Subministrament estabilitzat de 5V per a concentrador USB: 16 passos

2024 Autora: John Day | [email protected]. Última modificació: 2024-01-30 08:16

Per neelandanit2n.net Segueix més de l'autor:

Quant a: Sóc Chandra Sekhar i visc a l'Índia. M’interessa l’electrònica i construir petits circuits puntuals al voltant de petits xips (el tipus electrònic). Més informació sobre els neerlandesos »

Es tracta d’un subministrament estabilitzat destinat a utilitzar-se amb un concentrador USB alimentat per bus per subministrar un subministrament estabilitzat de + 5 volts als dispositius connectats a aquest.

A causa de la resistència del cable de connexió i de les resistències introduïdes per a la detecció de corrent per a la protecció contra sobrecorrent, la tensió del concentrador pot estar entre +4,5 V (carregat) i +5,5 V. Aquest circuit proporcionarà un +5 V estabilitzat en ambdós casos, és a dir, es tracta d'un disseny de dòlar / augment, que utilitza el xip regulador de mode de commutació TPS63000 fabricat per Texas Instruments. Pot subministrar +5 V a 500 mA a partir de voltatges d’entrada de fins a 2 volts, de manera que es pot afegir una bateria recarregable i el carregador (alimentat per USB) per convertir-lo en un SAI USB per al concentrador USB.

Pas 1: Preparació de la placa de circuit

Vaig decidir fer una distribució basada en el pla de terra. El xip té deu coixinets de soldadura i un coixinet tèrmic per soldar, i aquest era un mètode diferent per provar amb aquest tipus de paquets sense plom.

Es va tallar a mida un tros de paper de coure fenòlic d'una sola cara revestit i es va dibuixar el contorn del xip al seu costat sense tapar. Després, amb un petit tornavís esmolat en un cisell, es va retirar el material, fent un nínxol perquè el xip s'assegués.

Pas 2: enganxar el xip

A continuació, el xip s’enganxa a l’espai excavat.

Això és, en rigor, innecessari, però em va agradar la sensació de treure el material del PCB, i va ser divertit afegir tres dimensions al circuit.

Pas 3: les connexions de terra

Ara que el xip està fermament dins del tauler, és hora de planificar la connexió dels cables de terra.

Com que l’altre costat és un pla de terra ininterromput, això és fàcil: només heu de foradar i soldar un filferro.

Pas 4: perforació de forats

Mirant l'esquema, s'han de connectar tres coixinets de la ic a terra. Per tant, es practiquen tres forats als llocs adequats.

Pas 5: cables de terra de soldadura

Primer es solden tres cables al costat de coure, i després es doblegen sobre el gel, es tallen a mida i es solden als coixinets i al coixinet tèrmic central.

Pas 6: Preparació de l’inductor

Un inductor de microhenry 2.2 modelat es va escalfar en una flama, es va eliminar l'encapsulament i es van comptar els girs (n'hi havia 12). Després es va rebobinar amb filferro nou sobre el nucli de ferrita nua.

Vaig decidir introduir l’inductor (per protegir-lo) de manera que la seva forma s’ha marcat al tauler. Per descomptat, tot això és innecessari.

Pas 7: l’inductor

Aquesta és una altra visió de l’inductor preparat.

Pas 8: el forat de l’inductor

He esculpit un bon forat perquè l’inductor s’hi assegués.

Pas 9: l’inductor al seu lloc

Així es veu l’inductor quan s’instal·la al seu lloc.

Pas 10: el filtre d'entrada

La potència de la secció analògica del xip ha de ser filtrada per una resistència de sèrie i un condensador a terra. Aquests components s’han instal·lat a la seva posició. Es va aixecar la làmina de coure d’un altre tauler desballestat, es va tallar en forma i es va enganxar al seu lloc per connectar els components.

Això converteix el disseny en un tauler de doble cara, una mena de.

Pas 11: el connector de sortida i el condensador

Es va posar en servei un parell de pins d’una antiga placa base per a la sortida regulada de 5 volts. El condensador de muntatge superficial de tàntal de 10 microfarades es va soldar a través d’ell.

Tots els resistors i condensadors van ser rescatats de discs durs no desitjats.

Pas 12: les resistències de retroalimentació

L'entrada de retroalimentació del TPS63000 s'ha d'alimentar amb un voltatge de 500 milivolts derivat de la sortida. Amb una sortida nominal de 5 volts, això significa una relació de divisió de deu o dues resistències, l’una nou vegades l’altra.

Saquejar totes les taules de muntatge superficial (a la meva escombraries) va provocar el parell que veieu a la figura. Es van connectar junts com es mostra, després es van connectar a una bateria i el meu multímetre de confiança va comprovar que la proporció de divisió era de deu. Si esteu confós, a l'esquerra hi ha una resistència de 523K, és a dir, 5, 2 i 3 seguida de tres zeros, en ohms. A la dreta hi ha una resistència de 4,7 Megohm, és a dir, 4 i 7 seguits de cinc zeros, en ohms. 47 dividit per nou és aproximadament 5,23.

Pas 13: les resistències al seu lloc

Les resistències s’han soldat al seu lloc, tot i que a causa de les limitacions d’espai van haver d’estar enganxades verticalment al condensador de sortida.

Tot plegat es manté unit a aplicacions liberals de superglue; en cas contrari, les juntes de soldadura es podrien trencar cada vegada que el tauler caigués de la taula. Ara només queda l’inductor i el condensador d’entrada.

Pas 14: nínxol per al condensador, també

Vaig decidir tallar la placa del condensador d'entrada i utilitzar pins de soldadura per a la connexió d'entrada.

El contorn del condensador s'ha marcat a la placa per tallar-lo.

Pas 15: rasa del condensador

La rasa del condensador està llesta per al seu ús.

Pas 16: la junta finalitzada

El tauler està acabat, tots els components estan en posició.

Es va provar. Primer amb dues cel·les de penlight bastant febles (no confiava tant en les meves feines manuals) i la sortida va ser de 5,04 volts. Enamorat de l’èxit, ho vaig provar amb tres bones cel·les, un voltatge d’entrada de 4,5 volts, i la sortida seguia sent de 5,04 volts. Després vaig provar la tensió del port USB del meu ordinador (al voltant de 5 volts, tot i que és possible que salti pels dos dígits inferiors) i, tot i així, la sortida es mantenia constant als mateixos 5,04 volts. Per tant, sembla que això funciona, almenys durant les proves preliminars. Segons el full de dades, començarà a 1,9 volts i acceptarà un màxim de 5,5 volts i mantindrà el voltatge de sortida constant. Es tracta d'un convertidor d'augment de pes, el que significa que pot acceptar tensions d'entrada per sobre i per sota de la seva tensió de sortida, canviant automàticament entre modes per mantenir la tensió estable. Es podria alimentar des d’una cel·la recarregable per tal de mantenir la tensió d’alimentació USB fins i tot quan el cable estigui desconnectat de l’ordinador, si això és bo.