USB Değişken Voltajlı Güç Kaynağı: 7 Adım (Resimlerle)

2024 Yazar: John Day | [email protected]. Son düzenleme: 2024-01-30 13:16

Bir süredir USB ile çalışan değişken güç kaynağı için bir fikrim vardı. Tasarlarken, sadece USB girişine değil, bir USB fişi veya banana fiş jakları aracılığıyla 3 VDC'den 8 VDC'ye kadar her şeye izin vererek biraz daha çok yönlü hale getirdim. Çıktı, bir duvar siğilinde göreceğiniz jak türünü ve iki muz fiş jakını kullanır. İçine 5 volt beslerseniz, çıkışı 1,3 Volt'tan 20 Volt'a, 200 mA'ya kadar daha düşük voltajlarla hafif yüklü olarak değiştirebilirsiniz. Ön kısımda, yüke giden voltajı ve akımı gösteren dijital bir ekran bulunur. Yukarıdaki resimde, bir laptop USB terminalinden 5 voltluk USB kaynağından 120mA'da 9 voltluk bir mini osiloskop besliyorum.

Gereçler:

Parçalar

(1) 240 ohm direnç, 1/4 watt

(1) 67 k direnç, 1/4 watt

(2) 4,7 k direnç 1/4 watt

(3) 1 k direnç, 1/4 watt

(3) 2N3904 transistörler

(1) IRF520 Mosfet veya eşdeğeri

(2) 1N914 anahtarlama diyotları

(1) 1N4007 diyot

(2).01 uF seramik kapasitörler (şematikte 8 nF veya.008 uF yazıyor ancak.01 uF'nin elde edilmesi daha kolay)

(2) 10 uF elektrolitik kapasitör, 50 volt

(1) 470 uF elektrolitik kondansatör 50 volt

(1) 56 uH indüktör (İstenirse küçük bir toroid üzerine sarılabilir)

(1) 100k trim potası

(1) 5k 1/2 watt potansiyometre, lineer konik

(1) LM317 IC voltaj regülatörü IC yongası

(4) muz krikoları (erkek)

(1) standart boyutlu USB jakı (erkek)

(1) dijital voltmetre ampermetre modülü

(1) Muhafaza

(1) Mükemmel veya prototip panosu

(1) vidalı gerdiricili siyah topuz

Isıyla daralan makaron

Çeşitli renklerde bağlantı teli

Maça konektörleri (çeşitli boyutlarda)

LM317 için ısı emici ve silikon bileşik

Aletler

Havya, Lehim, Sıcak Tutkal, Matkap uçlu matkap, çeşitli tornavidalar, farklı tipte küçük pense, multimetre ve osiloskop

Adım 1: Parçaları Elde Etme

Bulması kolay ve hurda elektronik kartlardan kurtarılabilecek parçaları bilerek kullandım. LM317 IC çok yaygındır ve 2N3904 transistörleri genel amaçlıdır ve birçok farklı tip ikame edilebilir. Mosfet de çok yaygındır ve ikame bir N-kanal Mosfet olduğu ve benzer derecelendirmelere sahip olduğu sürece diğer türler ikame olarak kullanılabilir. İndüktör kritik değildir ve çoğu 50 ila 200 nH aralığında kullanılabilir. Bu amaçla, onları kullanılmış CFL ampul sürücü kartlarından kurtarıyorum. Her türlü proje kutusu kullanılabilir. Elimde bu vardı ama daha ucuz bir siyah olan tamamen uygun. Mükemmel tahta kullanımına gelince, değişikliklerin yapılabilme kolaylığı için bu benim kişisel seçimim.

Adım 2: Devrenin Arkasındaki Teori

Yukarıdaki dalga formu fotoğrafları, dalga formunun ilerlemesini gösterir. İlki, sağ 1N914 diyotun üstündeki kararsız multivibratörün çıkışındaki dalga biçimini gösterir. İkincisi, IRF520'nin kapısındaki dalga biçimini gösterir ve sonuncusu, IRF520'nin kaynağındaki dalga biçimini gösterir.

Devre, 18 kHz'de çalışan iki transistör kararsız multivibratör kullanır. Kare dalga çıkışı, iki 1N914 diyotundan birinin tepesinden alınır. Transistörler yaygın 2N3904'lerdir. Düşük voltajlı kare dalga, öngerilimli sınıf C olan başka bir 2N3904 transistör tarafından güçlendirilir. Transistör, giriş kare dalgasını, bir IRF520 Mosfet'in kapısına uygulanmadan önce bir elektrolitik kapasitör ve 100k potansiyometreden geçtiği yaklaşık 10 kat artırır.. Mosfet, 5 volt beslemeye geri dönen 56 uH'lik bir bobine sahip kaynak terminali ile bir yükseltici kıyıcı olarak kablolanmıştır. Mosfet açıldığında ve ardından aniden kapatıldığında, indüktördeki manyetik alan oluşur ve ardından bir geri EMF üreterek çöker. Bu geri EMF voltajının 1N4007 diyotundan akmasına izin verilir ve kaynak voltajı ile seri halindedir. Bu, 470 uF elektrolitik boyunca iki voltajın eklenmesine kadar şarj olur. Kondansatörün önünde, 5k potansiyometre tarafından ayarlanan, ayarlanabilir bir güç kaynağı olarak yapılandırılmış bir LM317 voltaj regülatör yongası bulunur. Yüksüz voltaj 1,3 volt ile 20 volt arasında ayarlanabilir. Ön panelde uygun voltaj ve akım okumalarını vermek için devreye bir dijital voltmetre ve ampermetre bağlanmıştır.

Adım 3: Kararsız Multivibratörü Oluşturun ve Çalışıp Çalışmadığını Görün

Kararsız Multivibratörü resimdeki gibi bir araya getirin. 5 volt ile güç verin ve ikinci transistörün kolektöründeki dalga formu, frekansı yaklaşık 18 kHz olan ikinci fotoğraftaki testere dişi gibi görünmelidir.

Adım 4: Tampon/amplifikatör ekleyin ve Dönüştürücü Bölümlerini Artırın

Kararsız multivibratörün çalıştığı belirlendikten sonra, tampon transistör bölümünü ekleyebilirsiniz. Mosfet'e sinyal girişinin seviyesini ayarlamak için 100 K trim potu eklenir. Mosfet'i monte ettikten sonra antistatik önlemler alırken diyot ve elektrolitik kondansatörü takınız. Bu parçaları kurmadan önce, çeşitli indüktör değerlerini denerken bunları bir deneycinin panosuna koyarak deneme yapmak isteyebilirsiniz. Bir grup CFL'yi ayırdım ve indüktörlerin bu amaç için mükemmel olduğunu buldum, ancak içlerinden 100 mA'dan daha fazla ısınmaları dışında. Daha kalın tel kullandığı için bu indüktörü mükemmel buldum. 50 ila 200 uH arası indüktörler kullanabilirsiniz ve bu frekansta iyi sonuçlar alırsınız. Deneme yaparken Mosfet'i bir fonksiyon üretecinden sürmenizi tavsiye ederim..5 volt tepeden tepeye, tepeden tepeye 5 volta kadar gidin. 470 uF kapasitöre bir voltmetre koyun ve kapasitör boyunca giriş voltajının birçok katına çıkan voltajı izleyin. Yüksüz, benimki 30 voltun üzerine çıktı. 470 uF elektrolitiğinizin en az 50 volt olarak derecelendirildiğinden emin olun.

CFL-Kompakt Floresan Işık

Adım 5: LM317 Devresini Ekleyin

Mosfet boost dönüştürücü bölümünün performansından memnun kaldığınızda, LM317'yi ve soğutucusunu takabilirsiniz. LM317'nin ısındığını, bir soğutucuya ihtiyaç duyduğunu ancak Mosfet'e ihtiyaç duymadığını buldum. Bobin ısınırsa, alüminyum folyo ve biraz yapıştırıcıdan bir soğutucu yapabilirsiniz. Bobinin etrafına gevşek bir şekilde bükülmüş ve sıcakta eriyen yapıştırıcı ile yapıştırılmış küçük bir metal levha parçası kullandım.

Adım 6: Kasaya Delik Açın, Muz Krikolarını Takın ve Dijital Ekranı Öne Monte Edin

Potansiyometre için ön panelde (1), (4) muz jakları için ve (2) USB kablosu ve adaptör tipi fiş için delikler açın. Devre kartını resimde gösterilen pozisyonda monte edin ve her şeyi birbirine bağlayın. Kullandığım muz fişlerinin, onlara bağlı kürek konektörleriyle daha iyi çalıştığını buldum. Bazı markaların arka tarafında lehim konektörleri bulunur, bu nedenle kullandığınız konektörün türüne bağlıdır.

Devrede değişiklik yapmak istersem, kartı kolayca çıkarmak için biraz sıcak tutkalla kasanın tabanına sabitledim. Siyah plastikten ön parça, ölçüm panelinin yüzünü yerleştirmek için kesildi. Sıcak eriyik yapıştırıcı ile sabitlendi. Tüm krikolar arkaya yerleştirildiğinde, panel de sıcak eriyik yapıştırıcı ile yerinde tutuldu.

Adım 7: Son Montaj ve Test

Cihaza bağlanacak son öğe voltaj/akım modülüdür. Modül bir siyah kablo ve bir beyaz kablo ile gelir, bunlar giriş voltajı kaynağına gider. Turuncu tel, çıkış pozitif voltajını algılamaya gider. İki kalın siyah ve kırmızı kablo var, bunlar mevcut şanta gidiyor. Bunlar, yükünüz tarafından ne kadar akım çekildiğini size bildirmek için çıkış yükü ile seri halindedir. Polariteyi tersine koyarsanız sayaçlar kayıt olmaz. Bir nedenden dolayı akımın benim için doğru okumadığını buldum, bu yüzden farklı tel kalınlıkları ve türleri ile denemeler yapmak zorunda kaldım. Uygun akım okumalarını aldıktan sonra, sağlanan bağlantılardan kurtularak kabloları doğrudan modül üzerindeki terminallere lehimledim. Bu sadece kullandığım modülle ilgili bir sorun olabilir.

Bu cihaz 3 VDC giriş civarında çalışmaya başlayacak ve bu voltajda size 60 mA'da 7 volta kadar çıkış verecektir. 5 volt giriş ile 120 mA'da hiç bir bileşeni aşırı ısıtmadan size sürekli olarak maksimum 11 volt çıkış verecektir. Daha iyi ısı emici size daha yüksek akımlar verecektir. Bu, kullanmak istediğim aralıktaydı.