USB változó feszültségű tápegység: 7 lépés (képekkel)

2024 Szerző: John Day | [email protected]. Utoljára módosítva: 2024-01-30 09:39

Már egy ideje van egy ötletem egy USB tápellátással rendelkező tápegységre. A tervezés során kissé sokoldalúbbá tettem, lehetővé téve nemcsak az USB bemenetet, hanem a 3 VDC és 8 VDC közötti USB -csatlakozón vagy banán dugón keresztül. A kimenet azt a típusú aljzatot használja, amelyet egy fali szemölcsben és két banán dugóban talál. Ha 5 voltot táplál, akkor a kimenetet 1,3 és 20 volt között változtathatja, enyhén terhelve, alacsonyabb feszültséggel, akár 200 mA -ig. Az előlapon egy digitális kijelző található, amely megjeleníti a terheléshez tartozó feszültségeket és áramot. A fenti képen egy mini oszcilloszkópot szállítok 9 voltos 120 mA -es feszültséggel az 5 voltos USB -tápegységből egy laptop USB -csatlakozójáról.

Kellékek:

Alkatrészek

(1) 240 ohmos ellenállás, 1/4 watt

(1) 67 k ellenállás, 1/4 watt

(2) 4,7 k ellenállás 1/4 watt

(3) 1 k ellenállás, 1/4 watt

(3) 2N3904 tranzisztorok

(1) IRF520 Mosfet vagy azzal egyenértékű

(2) 1N914 kapcsoló diódák

(1) 1N4007 dióda

(2).01 uF kerámia kondenzátorok (a vázlat szerint 8 nF vagy.008 uF, de 0,01 uF könnyebben beszerezhető)

(2) 10 uF elektrolit kondenzátor, 50 volt

(1) 470 uF 50 voltos elektrolit kondenzátor

(1) 56 uH induktor (tetszés szerint felcsavarható egy kis toroidra)

(1) 100 ezer díszítőedény

(1) 5k 1/2 wattos potenciométer, lineáris kúpos

(1) LM317 IC feszültségszabályozó IC chip

(4) banán emelő (férfi)

(1) standard méretű USB -csatlakozó (férfi)

(1) digitális voltmérő ampermérő modul

(1) Ház

(1) Perf vagy prototípus -tábla

(1) fekete gomb csavarhúzóval

Hőre zsugorodó cső

Különböző színű csatlakozó huzal

Ásócsatlakozók (különböző méretek)

Hűtőborda és szilíciumvegyület az LM317 -hez

Eszközök

Forrasztópáka, Forrasztó, Forró olvadék ragasztó, Fúró fúrószárral, válogatott csavarhúzó, különböző típusú kis fogó, multiméter és oszcilloszkóp

1. lépés: Alkatrészek beszerzése

Szándékosan olyan alkatrészeket használtam, amelyek könnyen megtalálhatók, és lementhetők az elektronikus táblákról. Az LM317 IC nagyon gyakori, a 2N3904 tranzisztorok általános célúak, és sokféle típus helyettesíthető. A Mosfet szintén nagyon gyakori, és más típusok is használhatók helyettesítőként, amennyiben a helyettesítő N-csatornás Mosfet és hasonló minősítéssel rendelkezik. Az induktivitás nem kritikus, és sok 50 és 200 nH közötti tartományban használható. Ebből a célból kimentem őket a használt CFL izzó meghajtó tábláiból. Bármilyen típusú projektdoboz használható. Ez volt a kezemben, de egy olcsóbb fekete tökéletesen megfelel. Ami a parfüm tábla használatát illeti, ez az én személyes választásom a módosítások egyszerűsége érdekében.

2. lépés: Elmélet az áramkör mögött

A fenti hullámforma fotók a hullámforma előrehaladását mutatják. Az első a hullámformát mutatja a jobb oldali 1N914 dióda tetején lévő astabil multivibrátor kimenetén. A második az IRF520 kapujában lévő hullámformát, az utolsó pedig az IRF520 forrásánál lévő hullámformát mutatja.

Az áramkör két tranzisztoros, stabil, 18 kHz -en működő multivibrátort használ. A négyzethullámú kimenetet a két 1N914 dióda egyikének tetejéről veszik. A tranzisztorok a 2N3904 -esek. A kisfeszültségű négyzethullámot egy másik 2N3904 tranzisztor erősíti, amely elfogult C osztály. A tranzisztor körülbelül 10 -szeresével növeli a bemeneti négyzethullámot, ahol az elektrolitikus kondenzátoron és 100 k potenciométeren áthalad, mielőtt az IRF520 Mosfet kapujára kerülne. A Mosfet fokozatos aprítóként van bekötve, a forráskivezetés 56 uH-os fojtószelepével visszatér az 5 voltos tápellátáshoz. Amint a Mosfet be-, majd hirtelen kikapcsol, az induktor mágneses tere kialakul, majd összeomlik, és hátsó EMF -et termel. Ez a hátsó EMF feszültség átfolyhat az 1N4007 diódán, és sorban áll a forrásfeszültséggel. Ez a két feszültség hozzáadásával töltődik fel a kondenzátor 470 uF elektrolitikus elülső részén. LM317 feszültségszabályozó chip állítható tápegységként van konfigurálva, amelyet az 5k potenciométer állít be. A terheletlen feszültség 1,3 és 20 volt között állítható. Digitális voltmérő és ampermérő van bekötve az áramkörbe, hogy az előlapon megfelelő feszültség- és áramértékeket kapjon.

3. lépés: Készítse el az Astable Multivibrator készüléket, és nézze meg, hogy működik -e

Tegye össze az Astable Multivibrator készüléket, mint a képen. Tápellátás 5 voltos feszültséggel, és a második tranzisztor kollektorán lévő hullámformának úgy kell kinéznie, mint a fűrészfognak a második fotón, körülbelül 18 kHz frekvenciával.

4. lépés: Adja hozzá a puffer/erősítő és a Boost Converter szakaszokat

Miután megállapította, hogy az astabil multivibrátor működik, hozzáadhatja a puffertranzisztor szakaszt. A 100 K -es trimmelőedény hozzáadásával beállítható a Mosfet jelbevitelének szintje. A Mosfet felszerelése után az antisztatikus óvintézkedések betartása mellett szerelje be a diódát és az elektrolit kondenzátort. Mielőtt telepítené ezeket az alkatrészeket, érdemes kísérleteznie azzal, hogy felhelyezi őket egy kísérleti táblára, miközben különböző induktivitási értékeket próbál. Szétszedtem egy csomó CFL -t, és az induktivitásokat tökéletesnek találtam erre a célra, kivéve, hogy felforrósodtak, és 100 mA -nél nagyobb feszültség ment át rajtuk. Ezt az induktivitást tökéletesnek találtam, mivel vastagabb vezetéket használ. Használhat 50 és 200 uH közötti induktivitást, és ezen a frekvencián jó eredményeket érhet el. Javaslom, hogy kísérletezés közben a Mosfetet függvénygenerátorról vezesse. Menjen a.5 voltos csúcsról a csúcsra, legfeljebb 5 voltos csúcsra. Tegyen egy voltmérőt a 470 uF kondenzátorra, és figyelje, hogy a feszültség a kondenzátoron a bemeneti feszültség sokszorosára nő. Lerakva az enyém 30 volt fölé emelkedett. Győződjön meg arról, hogy 470 uF elektrolitja legalább 50 volt névleges névleges értékű.

CFL-kompakt fénycső

5. lépés: Adja hozzá az LM317 áramkört

Ha elégedett a Mosfet boost konverter teljesítményével, telepítheti az LM317 -et és a hűtőbordát. Azt tapasztaltam, hogy az LM317 felforrósodott, hűtőbordára van szüksége, de nem a Mosfetre. Ha a tekercs felforrósodik, akkor hűtőbordát készíthet alumínium fóliából és néhány ragasztóból. Egy kis fémlemezdarabot használtam lazán a tekercs köré, és lazán ragasztottam a helyére.

6. lépés: Fúrjon lyukakat a tokban, rögzítse a banáncsatlakozókat és rögzítse a digitális kijelzőt az előlapra

Fúrjon lyukakat az előlapon a potenciométerhez (1), (4) a banáncsatlakozókhoz és (2) az USB -kábelhez és az adapter típusú csatlakozóhoz. Szerelje fel az áramköri lapot a képen látható helyre, és kössön össze mindent. Azt tapasztaltam, hogy az általam használt banán dugók jobban működnek a hozzájuk csatlakoztatott ásócsatlakozókkal. Egyes márkák hátoldalán forrasztócsatlakozók vannak, így ez a használt csatlakozó típusától függ.

Rögzítettem a táblát a ház alján egy kis forró olvadék ragasztóval, hogy könnyen eltávolíthassam, ha módosítani akarom az áramkört. Az elülső fekete műanyag darabot levágták, hogy illeszkedjen a mérőpanel felületéhez. Melegen olvadó ragasztóval rögzítették. Miután az összes emelő a helyén volt a hátsó részen, a panelt forró olvadék ragasztóval is a helyén tartották.

7. lépés: Végső összeszerelés és tesztelés

Az utolsó elem, amelyet a készülékbe kell vezetni, a feszültség/áram modul. A modul fekete és fehér vezetéket tartalmaz, ezek a bemeneti feszültségre kerülnek. A narancssárga vezeték érzékeli a kimeneti pozitív feszültséget. Két vastag fekete és piros vezeték van, ezek az aktuális söntbe kerülnek. Ezek sorba mennek a kimeneti terheléssel, hogy tudassák, mennyi áramot húz a terhelés. A mérők nem regisztrálódnak, ha a polaritást fordítva állítja be. Azt tapasztaltam, hogy valamilyen oknál fogva az áram nem volt pontosan olvasható számomra, ezért különböző huzalvastagságokkal és típusokkal kellett kísérleteznem. Miután megkaptam a megfelelő áramértékeket, a vezetékeket közvetlenül a modul csatlakozóira forrasztottam, megszabadulva a mellékelt csatlakozástól. Ez lehet, hogy csak az általam használt modullal volt probléma.

Ez az eszköz 3 VDC bemenet körül kezd működni, és ezen a feszültségen akár 7 voltos kimenetet biztosít 60 mA -nél. Az 5 voltos bemenetnek köszönhetően maximum 11 voltot biztosít 120 mA -nél folyamatosan, anélkül, hogy túlmelegítené az alkatrészeket. A jobb hőelnyelés nagyobb áramot eredményez. Ez jóval azon a tartományon belül volt, amire használni akartam.