ส่วนประกอบทั้งหมดอยู่ในตำแหน่ง

มันถูกทดสอบ อย่างแรกกับเซลล์ไฟแช็กที่ค่อนข้างอ่อนแอสองเซลล์ - ฉันไม่ไว้วางใจงานฝีมือของฉันมากนัก - และผลลัพธ์คือ 5.04 โวลต์ ดีใจกับความสำเร็จ ฉันลองกับเซลล์ที่ดีสามเซลล์ - แรงดันไฟฟ้าอินพุต 4.5 โวลต์ - และเอาต์พุตยังคงเป็น 5.04 โวลต์ จากนั้นฉันก็ลองใช้แรงดันไฟฟ้าจากพอร์ต USB ของคอมพิวเตอร์ของฉัน - ประมาณ 5 โวลต์ แม้ว่าจะกระโดดไปมาบนตัวเลขสองหลักด้านล่างได้ - และเอาต์พุตยังคงคงที่ที่ 5.04 โวลต์แบบเดิม ดังนั้นดูเหมือนว่าสิ่งนี้จะได้ผล อย่างน้อยก็ในระหว่างการทดสอบเบื้องต้น ตามเอกสารข้อมูล เครื่องจะเริ่มต้นที่ 1.9 โวลต์ และยอมรับสูงสุด 5.5 โวลต์ และคงแรงดันไฟขาออกไว้อย่างมั่นคง เป็นตัวแปลงบั๊ก - บูสต์ ซึ่งหมายความว่าสามารถรับแรงดันไฟฟ้าอินพุตที่ด้านบนและด้านล่างของแรงดันเอาต์พุต โดยสลับไปมาระหว่างโหมดต่างๆ โดยอัตโนมัติเพื่อให้แรงดันไฟฟ้าคงที่ มันสามารถป้อนจากเซลล์แบบชาร์จไฟได้เพื่อรักษาแรงดันไฟของ USB แม้ว่าจะถอดสายเคเบิลออกจากคอมพิวเตอร์แล้วก็ตาม ถ้านั่นเป็นสิ่งที่ดี