ספק כוח משתנה USB: 7 שלבים (עם תמונות)

2024 מְחַבֵּר: John Day | [email protected]. שונה לאחרונה: 2024-01-30 09:11

יש לי רעיון לאספקת כוח משתנה המופעלת באמצעות USB במשך זמן מה. כשעיצבתי אותו, הפכתי אותו למעט יותר תכליתי ומאפשר לא רק כניסת USB, אלא כל דבר שבין 3 VDC ל- 8 VDC באמצעות תקע USB או באמצעות שקעי תקע בננה. הפלט משתמש בסוג השקע שהיית רואה ביבלת קיר ושני שקעי תקע בננה. אם אתה מזין לתוכו 5 וולט, אתה יכול לשנות את התפוקה מ -1.3 וולט ל- 20 וולט טעון קלות עם מתח נמוך יותר עד 200 mA. החזית כוללת תצוגה דיגיטלית המציגה את הוולט והזרם העולים לעומס. בתמונה למעלה, אני מספק אוסצילוסקופ מיני עם 9 וולט ב -120 mA מהספק USB של 5 וולט ממסוף USB למחשב נייד.

אספקה:

חלקים

(1) נגד של 240 אוהם, 1/4 וואט

(1) נגד 67 k, 1/4 וואט

(2) נגדים 4.7 k 1/4 וואט

(3) נגדים של 1 k, 1/4 וואט

(3) טרנזיסטורים 2N3904

(1) IRF520 Mosfet או שווה ערך

(2) דיודות מיתוג 1N914

(1) דיודה 1N4007

(2) קבלים קרמיים.01 uF (הסכימה אומרת 8 nF או.008 uF אבל.01 uF קל יותר להשיג)

(2) 10 קבלים אלקטרוליטיים uF, 50 וולט

(1) קבל אלקטרוליטי 470 uF 50 וולט

(1) משרן 56 uH (ניתן לפצע על טורויד קטן במידת הצורך)

(1) 100k סיר לקצץ

(1) פוטנציומטר 5k 1/2 וואט, התחדדות לינארית

(1) שבב IC לווסת מתח LM317 IC

(4) שקעי בננה (זכר)

(1) שקע USB בגודל סטנדרטי (זכר)

(1) מודול מד מד מד מתח דיגיטלי

(1) דיור

(1) לוח perf או אב טיפוס

(1) ידית שחורה עם מהדק בורג

צינורות לכווץ חום

צבעים שונים של חוט חיבור

מחברים לאתרים (בגדלים שונים)

גוף קירור ומתחם סיליקון ל- LM317

כלים

מלחם, הלחמה, דבק נמס חם, מקדחה עם מקדחים, מברגים שונים, סוגים שונים של צבת קטנה, מולטימטר ואוסילוסקופ

שלב 1: השגת חלקים

השתמשתי בכוונה בחלקים שקל למצוא אותם וניתן להציל אותם מלוחות אלקטרוניים. ה- LM317 IC נפוץ מאוד והטרנזיסטורים 2N3904 הם למטרה כללית וניתן להחליף סוגים רבים ושונים. מוספת הוא גם נפוץ מאוד וסוגים אחרים יכולים לשמש כתחליף כל עוד התחליף הוא מוספת ערוץ N ובעל דירוגים דומים. המשרן אינו קריטי וניתן להשתמש ברבים בטווח של 50 עד 200 nH. למטרה זו, אני מציל אותם מלוחות נהג נורות CFL משומשות. ניתן להשתמש בכל סוג של תיבת פרויקטים. היה לי את זה בהישג יד אבל שחור זול יותר מתאים לחלוטין. באשר לשימוש בלוח perf, זו הבחירה האישית שלי מהקלות שבה ניתן לבצע שינויים.

שלב 2: תיאוריה מאחורי המעגל

תמונות צורת הגל שלעיל מציגות את התקדמות צורת הגל. הראשון מציג את צורת הגל ביציאת המולטי -ויברטור הסטאבל בחלק העליון של דיודת 1N914 הימנית. השני מציג את צורת הגל בשער ה- IRF520 והאחרון מציג את צורת הגל במקור ה- IRF520.

המעגל משתמש במולטי -ויברטור בעל שני טרנזיסטורים בעלי עוצמה של 18 קילוהרץ. פלט הגל המרובע נלקח מהחלק העליון של אחת משתי הדיודות 1N914. הטרנזיסטורים נפוצים של 2N3904. הגל הריבועי במתח נמוך מתחזק על ידי טרנזיסטור 2N3904 אחר שהוא בעל סוג C. הטרנזיסטור מגביר את הגל המרובע בכניסה בגודל של כ -10 שבו הוא עובר דרך קבל אלקטרוליטי ופוטנציומטר 100k לפני שהוא מוחל על השער של מוספת IRF520. ה- Mosfet מחובר כמסוק מוגבר כאשר למסוף המקור יש חנק של 56 uH החוזר לאספקת 5 וולט. כאשר מופעל מוספת ולאחר מכן נכבה בפתאומיות, השדה המגנטי במשרן נוצר ואז מתמוטט ומייצר EMF גב. מתח EMF אחורי זה רשאי לזרום דרך דיודת 1N4007 והוא תואם את מתח המקור. זה נטען עד להוספת שני המתחים על פני האלקטרוליטי 470 uF לפני הקבל הוא שבב ווסת מתח LM317 המוגדר כאספקת כוח מתכווננת אשר מותאמת על ידי פוטנציומטר 5k. המתח הנטען מתכוונן בין 1.3 וולט ל- 20 וולט. מד וולט ומד דיגיטלי מחובר למעגל בכדי לתת את המתח והזרם המתאימים בלוח הקדמי.

שלב 3: בנה את Multibibrator Astable ובדוק אם זה עובד

הרכיבו את Multivibrator Astable יחד כמו בתמונה. הפעל עם 5 וולט וצורת הגל באספן הטרנזיסטור השני אמורה להיראות כמו מנסרת בתמונה השנייה כשהתדירות היא בערך 18 קילוהרץ.

שלב 4: הוסף קטעי מאגר/מגבר והגברת ממיר

לאחר שנקבע כי המולטי -ויברטור ה astable פועל, תוכל להוסיף את קטע הטרנזיסטור המאגר. סיר החיתוך של 100 K מתווסף כדי להגדיר את רמת כניסת האות ל- Mosfet. לאחר התקנת Mosfet, תוך נקיטת אמצעי זהירות אנטי סטטיים, התקן את הדיודה והקבל האלקטרוליטי. לפני שתתקין את החלקים האלה, ייתכן שתרצה להתנסות בלהעלות אותם על לוח הנסיין תוך ניסיון ערכים שונים של משרן. פירקתי חבורה של CFL ומצאתי שהמשרנים מושלמים למטרה זו, אלא שהם התחממו עם יותר מ -100 mA שעוברים דרכם. מצאתי שמשרן זה מושלם מכיוון שהוא משתמש בחוט עבה יותר. אתה יכול להשתמש במשרנים מ 50 עד 200 uH ותקבל תוצאות טובות בתדר זה. אני ממליץ להסיע את מוספת ממחולל פונקציות תוך כדי ניסוי. עבור משיא של 0.5 וולט לשיא עד 5 וולט לשיא. שים מד מתח על פני הקבל 470 uF וצפה במתח המצטבר על פני הקבל עד פי כמה ממתח הכניסה. לאחר פריקה, שלי עלה לעודף של 30 וולט. וודא שהאלקטרוליטי שלך 470 uF הוא בעל דירוג של 50 וולט לפחות.

אור פלורסנט קומפקטי CFL

שלב 5: הוסף את מעגל LM317

ברגע שאתה מרוצה מהביצועים של קטע ממיר ההגברה של Mosfet, תוכל להתקין את LM317 והוא גוף הקירור. גיליתי שה- LM317 התחמם, זקוק לכיור קירור אך לא למוספת. אם הסליל מתחמם, אתה יכול להכין גוף קירור מנייר אלומיניום ומעט דבק. השתמשתי בחתיכת מתכת קטנה כפופה סביב הסליל באופן רופף ומודבקת במקומו בעזרת דבק חם.

שלב 6: חורי מקדחה במארז, חבר את שקעי הבננות והצג הדיגיטלי בחזית

חורי קידוח בלוח הקדמי לפוטנציומטר (1), (4) חורים לשקעי בננות ו (2) לכבל USB ותקע מסוג מתאם. הרכיב את מעגל המיקום במיקום המוצג בתמונה וחבר הכל יחד. גיליתי שתקעי הבננה שבהם השתמשתי עובדים טוב יותר עם מחברי כף המחוברים אליהם. בחלק מהמותגים יש מחברי הלחמה מאחור כך שזה תלוי בסוג המחבר שבו אתה משתמש.

אבטחתי את הלוח על בסיס המארז בעזרת מעט דבק חם להסרה קלה אם אני רוצה לבצע שינויים במעגל. החלק הקדמי של הפלסטיק השחור נחתך כך שיתאים לפנים לוח המטר. הוא היה מאובטח בעזרת דבק חם. לאחר שכל השקעים היו במקומם מאחור, הלוח הוחזק גם במקומו בעזרת דבק חם.

שלב 7: הרכבה סופית ובדיקה

הפריט הסופי לחבר למכשיר הוא מודול המתח/הזרם. המודול מגיע עם חוט שחור וחוט לבן, אלה עוברים לאספקת מתח הכניסה. החוט הכתום הולך לחוש את המתח החיובי של הפלט. ישנם שני חוטים עבים שחורים ואדומים, אלה עוברים לשאנץ הנוכחי. אלה הולכים בסדרה עם עומס הפלט כדי ליידע אותך כמה זרם נמשך על ידי העומס שלך. המונים לא נרשמים אם שמים את הקוטביות הפוכה. גיליתי שמסיבה כלשהי הזרם לא קורא לי במדויק ולכן נאלצתי להתנסות בעובי וסוגים שונים של חוטים. ברגע שקיבלתי קריאות זרם נאותות, הלחמתי את החוטים ישירות למסופים במודול, ונפטר מהחיבורים המסופקים. ייתכן שזו הייתה בעיה רק במודול שבו השתמשתי.

מכשיר זה יתחיל לעבוד סביב כניסת 3 VDC ובמתח זה ייתן לך פלט של עד 7 וולט ב -60 mA. עם כניסת 5 וולט, הוא ייתן לך 11 וולט מרבי ב -120 mA ברציפות, ללא התחממות יתר של כל הרכיבים. שקיעת חום טובה יותר תעניק לך זרמים גבוהים יותר. זה היה בתוך הטווח שרציתי להשתמש בו עבורו.