SK150C 外壳套件——硬件设计篇

最近在做一些测试，感觉得用两个电源比较方便，所以想着再入手一个可调电源，但是看着常见的可调电源的外壳套件要 50 元以上，真的不想买……咱也不知道为啥这么贵。

本来都准备买个小巧的 AC-DC 可调电源了，结果我看见了基于sp120x的可调电源方案 - 立创开源硬件平台。既然嘉立创能白嫖 3D 打印，之前用着可调电源模块也没感觉一定要使用金属外壳，那就拿主义搞个看看~

本来想着直接拿去打印，但是仔细看看，感觉还是不太符合我的需求，所以我就决定自己改了。但是 STL 模型导到 FreeCAD 里并不能改，所以索性借鉴下尺寸，我自己重新做一个出来吧。

设计

适配 SK150C

参考的项目是适配 SK120X 的，能看出来和 SK150C 使用的开口是不一样的。如果想使用我的模型的朋友，注意自己要使用的模块尺寸。

我找客服要到了 SK150C 前面板到散热的距离，大概是 50mm，和 SK120X 一样。不过由于 SK150C 比 SK120X 高了 4mm，所以外壳高度要调整，如果不出意外，深度也要适当加点，避免风扇挡到。

这下得先买实物才能继续了，我也想把尺寸做得极限点，得量量再继续建模了。

真机到手，测量了下前面板到散热模块的长度是 47mm，重新根据我测量到的尺寸，简单给这个可调电源模块建了个模。

4mm 香蕉插座

我搜了下淘宝，有好多款式的插座，我找了下似乎还是面板插座这种比较常见，最后选了常见的 8mm 面板开口的。后面是插簧连接的。

顺便我也找了个 2mm 的香蕉插座：

大概这样的，面板开口 6mm。空间不允许我同时放这两种插座，所以我只选用了 4mm 的。

插簧部分，淘宝翻了半天似乎大部分商家都不写承载的电流，不知道是不是不不重要或者说和能接的导线粗细相关。大概 10A 以上应该能用，就不细究了，直接用，不行就改焊接到插座上。

输入电源开关

由于我的可调电源的电源输入是来自多设备共用的 AC-DC 电源，所以为了避免老是亮屏还浪费电，准备在可调电源的前面板上加一个电源开关，用来控制电源输入。

我是计划选用 12mm 的金属按键开关，但是小尺寸的按键开关承载电流有限，最大的我也只找到 10A 的。所以我准备使用 12mm 自复式的开关 + MCU 控制 MOS 管的方式来时间输入电源控制。反正要画板子，多点功能多点花样了。买的是带灯款的，上电呼吸效果，开机就常亮。

还有下面这种超短款的也可以考虑，能再少占点空间。

还有下面这款使用排线连接的：

我买的时候没太注意这事，为了买凸头款的按钮直接入了普通短款的。也好，便宜几毛，哈哈。

DC 5025 输入输出接口

项目的输入、输出分别设计有一个 DC 5025 接口。

我找了半天没找到便宜的大电流 DC 立贴接口，所以只能选卧贴的 DC007B 了。DC007B 最大 30V、10A 负荷，所以我们项目的输入能力就是 30V 10A 了。

USB-C 输入输出接口

USB-C 母座使用 5A 的母座就完事了。

输入部分由 MCU 负责 USB-PD 协议握手，获取最高电压。

输出部分，由于是由人来控制电压，我非常担心一不小心错用这个 USB-C 口给其他设备供电，所以计划使用 MCU 进行 VBUS 开关控制，每次使用时需要手动开启。在 USB-C 输出接口部分增加红绿 LED 指示灯，负责指示无输出、5.5 V以下、5.5V 以上电压。

排针输出

日常还是会需要直接使用杜邦线临时为一些电路供电，所以准备放 2.5mm 间隔、 2×4 排列的卧贴排针。这个直接连接到可调电源输出，不做额外处理。

PCB 与可调电源连接

电源部分

电源部分我计划和可调电源一样，使用5.08mm拔插式接线端子。

另外可能会考虑让可调电源与 MCU 进行一些通信，所以再增加一个 4Pin XH 2.54 端子。

MCU 选择

首先需要 MCU 能实现 USB-PD 握手，还需要具有 ADC 来检测可调电源的输出电压 以及温度检测，需要有 PWM 控制风扇，再来个串口通信。我找了下最终就是选 STM32G431CBU6 或者 STM32G071GBU6。虽然 STM32G071GBU6 便宜两块，但是他只有 CC1 引脚……在下没看懂咋玩，似乎得用 STM32G071GBU6N 才行，那么价格直接翻倍了。这下没得选了，直接使用 STM32G431CBU6 吧。

供电设计

由于使用了 MCU 和风扇，所以我们需要一个能将 7 ~ 36V 电压降到 5 V 的 DC-DC 电路，以及一个 3.3V LDO。

5V 供电

WEBBENCH：TPS560430XDBVR 7V-36V to 5.00V @ 0.5A

实在是有点没空间放了，我找了一个小体积 5040 磁胶电感，参数似乎比较极限，希望不要影响工作。

3.3V 供电

继续使用 RT9013。

风扇

由于我不是很了解这款电源的温升情况以及自带的散热风扇能力如何，更不了解我设计的外壳会不会是个小闷罐，所以在背部留了外挂2507风扇的位置，并在"输入和控制板"上增加了支持4线风扇的接口和自带 PWM 调速的驱动电路。

打样

外壳材质我选了灰色尼龙的，要价 82 元，白嫖了~

PCB 打样选 1.6mm 厚度的。

外壳

等了三天，收到了外壳。拍照的时候忘记打灯光了，将就下。

尼龙质感确实好，很实。外壳一共就俩部分，组合起来没啥问题，除了主体的外壳屁股下边弯了。我拿灯光逆光照着拍了张照片，能很明显看到下面向外弯曲了。我觉得装配好用几周也就自然压回去了，应该是小事。

另外一个问题就是，底部这些都是螺丝孔，不知道为啥没通，有一层很薄的面在那封着。可能是白嫖就这样？看起来自己拿东西捅一捅钻一钻就行。