Bekalan Kuasa Voltan Berubah USB: 7 Langkah (dengan Gambar)

2024 Pengarang: John Day | [email protected]. Diubah suai terakhir: 2024-01-30 11:07

Saya mempunyai idea untuk bekalan kuasa pemboleh ubah bertenaga USB untuk beberapa waktu. Semasa saya merancangnya, saya menjadikannya sedikit lebih serba boleh yang memungkinkan bukan hanya input USB, tetapi apa-apa dari 3 VDC hingga 8 VDC melalui palam USB atau melalui soket pisang. Keluarannya menggunakan jenis jack yang akan anda lihat di dinding kutil dan dua soket pisang. Sekiranya anda memasukkan 5 volt ke dalamnya, anda boleh mengubah output dari 1.3 Volt hingga 20 Volt yang dimuat ringan dengan voltan yang lebih rendah hingga 200 mA. Bahagian depan dilengkapi paparan digital yang memaparkan volt dan arus yang akan dimuat. Dalam gambar di atas, saya membekalkan osiloskop mini dengan 9 volt pada 120mA dari bekalan USB 5 volt dari terminal USB komputer riba.

Bekalan:

Bahagian

(1) Perintang 240 ohm, 1/4 watt

(1) 67 k perintang, 1/4 watt

(2) Perintang 4.7 k 1/4 watt

(3) perintang 1 k, 1/4 watt

(3) 2N3904 transistor

(1) IRF520 Mosfet atau setaraf

(2) 1N914 beralih dioda

(1) 1N4007 dioda

(2).01 kapasitor seramik uF (skema mengatakan 8 nF atau.008 uF tetapi.01 uF lebih mudah diperoleh)

(2) Kapasitor elektrolitik 10 uF, 50 volt

(1) Kapasitor elektrolitik 470 uF 50 volt

(1) 56 uH induktor (Boleh dililit pada toroid kecil jika dikehendaki)

(1) pot periuk 100k

(1) Potensiometer 5k 1/2 watt, lancip linier

(1) Cip IC pengatur voltan LM317

(4) bicu pisang (lelaki)

(1) bicu USB saiz standard (lelaki)

(1) modul ammeter voltmeter digital

(1) Perumahan

(1) Perf atau papan prototaip

(1) tombol hitam dengan pengikat skru

Tiub mengecilkan haba

Pelbagai warna dawai cangkuk

Penyambung sekop (pelbagai saiz)

Heat sink dan silikon sebatian untuk LM317

Alat

Soldering Iron, Solder, Hot melt lem, Bor dengan bit gerudi, pelbagai pemutar skru, pelbagai jenis tang kecil, multimeter dan osiloskop

Langkah 1: Memperoleh Bahagian

Saya sengaja menggunakan alat ganti yang senang dicari dan dapat diselamatkan dari papan elektronik sekerap. IC LM317 sangat umum dan transistor 2N3904 adalah tujuan umum dan pelbagai jenis boleh diganti. Mosfet juga sangat umum dan jenis lain boleh digunakan sebagai pengganti selagi pengganti adalah Mosfet saluran-N dan mempunyai penilaian yang serupa. Induktor tidak kritikal dan banyak di antara 50 hingga 200 nH boleh digunakan. Untuk tujuan ini, saya menyelamatkan mereka dari papan pemacu mentol CFL yang telah habis. Segala jenis kotak projek boleh digunakan. Saya mempunyai yang ini tetapi yang hitam lebih murah sangat sesuai. Untuk menggunakan papan wangi, ini adalah pilihan peribadi saya untuk kemudahan di mana pengubahsuaian dapat dilakukan.

Langkah 2: Teori Di Sebalik Litar

Foto bentuk gelombang di atas menunjukkan perkembangan bentuk gelombang. Yang pertama menunjukkan bentuk gelombang pada output multivibrator astabel di bahagian atas diod 1N914 tangan kanan. Yang kedua menunjukkan bentuk gelombang di pintu IRF520 dan yang terakhir menunjukkan bentuk gelombang pada sumber IRF520.

Litar menggunakan multivibrator dua transistor astable berjalan pada 18 kHz. Output gelombang persegi diambil dari bahagian atas salah satu daripada dua dioda 1N914. Transistor adalah biasa 2N3904's. Gelombang persegi voltan rendah didorong oleh transistor 2N3904 lain yang kelas bias C. Transistor meningkatkan gelombang persegi input dengan faktor kira-kira 10 di mana melewati kapasitor elektrolitik dan potensiometer 100k sebelum diterapkan ke gerbang Mosfet IRF520. Mosfet disambungkan sebagai helikopter step-up dengan terminal sumber yang tersedak 56 uH kembali ke bekalan 5 volt. Semasa Mosfet dihidupkan dan kemudian dimatikan secara tiba-tiba, medan magnet di induktor terbentuk dan kemudian runtuh menghasilkan EMF belakang. Voltan EMF belakang ini dibenarkan mengalir melalui dioda 1N4007 dan bersesuaian dengan voltan sumber. Ini mengecas hingga penambahan dua voltan di 470 uF elektrolitik Depan kapasitor adalah cip pengatur voltan LM317 yang dikonfigurasikan sebagai bekalan kuasa yang boleh disesuaikan yang diselaraskan oleh potensiometer 5k. Voltan yang tidak dimuat boleh laras antara 1.3 volt hingga 20 volt. Voltmeter dan ammeter digital disambungkan ke dalam litar untuk memberikan bacaan voltan dan arus yang betul pada panel depan.

Langkah 3: Bina Multivibrator Astable dan Lihat Jika Berfungsi

Gabungkan Multivibrator Astable seperti dalam gambar. Kuasa dengan 5 volt dan bentuk gelombang pada pengumpul transistor kedua akan kelihatan seperti gigi gergaji pada foto kedua dengan frekuensi sekitar 18 kHz.

Langkah 4: Tambahkan Bahagian Buffer / amplifier dan Boost Converter

Setelah ditentukan bahawa multivibrator astab berfungsi, anda boleh menambah bahagian transistor penyangga. Pot pemangkas 100 K ditambahkan untuk mengatur tahap input isyarat ke Mosfet. Setelah memasang Mosfet, sambil mengambil langkah berjaga-jaga anti-statik, pasang diod dan kapasitor elektrolitik. Sebelum memasang bahagian ini, anda mungkin ingin bereksperimen dengan meletakkannya di papan eksperimen sambil mencuba pelbagai nilai induktor. Saya mengambil banyak CFL dan mendapati induktor sempurna untuk tujuan ini, kecuali bahawa mereka menjadi panas dengan lebih dari 100 mA yang melaluinya. Saya dapati induktor ini sempurna kerana menggunakan dawai yang lebih tebal. Anda boleh menggunakan induktor dari 50 hingga 200 uH dan anda akan mendapat hasil yang baik pada frekuensi ini. Saya akan mengesyorkan memandu Mosfet dari generator fungsi semasa bereksperimen. Pergi dari puncak.5 volt ke puncak hingga puncak 5 volt ke puncak. Letakkan voltmeter melintasi kapasitor 470 uF dan perhatikan voltan yang membina merentasi kapasitor sehingga voltan masukan berkali-kali. Dibongkar, lombong naik hingga 30 volt. Pastikan elektrolitik 470 uF anda dinilai sekurang-kurangnya 50 volt.

Lampu pendarfluor CFL-Compact

Langkah 5: Tambahkan Litar LM317

Setelah anda berpuas hati dengan prestasi bahagian penukar Mosfet, anda boleh memasang LM317 dan alat pendinginnya. Saya dapati LM317 menjadi panas, memerlukan heat sink tetapi bukan Mosfet. Sekiranya gegelung menjadi panas, anda boleh membuat heatsink dari aluminium foil dan beberapa gam. Saya menggunakan sekeping logam lembaran kecil yang dibengkokkan di sekitar gegelung secara longgar dan terpaku di tempat dengan gam cair panas.

Langkah 6: Lubang Bor dalam Sarung, Pasang Jacks Pisang dan Pasang Paparan Digital di Depan

Lubang gerudi di panel depan untuk potensiometer (1), (4) lubang untuk soket pisang dan (2) untuk kabel USB dan palam jenis penyesuai. Pasang papan litar pada kedudukan yang ditunjukkan dalam gambar dan pasangkan semuanya bersama-sama. Saya mendapati bahawa palam pisang yang saya gunakan berfungsi lebih baik dengan penyambung spade yang bersambung dengannya. Beberapa jenama mempunyai penyambung solder di bahagian belakang sehingga bergantung pada jenis penyambung yang anda gunakan.

Saya mengikat papan di dasar casing dengan sedikit gam lebur panas untuk dikeluarkan dengan mudah sekiranya saya ingin melakukan pengubahsuaian pada litar. Bahagian depan plastik hitam dipotong untuk menampung permukaan panel meter. Ia dilindungi dengan gam lebur panas. Setelah semua soket dipasang di bahagian belakang, panel juga dipasang di tempat dengan gam lebur panas.

Langkah 7: Perhimpunan dan Ujian Akhir

Item terakhir untuk dimasukkan ke dalam peranti adalah modul voltan / arus. Modul ini dilengkapi dengan wayar hitam dan wayar putih, ini masuk ke bekalan voltan input. Kawat jingga akan merasakan voltan positif output. Terdapat dua wayar hitam dan merah tebal, ini menuju ke arah arus. Ini bersambung dengan beban output untuk memberitahu anda berapa banyak arus yang diambil oleh beban anda. Meter tidak mendaftar sekiranya anda meletakkan kekutuban secara terbalik. Saya mendapati bahawa untuk beberapa sebab arus tidak membaca dengan tepat untuk saya, jadi saya perlu bereksperimen dengan ketebalan dan jenis wayar yang berbeza. Sebaik sahaja saya mendapat bacaan semasa yang betul, saya memasangkan wayar terus ke terminal pada modul, menyingkirkan sambungan yang disediakan. Ini mungkin menjadi masalah hanya dengan modul yang saya gunakan.

Peranti ini akan mula berfungsi sekitar 3 input VDC dan pada voltan ini akan memberi anda output hingga 7 volt pada 60 mA. Dengan input 5 volt, ia akan memberikan maksimum 11 volt pada 120 mA secara berterusan, tanpa terlalu banyak memanaskan komponen. Penenggelaman haba yang lebih baik akan memberi anda arus yang lebih tinggi. Ini berada dalam jangkauan yang saya mahu menggunakannya.