5V stabiliserad matning för USB -hubb: 16 steg

2024 Författare: John Day | [email protected]. Senast ändrad: 2024-01-30 12:47

Av neelandanit2n.net Följ mer av författaren:

Om: Jag är Chandra Sekhar, och jag bor i Indien. Jag är intresserad av elektronik och att bygga små engångskretsar kring små chips (den elektroniska typen). Mer om neelandan »

Detta är en stabiliserad strömförsörjning avsedd att användas med en bussdriven USB -hubb för att leverera en stabiliserad + 5 volt matning till de enheter som är anslutna till den.

På grund av anslutningskabelns motstånd och de motstånd som införts för strömavkänning för överströmsskydd kan spänningen vid navet vara var som helst mellan +4,5 V (laddad) och +5,5 V. Denna krets ger en stabiliserad +5 V i båda fallen, det vill säga det är en buck/boost -design, med TPS63000 switch mode regulator chip tillverkat av Texas Instruments. Den kan leverera +5 V vid 500 mA från ingångsspänningar så låga som 2 volt så att ett laddningsbart batteri och dess (USB -drivna) laddare kan läggas till för att göra detta till en USB UPS för USB -hubben.

Steg 1: Förbered kretskortet

Jag bestämde mig för att göra en planplanbaserad layout. Chippet har tio lödkuddar och en termisk kudde som ska lödas, och detta var en annan metod att prova med dessa typer av blylösa paket.

Ett stycke ensidig pappersfenolisk kopparklädnad papper klipptes till storleken och flisens kontur ritades på dess oklädda sida. Sedan avlägsnades materialet med en liten skruvmejsel som slipades till en mejsel, vilket gjorde en nisch för chipet att sitta i.

Steg 2: Limma in chipet

Chippet limmas sedan in i utrymmet så grävt ut.

Detta är strikt taget onödigt men jag gillade känslan av att ta ut PCB -materialet, och det var roligt att lägga till tre dimensioner i kretsen.

Steg 3: Jordanslutningarna

Nu när chippet sitter ordentligt inne i brädet är det dags att planera att ansluta jordledningarna.

Eftersom den andra sidan är ett obrutet markplan är detta enkelt: borra bara hål och löd en tråd.

Steg 4: Borrhål

Om man tittar på schemat måste tre kuddar på ic anslutas till marken. Så tre hål borras på lämpliga platser.

Steg 5: Lödningsledningar

Tre trådar löds först på kopparsidan, böjs sedan över ic, skärs i storlek och löds till dynorna och den centrala termiska dynan.

Steg 6: Förbereda induktorn

En gjuten 2,2 mikrohenry -induktor upphettades i en låga, dess inkapsling avlägsnades och varven räknades (det fanns 12). Det spolades sedan upp med ny tråd över den fria ferritkärnan.

Jag bestämde mig för att gräva in induktorn (för skydd) så att dess form har markerats på tavlan. Allt detta är naturligtvis verkligen onödigt.

Steg 7: Induktorn

Detta är en annan vy av den förberedda induktorn.

Steg 8: Hålet för induktorn

Jag har ristat ut ett fint hål för induktorn att sitta i.

Steg 9: Induktorn på plats

Så här ser induktorn ut när den sitter på plats.

Steg 10: Ingångsfiltret

Strömmen till den analoga delen av chipet måste filtreras av ett seriemotstånd och kondensator till jord. Dessa komponenter har monterats på plats. Kopparfolie från en annan skrotskiva lyftes, skärdes i form och fastnade på plats för att ansluta komponenterna.

Detta gör layouten till en dubbelsidig bräda - typ.

Steg 11: Utgångskontakten och kondensatorn

Ett par stift från ett gammalt moderkort pressades i drift för den 5 volt reglerade utgången. Den 10 mikrofarad tantal ytmonterade kondensatorn löddes över den.

Alla motstånd och kondensatorer räddades från skräpiga hårddiskar.

Steg 12: Återkopplingsresistorerna

Återkopplingsingången på TPS63000 måste matas med en spänning på 500 millivolt som härrör från utgången. Med en 5 volt nominell effekt betyder detta ett divisionsförhållande på tio eller två motstånd, det ena nio gånger det andra.

Att ransacka alla mina ytmonterade brädor (i min skräpbox) kastade upp paret du ser i figuren. De var anslutna ihop som visas, sedan anslutna till ett batteri och min pålitliga multimeter verifierade att divisionsförhållandet verkligen var tio. Om du är förvirrad, till vänster är ett 523K -motstånd, dvs 5, 2 och 3 följt av tre nollor, i ohm. Till höger finns ett motstånd på 4,7 megohm, dvs 4 och 7 följt av fem nollor, i ohm. 47 dividerat med nio är cirka 5,23.

Steg 13: Motståndarna på plats

Motstånden har lödts på plats, men på grund av rymdbegränsningar måste de klistras upprätt mot utgångskondensatorn.

Det hela hålls ihop med liberala tillämpningar av superlim - annars kan lödfogarna lossna varje gång brädan faller av bordet. Nu återstår bara för induktorn och ingångskondensatorn.

Steg 14: Nisch för kondensatorn också

Jag bestämde mig för att skära i kortet för ingångskondensatorn och använda lödstift för ingångsanslutningen.

Kondensatorns kontur har markerats på kortet för att skära ut.

Steg 15: Kondensatorgrav

Kondensatorgrävningen är klar att användas.

Steg 16: Den färdiga styrelsen

Brädan är klar, alla komponenter är på plats.

Det testades. Först med två ganska svaga penlightceller - jag litade inte så mycket på mitt arbete - och utgången var 5,04 volt Upptagen med framgången, jag försökte det med tre bra celler - en ingångsspänning på 4,5 volt - och utgången var fortfarande 5,04 volt Sedan försökte jag spänningen från USB -porten på min dator - cirka 5 volt, men kan hoppa runt på de två nedre siffrorna - och fortfarande höll utgången på samma gamla 5,04 volt. Så det verkar som om det här fungerar, åtminstone under preliminära tester. Enligt databladet börjar den på 1,9 volt och accepterar maximalt 5,5 volt och håller utspänningen stabil. Det är en buck -boost -omvandlare, vilket innebär att den kan acceptera ingångsspänningar över och under sin utspänning, växla mellan lägen automatiskt för att hålla spänningen stabil. Den kan matas från en laddningsbar cell för att behålla USB -matningsspänningen även när kabeln kopplas från datorn - om det är bra.