USB mainīga sprieguma barošanas avots: 7 soļi (ar attēliem)

2024 Autors: John Day | [email protected]. Pēdējoreiz modificēts: 2024-01-30 10:51

Man jau kādu laiku bija ideja par mainīgu barošanu no USB. Izstrādājot to, es to padarīju nedaudz daudzpusīgāku, izmantojot ne tikai USB ieeju, bet arī visu, sākot no 3 VDC līdz 8 VDC, izmantojot USB spraudni vai banānu kontaktligzdas. Izejā tiek izmantots domkrata veids, kādu jūs redzētu sienas kārpā, un divi banānu kontaktdakšas. Ja tajā tiek ievadīti 5 volti, izeju var mainīt no 1,3 voltiem līdz 20 voltiem, kas ir viegli noslogoti ar zemāku spriegumu līdz 200 mA. Priekšpusē ir digitālais displejs, kas parāda slodzes spriegumu un spriegumu. Iepriekš redzamajā attēlā es piegādāju mini osciloskopu ar 9 voltiem pie 120 mA no 5 voltu USB padeves no klēpjdatora USB ligzdas.

Piegādes:

Daļas

(1) 240 omu rezistors, 1/4 vati

(1) 67 k rezistors, 1/4 vati

(2) 4,7 k rezistori 1/4 vati

(3) 1 k rezistori, 1/4 vati

(3) 2N3904 tranzistori

(1) IRF520 Mosfet vai līdzvērtīgs

(2) 1N914 komutācijas diodes

(1) 1N4007 diode

(2).01 uF keramikas kondensatori (shematiski teikts, ka 8 nF vai.008 uF, bet 0,01 uF ir vieglāk iegūt)

(2) 10 uF elektrolītiskie kondensatori, 50 volti

(1) 470 uF elektrolītiskais kondensators 50 volti

(1) 56 uH induktors (pēc vēlēšanās var uzvilkt uz neliela toroīda)

(1) 100k apdares katls

(1) 5k 1/2 vatu potenciometrs, lineārs konusveida

(1) LM317 IC sprieguma regulatora IC mikroshēma

(4) banānu domkrati (vīrieši)

(1) standarta izmēra USB ligzda (vīrietis)

(1) digitālā voltmetra ampērmetra modulis

(1) Mājokļi

(1) Perf vai prototipēšanas dēlis

(1) melna poga ar skrūvju savilcēju

Termiski saraušanās caurule

Dažādas savienojuma stieples krāsas

Pīķa savienotāji (dažādi izmēri)

Radiators un silīcija savienojums LM317

Rīki

Lodāmurs, lodēt, karsta kausējuma līme, urbis ar urbjiem, dažādi skrūvgrieži, dažādi mazu knaibles, multimetrs un osciloskops

1. darbība: detaļu iegūšana

Es tīši izmantoju detaļas, kuras ir viegli atrast un kuras var izņemt no elektronisko dēļu lūžņiem. LM317 IC ir ļoti izplatīts, un 2N3904 tranzistori ir universāli, un tos var aizstāt ar daudziem dažādiem veidiem. Mosfet ir arī ļoti izplatīts, un citus veidus var izmantot kā aizstājēju, ja vien aizstājējs ir N kanāla Mosfet un tam ir līdzīgi vērtējumi. Induktors nav kritisks, un var izmantot daudzus diapazonā no 50 līdz 200 nH. Šim nolūkam es tos izglābju no izlietotiem CFL spuldzes draiveru dēļiem. Var izmantot jebkura veida projekta kastes. Man tas bija pie rokas, bet lētāks melns ir ideāli piemērots. Kas attiecas uz perf dēļa izmantošanu, tā ir mana personīgā izvēle, lai atvieglotu izmaiņas.

2. solis: teorija aiz ķēdes

Iepriekš redzamās viļņu formas fotogrāfijas parāda viļņu formas progresēšanu. Pirmais parāda viļņu formu pie stabilā multivibratora izejas labās puses 1N914 diodes augšpusē. Otrais parāda viļņu formu pie IRF520 vārtiem, bet pēdējais parāda viļņu formu pie IRF520 avota.

Ķēde izmanto divu tranzistoru stabilu multivibratoru, kas darbojas ar 18 kHz frekvenci. Kvadrātveida viļņu izeja tiek ņemta no vienas no divām 1N914 diodēm. Tranzistori ir izplatīti 2N3904. Zemsprieguma kvadrātveida viļņu pastiprina vēl viens 2N3904 tranzistors, kas ir neobjektīva klase C. Tranzistors palielina ievades kvadrātviļņu par koeficientu aptuveni 10, kur tas tiek izvadīts caur elektrolītisko kondensatoru un 100k potenciometru, pirms tiek pielietots IRF520 Mosfet vārtiem. Mosfet ir savienots kā pakāpienu sasmalcinātājs ar avota spaili ar 56 uH droseli, kas atgriežas pie 5 voltu barošanas avota. Kad Mosfet tiek ieslēgts un pēkšņi izslēgts, magnētiskais lauks induktorā veidojas un pēc tam sabrūk, radot aizmugurējo EMF. Šim aizmugures EMF spriegumam ir atļauts plūst caur 1N4007 diodi, un tas ir sērijveidā ar avota spriegumu. Tas tiek uzlādēts līdz divu spriegumu pievienošanai 470 uF elektrolītiskajā priekšpusē kondensatoram ir LM317 sprieguma regulatora mikroshēma, kas konfigurēta kā regulējams barošanas avots, ko regulē 5k potenciometrs. Izkrautais spriegums ir regulējams no 1,3 līdz 20 voltiem. Ķēdē ir pievienots digitālais voltmetrs un ampērmetrs, lai priekšējā panelī būtu pareizi sprieguma un strāvas rādījumi.

3. darbība: izveidojiet stabilo multivibratoru un pārbaudiet, vai tas darbojas

Salieciet Astable Multivibrator kopā, kā parādīts attēlā. Ieslēdziet ar 5 voltiem, un viļņu formai pie otrā tranzistora kolektora vajadzētu izskatīties kā zāģa zobam otrajā fotoattēlā ar frekvenci aptuveni 18 kHz.

4. solis: pievienojiet bufera/pastiprinātāja un pastiprināšanas pārveidotāja sadaļas

Kad ir noteikts, ka stabilais multivibrators darbojas, varat pievienot bufera tranzistora sadaļu. Tiek pievienots 100 K apdares pods, lai iestatītu Mosfet signāla ievades līmeni. Pēc Mosfet uzstādīšanas, veicot antistatiskus piesardzības pasākumus, uzstādiet diodi un elektrolītisko kondensatoru. Pirms šo detaļu instalēšanas, iespējams, vēlēsities eksperimentēt ar to ievietošanu eksperimentētāja panelī, izmēģinot dažādas induktora vērtības. Es izjaucu virkni CFL un atklāju, ka induktori ir ideāli piemēroti šim nolūkam, izņemot to, ka tie sakarst, kad caur tiem iet vairāk nekā 100 mA. Es atklāju, ka šis induktors ir ideāls, jo tas izmanto biezāku vadu. Jūs varat izmantot induktorus no 50 līdz 200 uH, un šajā frekvencē jūs iegūsit labus rezultātus. Es ieteiktu izmēģināt Mosfet no funkciju ģeneratora. Pārejiet no 5 voltu maksimuma uz maksimumu līdz 5 voltu maksimumam līdz maksimumam. Ielieciet voltmetru pāri 470 uF kondensatoram un vērojiet, kā kondensatorā palielinās spriegums, kas daudzkārt pārsniedz ieejas spriegumu. Izkrauts, mans pieauga līdz 30 voltu pārsniegumam. Pārliecinieties, vai jūsu 470 uF elektrolītam ir vismaz 50 volti.

CFL-kompakta dienasgaismas spuldze

5. darbība: pievienojiet ķēdi LM317

Kad esat apmierināts ar Mosfet pastiprinātāja pārveidotāja sekcijas veiktspēju, varat instalēt LM317 un tā radiatoru. Es atklāju, ka LM317 kļuva karsts, un tam bija nepieciešama siltuma izlietne, bet ne Mosfet. Ja spole sakarst, varat izgatavot radiatoru no alumīnija folijas un nedaudz līmes. Es izmantoju nelielu lokšņu metāla gabalu, kas brīvi saliekts ap spoli un pielīmēts vietā ar kausējamu līmi.

6. darbība: urbiet caurumus korpusā, pievienojiet banānu domkrati un priekšpusē uzstādiet digitālo displeju

Izurbiet caurumus priekšējā panelī potenciometram (1), (4) caurumus banānu ligzdām un (2) USB kabelim un adaptera tipa kontaktdakšai. Uzstādiet shēmas plati attēlā redzamajā vietā un visu savienojiet kopā. Es atklāju, ka izmantotie banānu spraudņi darbojās labāk ar tiem pievienotajiem lāpstiņu savienotājiem. Dažiem zīmoliem aizmugurē ir lodēšanas savienotāji, tāpēc tas ir atkarīgs no izmantotā savienotāja veida.

Es nostiprināju dēli uz korpusa pamatnes ar nedaudz karsta kausējuma līmi, lai to varētu viegli noņemt, ja vēlos veikt izmaiņas ķēdē. Priekšējais melnās plastmasas gabals tika sagriezts, lai pielāgotos skaitītāja paneļa sejai. To nostiprināja ar karsta kausējuma līmi. Kad visi domkrati bija novietoti aizmugurē, paneli turēja arī ar karsta kausējuma līmi.

7. solis: galīgā montāža un pārbaude

Pēdējais elements, kas jāpievieno ierīcei, ir sprieguma/strāvas modulis. Modulis ir aprīkots ar melnu vadu un baltu vadu, tie tiek piegādāti pie ieejas sprieguma. Oranžais vads uztver izejas pozitīvo spriegumu. Ir divi biezi melni un sarkani vadi, tie nonāk pašreizējā šuntā. Tie notiek sērijveidā ar izejas slodzi, lai jūs uzzinātu, cik daudz strāvas tiek patērēta ar jūsu slodzi. Skaitītāji netiek reģistrēti, ja polaritāte tiek mainīta pretēji. Es atklāju, ka kāda iemesla dēļ strāva man nebija precīzi nolasāma, tāpēc man bija jāeksperimentē ar dažādiem stieples biezumiem un veidiem. Kad es saņēmu pareizus strāvas rādījumus, es lodēju vadus tieši pie moduļa spailēm, atbrīvojoties no paredzētajiem savienojumiem. Iespējams, šī problēma radās tikai manam modulim.

Šī ierīce sāks darboties ap 3 VDC ieeju un pie šī sprieguma nodrošinās līdz 7 voltu izeju pie 60 mA. Ar 5 voltu ieeju tas nepārtraukti nodrošinās maksimālo 11 voltu spriegumu pie 120 mA, nepārkarsējot nevienu komponentu. Labāka siltuma nogremdēšana dos jums lielāku strāvu. Tas bija labi tajā diapazonā, kurā es gribēju to izmantot.