제목: 핸드폰 비상 충전기를 이용한 USB전원 제작
키워드: 핸드폰 충전기 정전압 DC-DC PDA Clie T NR SJ NX NZ
들어가지 전의 주의사항
이 개조에 대해서는 반드시 자기책임하에 실시해 주십시요.
이 정보에 의한 어떤한 불이익도 보장드릴 수 없습니다.
아래 올라온 DC-DC컨버터를 이용해서 USB전원을 제작하여 보았습니다.
앞에 올린 자료는 최대한 원문에 충실하게 번역하려다 보니, 조금은 이해하기 어려운 부분이 있었던 것 같고, 다용도 전원으로 제작된 거라, USB전원이나 클리에 전원으로 이용하기에는 조금 동떨어진 감이 없이 않았는데, 이번에는 저의 USB전원 제작 경험을 조금 추가해서 설명하려고 합니다.
일반 건전지 2셀(3V)나 충전지 2셀(니카드, 네켈수소; 2.4V)를 이용하여, USB기기, 핸드폰, 클리에 같은 PDA등의, 5V 전원을 필요로하는 기기를 이용하고 싶을 때가 있습니다.
이럴때는 부품을 구입하여 제작하는 것도 좋은 방법일 수 있지만, 전기/전자쪽에 어느정도 전문적인 지식이 있지 않고는 회로설계, 부품구입, 제작에 어려움이 많은 것이 사실입니다.
저(필자)도 회로설계가 간단한 전원용 IC를 이용해서 클리에용 전원을 만들어 보려고 노력했었는데, 9, 12V전원에서 클리에용 5.2V(혹은 USB용 5V)를 뽑아내는 것은 성공했엇지만, 건전지 2셀에서 5V정도의 전압으로 승압하는 것은 쉬운일이 아니었습니다. 현재 나와있는 대부분의 승압용 IC가, 허용전류가 놓은 것은 기동전압이 놓고, 기동전압이 낮은 것은 허용전류도 낮아서, 2셀(1.8V - 3.0V)의 전압으로 클리에에 필요한 0.8A의 전류를 뽑아낼 수 있는 IC를 찾기도 힘들었고, 더구나 구입은 더욱 힘들었습니다.
그러던중 일본쪽 웹사이트에 찾은 정보가 바로 이것입니다. 즉, (일본쪽 이야기이지만) 편의점에서도 손쉽게 구입할 수 있는 핸드폰용 비상충전기를 이용하여, 승압형 전원을 만들자는 것이지요.
재료
여기에서 사용되는 것은 세븐일레븐에서 880엔에 구입할 수 있는 'TOPLAND Shuttle Vital AU-902 cdmaOne용'이라는 제품입니다. 직접 부품을 사서 조립한다고 해도 880엔은 무리일 것 같고, 특히 PCB제작에 드는 수고를 생각한다면, 충분히 그만한 가치가 있는 제품이라고 생각합니다.
주) Shuttle Vital(AA 2개용)은 생산이 종료된 것 같으므로, 개조의 베이스로 몇개 사두는 것이 좋지 않을까 싶습니다.
주) 저도 처음에 하나 사서 USB전원을 만들어 본 후 다시 가서 예비로 2개를 더 사왔습니다. 그리고, 시간이 나는대로 다른 가게 가서도 또 구입하려고 하는제, 세븐일레븐 말고 다른 가게에는 없는 것 같습니다.
주) DOCOMO용도 있습니다만, 기판이 다르므로 이 개조방법을 그대로 적용하지는 못합니다만, 회로는 같을 것 같으므로, 분해해보면 어떻게든 될지도 모릅니다.
충전기 케이스는 측면이 2군데씩 걸쇠형식으로 고정되어 있고(사진의 빨간색 원), 배터리 단자사이만 접착제로 접착되어 있습니다(파란색 타원 부분). 일단, 라디오펜치 같은 걸로 접착부분을 뜯어주고나서, 옆면을 벌려주면 간단히 분해됩니다.
(너무 힘만 주다보면 저처럼 걸쇠가 끊어질 수도 있고, 그러면 나중에 다시 결합할 때 제대로 닫히지 않습니다.)
정전압 개조
빨간색으로 표시되어 있는 부품 3개를 제거합니다. (일본어는 '제거하라'는 소리입니다.)
이 부품은 리튬이온충전지의 충전에 사용되는 정전류제어용회로로, 이번처럼 정전압 회로를 제작하는데는 전혀 필요없는 부품입니다.
빨간색으로 표시된 곳에 0 Ohm의 칩 저항을 부착합니다. (사진의 오른쪽에 000이라고 표시된 검은 부품이 저항입니다.)
칩저항은 부품사에 나가지 않으면 구하기 힘드므로, 그냥 리드선(저항이나 콘덴서등의 다리 부분)이나 전선을 붙여도 됩니다.
칩저항의 왼쪽에 GND리드선은, 스위치 대신입니다. 이곳에 스위치를 부착하면 ON/OFF제어가 가능합니다.
사진에서는 구별이 잘 되지 않는 것 같은데, 건전지 단자의 (-)부분(사진의 윗면 오른쪽 단자)과 출력단자의 (-)부분(사진의 아래 왼쪽의 검은색 전선과 같은 단자)에 이어줍니다.
이 사진은 저항대신 리드선으로 연결한 모습입니다. (아직 GND나 스위치는 연결되어있지 않습니다.)
출력단자의 (-)극은 사진에서 가장 왼쪽에 있는 단자이고, (+)극은 3번째 단자입니다.
여기까지의 개조로 정전압제어의 DC-DC컨버터는 완성되어있으며, 효율도 꽤 괜찮습니다.
다음은 전압변경 방법과 가변전압으로 개조하는 방법에 대한 설명인데, 혹시, USB전원으로 사용하실 분과, 클리에용 5.2전원으로 사용하실 분은, USB단자 연결로 그냥 건너뛰시기 바랍니다.
전압 개조방법 (Option)
출력전압은 사진의 1번과 2번 저항의 비율로 결정됩니다. 1번과 2번 저항의 저항값을 R1, R2라고 했을 때,
출력전압 = 기준전압(2.0V) * (R1+R2) / R2
의 식으로 결정됩니다. 즉, 초기상태에서는 R1=3k Ohm, R2=2k Ohm이며, 2 * (3+2)/2 = 5가 되어, 출력 전압은 5V가 됩니다.
USB전원용 기기로 이용할 경우에는 그대로 사용하면 되고, 출력전압을 바꾸고자하면 다음이 표과 같이 저항을 교체해주면 됩니다.
| | 5V | 4.5V | 3.3V | | R1/R2 | 1.5 | 1.25 | 0.65 | | R1 | 3.0 k | 2.5K | 1.8K | | R2 | 2.0K | 2.0K | 2.7K | |
여기서 중요한 것은 저항비이므로, 저항값이 조금 틀려도 괜찮습니다. 단, 저항의 합계가 4 - 6k Ohm이 되도록 해주십시요.
출력전압 가변 개조 (Option)
여기에서는 가변저항을 이요하여, 출력전압 가변식 전원을 제작하는 방법을 설명하도록 하겠습니다.
먼저 칩저항을 전부 떼어내고, 그 자리에 4.7k Ohm이 반고정 저항을 부착합니다. 기판을 자세히 보면 R1과 R2가 바로 이어진 부분이 있는데(사진에서는 칩 저항의 오른쪽 단자), 이 부분에 가변저항의 가운데 리드를, 그리고, 남은 두 단자에 각각의 피드를 연결해주도록 합니다.
이로서 입력전압부터 15V까지의 가변전압 출력이 가능한 전원은 완성입니다.
사진에서는 녹색이 가운데 단자이고, 나머지 쥐색선과 빨간선이 남은 두 단자로 연결됩니다.
USB단자 연결
이제 완성된 전원에 USB단자를 연결할 때입니다.
USB단자를 원래있던 케이스에 집어넣기 위해서는 약간의 개조가 필요합니다.
먼저 금속제 케이스로부터 플라스틱 부분을 빼내서, 사진 오른쪽과 같이 아래쪽의 튀어나온 부분을 제거합니다. 이 부분을 제거하지 않으면 케이스에 단자랑 기판이 들어가지 못합니다.
그 다음, USB단자중에서 사용되지 않는 가운데 2개를 제거하고(왼쪽사진의 두꺼운 빨간선부분), 파란색 부분에 사각형으로 구멍을 뚫어주도록 합니다. 이 구멍안으로 기판의 기다란 부분이 들어가게 되어 USB단자를 기판에 고정할 수 있도록 해줍니다.
사진처럼 기판에 USB단자를 연결합니다.
구멍뚫은 곳에 기판의 기다란 부분을 집어넣고, USB단자가 연결될 위치를 생각해가면서 리드선을 구부려줍니다. USB의 리드선은 위쪽 사진에서 검은선과 빨간선이 연결된 곳과 같은 위치, 즉, 첫번째와 세번째위치에 연결해주면 됩니다.
완성
완성된 모습입니다. AA건전지 2개만 있으면, 어디서나 사용할 수 있는 간단한 전원이 됩니다.
USB단자까지 케이스안에 수납되어 아주 깔끔한 모습입니다.
단,,, 처음에는 스위치를 달려고 했는데, 케이스안이 너무 비좁기도 하고, 전선을 잇기도 귀찮아서 스위치는 생략했습니다.
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핸드폰 비상 충전기를 이용한 USB전원 테스트 #1 