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巧造宽幅输入USB充电器

巧造宽幅输入USB充电器

点击数:7419 次   录入时间:03-04 11:37:43   整理:http://www.55dianzi.com   家电综合知识
  改造思路
    制作一个小巧方便的USB充电器,可以支持多种电压输入,让闲置的电源能够重新利用起来,同时这个小巧的充电器还适用于经常出差的朋友,可以在外出途中利用手上的非5V电源对手机、平板电脑等移动设备进行充电。
  利用高效率的DC-DC降压模块,将电压较高的电源变换为5V电压的电源,为手机、平板电脑等充电。输入的电源可以是我们手上闲置的9V、12V路由器电源,也可以是旧笔记本闲置下来的19V电源等各种闲置的电源,让它们充分发挥余热变成额外的5V USB充电器,继续为我们手上的数码产品服务。
  所需材料及工具:MP2307降压模块、USB母座×2、DC插座、显存散热片、电线若干、万用板、100Ω电阻、白光5mm草帽LED、小型塑料盒、电烙铁、焊锡、热熔胶、手电钻、锉刀等
    选材及工具
    说到降压,要获得一个稳定的5V电压,相信很多玩家都会第一时间想到最常用的7805稳压块,因为7805使用非常简单,稳压效果很好,但7805毕竟是线性稳压模块,在高压差和较大的电流输出下7805难以避免发热的问题,因此7805虽好用,但它却满足不了本次制作的要求。所以这次笔者采用了MP2307的降压模块,这是一款开关型降压模块,不仅体积非常小,而且还具有很高的效率,发热很小,而且它支持较宽的输入电压( 7~23V),对电源的适应面很广,即使是在高压差和较大的输出电流下也不会严重发热,所以这款降压模块是这次制作的绝佳选择。
  正式改造
    STEP1:焊接USB接口
    由于USB接口的位置涉及外壳开孔的定位,因此需要先焊接好USB接口的板,然后再对外壳进行标记开孔。首先切出适当面积的万用板,然后将USB座焊接到板子上,在固定两个USB接口时需要注意两个USB接口之间保留一定的距离,否则有可能会导致两个USB接口同时接入时出现冲突的情况。而由于笔者在这里使用的USB接口为无边的短口USB座,因此在焊接的时候USB口的两个固定脚用焊锡固定在板子的边缘,然后USB的四个引脚则直接焊接到板子上进行初步的固定。
  STEP2:外壳开孔
    首先用铅笔根据USB口的尺寸和位置进行标记,标记好以后用4mm的钻头连续打出多个孔,然后再将几个孔连起来,钻头直径的选择不可过大,否则会容易出现偏差或者过度开孔的情况,影响最终效果。在开好小口之后,接下来USB接口的开孔工作交给锉刀即可,在使用锉刀进行挖孔的肘候耍注意锉刀尽量保持水平。
  在两个USB口都开好以后,接下来就将一开始做好的USB接口板试装到壳子上,以确定开口是否准确,如果发现偏差,就需要继续用锉刀进行修改,而从安装的情况来看,USB开口情况良好,没有出现偏移的情况。
  STEP3:添加指示灯与电容
    首先将USB母座上的正负极并联起来,并联时要注意正负极连线正确,否则接错会引起模块输出端短路,而两个接口同时接错更是会损坏被充电设备。因此在连线的过程当中需要十分的注意,具体引脚可以参照USB接口定义图。而对于USB接口的D+与D-,我们可以选择留空或者将其短接(部分手机充电要求D+与D-脚短接),或者苹果用户可以加装识别电阻等等,而笔者这里选择了留空。
  由于降压模块属于DC-DC降压,因此该降压电路为高频开关电路,所以最好在输出处添加高频滤波电容,而固态电容则在这方面表现良好,因此笔者在输出端上并联了两颗万裕的6.3V560μF固态电容,以保证电流的输出品质。
  焊接好电容以后,接下来我们就要为充电器添加一个指示灯,方便观察工作状态,在这里笔者选用了白光5mm草帽LED灯,限流电阻使用了100Ω,此时LED工作电流在20mA左右,处于高亮状态。指示灯加装好之后,输出USB板的制作也已经完成了。
  STEP4:安装输入接口
    USB接口完成好以后,接下来就要给输入接口开孔,而笔者所采用的DC插座安装直径为8mm,因此笔者首先用8mm的钻头在外壳上钻孔。
  开好孔以后将DC接口试装到外壳上,检查是否有与外壳冲突的情况,但经检查,DC插座的安装没有任何问题。
  STEP5:降压模块的安装与测试
    虽然MP2307模块的效率非常高,发热很小,但为了模块可以长期稳定地工作,笔者还是为模块添加了小块散热片进行辅助散热,由于模块底部有裸露的覆铜,因此只要用显存散热片直接贴到模块上即可。
  在给模块接输入线之前,我们首先需要将输入线接在DC插座上,在这里笔者使用的是内正外负的接线标准,而线材颜色方面笔者采用了棕色的线作为输入正极,地线则采用了黑色,这样一来可以方便后面接线的区分。在将线材焊接到插座上以后,笔者还套了一层透明的热缩管以防止引线短路。
  接下来则是模块上的两根5V输出线,在这里笔者采用了红色的线材作为5V的输出线,地线则采用了黑色线材。将输出线接到板子上,然后将DC接口上的输入线接到模块上,而输入地与输出地是共地,因此将两条地线并联到~起即可。
  将模块、USB板以及DC插座安装到外壳上,而从整体来看,这个小壳子还有一部分空间可以给笔者在后续添加功能。连接好各种输入输出线以后,接下来就对充电器进行测试,笔者拿了手上闲置的9V/1A路由器电源接入,然后用USB电压表进行输出测试,从电压上看,USB输出正常,而在后面的负载测试当中,整体工作非常正常,即使是输出电流达到2.5A也没有任何发烫现象,在1A下甚至感觉不到发热,可见该模块的效率是非常离的。
  测试完成以后,为了固定USB接口,笔者在这里使用热熔胶对USB板进行固定,盖上盖子以后,整个充电器就可以正式开始使用了。
  高亮的白光LED照明灯作为工作指示灯,同时可以作晚间小夜灯用,只要输入端有电源接入,并且模块正常工作时就会亮起。


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