DIY电源盒

嘉善人 · 发表于 2019-12-13 16:49:16

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本帖最后由嘉善人于 2019-12-13 17:28 编辑

   退休已经三年了，退休前没时间捣鼓，如今又重新捡起少年时期的喜欢小制作的爱好，最近做了一个电源盒子，查了一下整个制作记录，从5月26日购入电源盒子起。到11月8日全部完工，这个盒子共花了166天，接近半年，在整个制作过程中，一个一个难题被解决，半年的空余时间全部花在这个制作上，所以日常生活很有趣，也很有刺激，当完成一件作品时的兴奋也是很幸福的。其实任何一个小制作都起源于购入的物件在日常生活中还有一些不方便，为了更加方便和顺手，就会萌发自己动手制作的激情。
      事情起因：前年入的电脑，因当时固态硬盘价格高，配了256G，大家知道如今的系统加软件，256G显得太小了，假如再加一个机械硬盘我怕机械读盘将影响固态读取速度，所以电脑只装一个固态硬盘把他分三个盘，系统盘100G，资料盘100G，最后的都给E盘了。资料盘里的文件经常要通过网络拷贝到其他电脑做备份。去年年底上网看到机械盘价格很低，于是就入了一个1T的，同时又买了一个移动硬盘盒。我喜欢有外接电源的那种，从维修经验得出，用USB直接供电的移动硬盘（机械），一般在三年后电机电流增加导致无法读盘的故障率很高。而用外接电源供电的基本没有这类故障。有了移动硬盘，资料拷贝到1T硬盘很容易了。今年年初看到一款移动硬盘更好，可以不用打开硬盘盒更换硬盘，很是方便，于是又入了一个。三月份去参观了上海耳机展后，对耳机开始青睐，又入了一个一分四耳放，想今后在电脑上看电影，一家人可以同时带上耳机，音量各自自己掌握，又不影响邻居。这样一来，电脑桌上需要12V电源的插座三个，接线板不够了，同时这些电器都没有220V的电源开关，那个耳放连直流电源开关都没有。
   很巧三个用电器都是12V供电。于是就萌发了共同使用一个电源，分三路分别给三个负载供电，这就产生了制作综合电源盒的想法，既然自己动手，那就再附带加个USB接口可以解决手机充电器（充电宝）电流太小，时间长的弊端。
   这次制作外壳实质是想练手，我年轻时制作了好几个电子产品，裸奔的很多，有外衣的也基本是拿个大一点的盒子装进去就是了，大部分是装在塑料袋里工作。如今退休了有时间折腾了，就让这款综合电源穿件衣服吧。       查看了这几款电源的输出电流，分别是3A、2A、0.5A，加上手机充电口的电流，6A应该可以了。在五月份买了一个（75W）12V 6.3A的开关电源。
电源盒.jpg

电源到了外壳的尺寸也有了，开始动脑筋购买外壳，考虑到还没有机器和工具，金属外壳加工难度高，只能选木盒，查遍了马老板家的盒子，选中了一款木盒。
木盒.jpg

这木盒尺寸稍微偏大一点，既然有空间，那就再加点功能，做一个各路电源都可以独立控制的综合电源吧。在这种情况下，制作的旅程开始了。第一步就是零件布局和面板的安排，不会CAD，那就用PS吧，打了几款面板征求了一些朋友的意见，最后定下用图D。
图A
电源面板移位.jpg

图B

图C

图D

先挖孔，挖孔本人的手艺不行，小电压表两端的固定孔只有2MM大小，精度太高，无法直接固定到木盒上，就找了一块洞洞板做个过渡，前面再加上一张照片用于遮丑，最后再盖上亚克力透明板，这才勉强看起来不打眼。有些照片是事后补拍的，不是很对得上，但可以基本说明事情。
木盒打洞.jpg

控制部分比较容易，是五个相同的电路，电路图中只画一个。洞洞板是印版走线图。对于USB供电，这里简单叙述一下，USB是输出5V，假如用简单的7805集成块转换电压，7805功耗很大，同时7805只提供1A电流，满功耗时，7805上就产生（12-5）*1A=7W的功耗，这是功耗浪费的，同时电流输出也太小，输出2A电流的话，就有14瓦的功率浪费成为热能，影响电路正常工作。为此我选用了DC/DC转换电路，DC/DC转换电路效率高，可达95%以上，我选的这款DC/DC转换电路成品可以输出3A的电流。如今DC/DC转换电路成品价格也很低，输出3A比7805贵1元多点，这是划算选择，下图中盒盖里的两个小电路板就是DC/DC转换电路板成品。

控制电路图.JPG

把电路板装到木盒里先定位，看是否有冲突的地方，在装总开关打洞前突然想到，还可以再增加一个220V的电源插座，把220V电源也控制起来，于是就买了250V电压的开关，体积变大了，只能装到上面板上，所选开关前面突出部分很薄，仅2MM，于是在面板上再装一块2MM的亚克力板，刚好高度相同。
上盖.JPG

接好内部线路，装上两块板子，盒子就做好了。这是接线中的照片

焊接板.JPG

这是完工后的照片，考虑到放置位置有不同，底部装了八个橡皮胶垫，可以横放或侧放，在侧放的对面装了一款铜把手，找这款铜把手，在马老板家花了整整一天，第一个太大，不好看，又买了一个比较适合的。

这是220V插座盖板没盖以前的样子
装220前.JPG

这是盖好盖子的形状

各路电源全部打开时的耗电12.5V*0.13=1.625瓦（继电器和控制电路的耗电）
空载电流.JPG

带上小度音箱，电流增加了120MA，总耗电是12.5V*0.25=3.12瓦
小度电流.JPG

这是放在电脑桌上使用的照片。
使用状态.JPG

最后总结：这次制作由于事先考虑不成熟加上经验不足，导致制作过程中多次改变方案，有些能补救，有些地方已经无法补救了，首先线路走线混乱，这是布局时没考虑仔细造成，今后220V输入电源线要用插入式，不用这种焊接式，虽然盒子体积要增加，但携带方便。其实在制作过程中还有好多细节问题，这里不作介绍了，这些细节也是一种制作的乐趣。如今马老板家品种是多，要是放在十几年前，估计做不到如此紧凑，还可能会少胳膊短腿。
有了这次制作，我想再制作一个维修用的工具电源，供我在折腾电子产品时当助手，现在初步想法如下图：
36V面板.jpg

   电源功率还要加大，要260-300W左右，玩功放需要正负电源，36V的正负电源电压可调，24V、12V、5V是常用电压，USB就挂在5V电压上。因为功率大了，需要考虑散热问题，内设温度控制，当温度达到设置值是散热风扇开始转动，箱体内的温度一直显示，目前就想到这些，内部布局及走线要综合考虑，不能像这次那样杂乱无章了。
      这计划将在三年后开始，最近还有两个制作要完成。计划明年春节后把第二个制作完成，外壳的制作少不了CNC雕刻机，是否要入手CNC，一直在思想斗争中。入手CNC要解决两个问题，一是场地，二是噪音。如何控制噪音，做到不吵到邻居是前提。制作这个电源盒我已经入手了钻床和十字台钳，一个精度很差的机械帮手，这次制作中感觉到，要把外壳制作漂亮，精度一定要在0.2MM以下才能够格，CNC完全可以做到这点。
      发此贴是希望得到高手的指点，特别是外壳制作方面需要哪些注意事项，哪些地方容易犯错，如何准确控制精度等技术，请高手不吝赐教！谢谢！
下面几张图怎么无法删除了