你是否有USB(通用串行總線)供電的新的周邊設(shè)備(如掃描儀等)。且它們需要用比PC或USB集線器可能輸出的更多電力?這里介紹一個(gè)小工具,可以解決你的問(wèn)題。它可以饋送額外的電力到USB傳輸線。并由電腦自動(dòng)控制——讓新的周邊設(shè)備由電腦打開或關(guān)閉直流供電。
PC機(jī)或自供電的USB集線器的每個(gè)USB插座,可以提供電壓為5V、最大500mA的直流電。USB電源可用于直接驅(qū)動(dòng)多種USB周邊設(shè)備(這是USB的優(yōu)點(diǎn)之一。許多較新的外圍設(shè)備都設(shè)計(jì)為這種供電方式)。一些低成本的USB集線器設(shè)計(jì)為從PC.即通過(guò)其“上游”USB連接線獲取其所需的電能(在多數(shù)情況下.集線器內(nèi)部電路只需要幾十毫安的工作電流)。
然而,當(dāng)試圖通過(guò)這樣一個(gè)集線器連接更多的總線供電的USB外設(shè)到您的PC時(shí).事情將變得更復(fù)雜:因?yàn)榧€器向每個(gè)“下游”輸出接口只能供應(yīng)最多100mA的電流(這是因?yàn)樗麄兊乃须娔茏罱K都來(lái)自PC本身)。如果你有一個(gè)正在工作的、已經(jīng)連接了3個(gè)USB接口供電的外設(shè),然后又買一個(gè)由USB供電的掃描儀或標(biāo)簽打印機(jī),其需要吸取比1OOmA更多的電流,這就是一個(gè)問(wèn)題了。幸運(yùn)的是,這里介紹的USB輔助電源(它設(shè)計(jì)為串聯(lián)在與新外設(shè)連接的USB傳輸線上.同時(shí)它也連到一個(gè)9V的AC或DC供電電源上),可以很容易解決:當(dāng)USB輔助電源偵測(cè)到來(lái)自PC或集線器的5V直流電源時(shí),它的開關(guān)電源從接口通過(guò)一個(gè)內(nèi)建的5V穩(wěn)壓器,為你新的周邊設(shè)備提供自己的5V電壓和高達(dá)500mA的電流。
USB輔助電源全部元件裝在一塊很小的印制電路板上,并置于一個(gè)合適的小塑料盒中。
一、USB輔助電源工作原理
在電路圖(圖1)中,電源從插座CON3接入。經(jīng)過(guò)二極管D1~D4(二極管將交流整流或自動(dòng)校正直流電的極性)。在1000μF電容器C1兩端的直流電壓為14V(交流輸入時(shí))或8V(直流輸入時(shí))。
CON1為USB“B型”插座(標(biāo)準(zhǔn)USB口有A型和B型兩種。其中每一型均有插頭和插座,例如A型插頭,B型插座等),用作輔助電源的輸入端口。經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)的USB電纜連接到PC或集線器的USB輸出端口。電源輔助器的數(shù)據(jù)線,從CON1直接連接到CON2的相應(yīng)端。CON2是一個(gè)USB“A型”插座.是輔助電源的輸出端口。通過(guò)另一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的USB連接電纜從這個(gè)端口連接到你的新的USB設(shè)備。因此,輔助電源在完全透明的條件下溝通USB數(shù)據(jù)。即USB數(shù)據(jù)可以在PC與周邊設(shè)備之間的任何方向上直接通過(guò)輔助電源,反之亦然。
當(dāng)PC的電源關(guān)閉時(shí)。電流無(wú)法從接口流向外設(shè),因?yàn)榇?lián)在其中的P溝道MOS功率管Q2通常是關(guān)閉的。當(dāng)個(gè)人電腦打開時(shí),+5V出現(xiàn)在CON1的第一腳,通過(guò)一個(gè)22kΩ的基極電阻使晶體管Q1導(dǎo)通,然后使Q2導(dǎo)通(Q2這時(shí)呈現(xiàn)一個(gè)非常小的電阻,約0.1Ω)。
流入的直流電通過(guò)1000uF的電容器到REG1(7805)的+5V三端穩(wěn)壓器。它提供+5V電壓至CON2的第一腳和你的周邊設(shè)備。LED1用來(lái)顯示電源開關(guān)狀態(tài)(LED1通過(guò)8200Ω串聯(lián)電阻從REG1的輸入端接入);因此當(dāng)Q2打開輔助電源時(shí)它才發(fā)光。10μF和100nF電容器確保三端穩(wěn)壓塊REG1穩(wěn)定運(yùn)行。而二極管D5是為了當(dāng)電源關(guān)閉時(shí),防止反向電壓對(duì)REG1的損害。雖然REG1有少量的發(fā)熱.但它能滿足任何最大不超過(guò)500mA的USB周邊設(shè)備的供電。
二、USB輔助電源機(jī)械結(jié)構(gòu)
所有USB輔助電源的元件,全部安裝在一塊小型印制電路板上,其尺寸為76mmx46mm,見(jiàn)圖2。圖3為PCB銅箔面,已在每個(gè)角落合適的位置開孔,使它適合放入現(xiàn)成的小塑料盒(83mmx54mm~31mm)內(nèi)。盒子內(nèi)有4個(gè)較矮的9mm長(zhǎng)的自攻螺釘座,使用四個(gè)M3x6mm的自攻螺絲固定印制電路板,另外有四個(gè)較高的自攻螺釘座,另用四個(gè)M3x6mm沉頭自攻螺絲固定盒蓋。
在盒子狹窄兩端的方向開出矩形孔,以適合兩個(gè)USB連接器(CON1和CON2)。在CON2矩形孔邊上用直徑3mm的鉆頭鉆出圓孔,讓電源指示發(fā)光二極管LED1伸出。同樣,用直徑9mm的鉆頭在其中一個(gè)較長(zhǎng)邊上鉆出孔,位置適合電源輸入連接器CON3。各開孔位置見(jiàn)圖4。接下來(lái),安裝三個(gè)連接器。兩個(gè)USB連接器的引腳布局是不同的,所以一定要確保正確安裝。
最后安裝TO-92晶體管Q1、LED1和兩個(gè)TO-220器件Q2及REG1 (請(qǐng)確認(rèn)沒(méi)有搞錯(cuò).否則可能導(dǎo)致一方或雙方受到損害)。這兩款器件都采用臥裝,用M3x6mm的機(jī)螺絲和螺母固定在印制板上,也有少量的散熱作用。為了確保LED1與連接器CON2的位置和極性正確,距離印制板的尺寸要由具體的盒子結(jié)構(gòu)而定。
三、USB輔助電源裝配調(diào)整
本USB輔助電源沒(méi)有需要調(diào)整的部件,安裝完成后只要簡(jiǎn)單地測(cè)試一下。要做的是連接一個(gè)輸出直流9 V或AC插頭到CON3.并連接CON1到你的PC或USB集線器輸出USB連接端口,確認(rèn)指示LED1不亮。如果LED1隨著開啟和關(guān)閉個(gè)人電腦點(diǎn)亮或熄滅,就證實(shí)了USB輔助電源的工作是正常的。這時(shí)可用螺釘裝上盒蓋,還可以貼上合適的標(biāo)簽。
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