작품 예제Project examples

USB 5V 전원 보드 만들기: 커넥터·퓨즈·바이패스 커패시터Building a USB 5V Power Board: Connector, Fuse, and Bypass Capacitors

USB 케이블이나 브레이크아웃 커넥터에서 5V를 받아 퓨즈와 커패시터, 전원 LED를 거쳐 만능기판 레일로 공급하는 안전한 전원 보드를 설계합니다.Design a safe power board that takes 5 V from a USB cable or breakout connector and feeds the perfboard rails through a fuse, capacitors, and a power LED.

최종 수정Last updated 2026-10-07 읽는 시간 약 4분About 4 min read

목차 보기

USB 전원의 기본
전원 연결 방법
회로
전압 강하에 주의하세요
만능기판 제작 요령
점검
안전 수칙
다음 단계
정리

Table of contents

The basics of USB power
Ways to connect power
The circuit
Watch the voltage drop
Perfboard build tips
Checking
Safety rules
Next steps
Summary

노트북이나 휴대폰 충전기의 USB 포트는 어디서나 구할 수 있는 안정적인 5V 전원입니다. 건전지를 갈아 끼울 필요 없이 만능기판 회로에 전원을 줄 수 있어서, 5V로 동작하는 로직 IC와 마이크로컨트롤러 실험에 자주 쓰입니다. 이 글에서는 USB 전원에서 5V를 받아 퓨즈와 커패시터, 전원 표시 LED를 거쳐 만능기판 전원 레일로 공급하는 보드를 설계합니다. 전류 한도와 안전 요령도 함께 설명합니다.

USB 전원의 기본

USB 커넥터에서 쓸 전원은 VBUS(5V)와 GND 두 선입니다. 데이터 선은 연결하지 않아도 5V는 나옵니다.

전원 공급원	얻을 수 있는 전류
PC의 USB 2.0 포트	보통 500mA 한도(연결 확인 전에는 100mA)
PC의 USB 3.0 포트	약 900mA
휴대폰 충전기	1~3A (부하가 요청한 만큼)

PC 포트는 과전류가 나면 차단되거나 포트가 망가질 수 있으니 반드시 퓨즈로 보호하세요. 충전기는 전류가 커서 쇼트가 나면 위험하므로 더욱 퓨즈가 중요합니다.

전원 연결 방법

Micro-USB 브레이크아웃

Micro-USB 커넥터를 2.54mm 핀에 맞춰 놓은 작은 기판입니다. VBUS와 GND 핀만 사용합니다. 가격이 싸고 만능기판에 바로 꽂을 수 있습니다.

USB-C 전원 전용 브레이크아웃

USB-C로 5V를 받으려면 커넥터의 CC1, CC2 핀을 각각 5.1kΩ 저항으로 GND에 연결해 "나는 5V를 요청하는 기기입니다"라고 알려야 합니다. 이 저항이 이미 붙어 있는 브레이크아웃을 고르면 편합니다. 그렇지 않은 제품은 충전기에서 전원이 나오지 않습니다.

USB-A 케이블 개조

쓰지 않는 USB 케이블을 잘라 빨간 선(5V)과 검정 선(GND)만 쓰는 방법도 있습니다. 선 색이 항상 같은 것은 아니니 멀티미터로 5V를 확인한 뒤 연결하세요.

회로

부품	값	역할
퓨즈	복구형 PTC 500mA(유지 전류 0.5A)	과전류 보호. 쇼트가 사라지면 자동 복구
C1	100µF 전해	전원 안정화. +쪽이 5V
C2	100nF 세라믹	고주파 잡음 제거
R + LED	1kΩ + LED	전원 표시(약 3mA)
전원 스위치(선택)	슬라이드 스위치	회로 전체 차단

연결 순서는 USB VBUS → PTC 퓨즈 → 전원 스위치 → 5V 레일이고, 레일과 GND 사이에 C1과 C2, 그리고 1kΩ과 LED의 직렬 회로를 답니다. 이 보드는 9V 배터리로 5V 만들기: 7805 전원 보드의 5V 출력부와 같은 구조입니다. 레귤레이터가 필요 없어서 훨씬 간단합니다.

전압 강하에 주의하세요

PTC 퓨즈는 정상 전류에서 약간의 저항이 있어 전압이 0.1~0.3V 떨어집니다. 74LS 계열 IC는 4.75V 이상을 요구하므로, USB 5V가 5.0V이고 퓨즈에서 0.2V가 떨어지면 4.8V라서 간신히 맞습니다. 전압이 낮다면 다음을 확인하세요.

직렬 다이오드를 추가하지 마세요. 0.7V가 떨어져 4.3V가 됩니다.
케이블이 길고 얇으면 전압이 더 떨어집니다. 굵고 짧은 케이블을 쓰세요.
5V가 4.75V 아래로 떨어지면 7805가 아닌 다른 방식(승압 모듈 등)을 고려합니다.

만능기판 제작 요령

기판 한쪽 모서리에 브레이크아웃 커넥터를 2.54mm 핀 헤더로 납땜합니다. 소켓에 꽂아 쓰면 분리하기 쉽습니다.
커넥터에서 나온 5V는 먼저 퓨즈를 거치게 합니다. 퓨즈를 지나기 전의 선은 짧게 유지하세요.
5V는 기판 위쪽 레일, GND는 아래쪽 레일로 보냅니다. 두 레일은 굵고 짧게 만듭니다(전원 레일과 접지 설계).
전원 입구 가까이에 100µF와 100nF을 병렬로 답니다.
전원 LED는 레일 끝에 달아 전원이 들어왔는지 한눈에 보이게 합니다.

점검

전원 연결 전 5V 레일과 GND 사이를 도통 시험으로 확인합니다. 울리면 쇼트이니 해결할 때까지 USB를 꽂지 마세요.
USB를 연결하고 전원 LED가 켜지는지 봅니다.
레일 전압을 멀티미터로 잽니다. 4.75V 이상이 나와야 합니다.
부하 회로를 연결한 뒤 PTC 퓨즈가 뜨거워지지 않는지 짚어 봅니다.
전류가 궁금하면 멀티미터를 전류 모드로 +5V 선에 직렬로 연결해 측정합니다(멀티미터 고르는 법).

안전 수칙

다음 단계

전압 조절이 필요한 실험에는 실험용 전원 공급기가 편합니다.
3.3V 장치를 쓴다면 3.3V와 5V 신호 연결을 읽고 전압 수준을 맞추세요.
완성한 5V 보드로 555 타이머 LED 깜빡이나 숫자 카운터를 구동해 보세요.

정리

USB 전원 보드는 커넥터 → 복구형 퓨즈 → 스위치 → 5V 레일 구조로 만들고 입구에 100µF와 100nF, 전원 LED를 답니다. USB-C는 CC 핀에 5.1kΩ이 필요하며, 74LS 회로에서는 전압 강하로 4.75V 아래로 떨어지지 않게 직렬 다이오드를 피하세요. 처음 켜기 전에는 반드시 도통 시험으로 쇼트를 확인합니다.

The USB port of a laptop or phone charger is a stable 5 V supply you can get anywhere. You can power a perfboard circuit without changing batteries, so it is often used for experiments with 5 V logic ICs and microcontrollers. This article designs a board that takes 5 V from USB power and supplies the perfboard power rail through a fuse, capacitors, and a power indicator LED. It also explains current limits and safety tips.

The basics of USB power

The power you use from a USB connector is the two wires VBUS (5 V) and GND. The 5 V is available even if you do not connect the data lines.

Power source	Current available
PC USB 2.0 port	Usually a 500 mA limit (100 mA before connection is confirmed)
PC USB 3.0 port	About 900 mA
Phone charger	1–3 A (as much as the load requests)

A PC port may shut off or be damaged by overcurrent, so be sure to protect it with a fuse. A charger supplies a large current and a short is dangerous, so a fuse matters even more.

Ways to connect power

Micro-USB breakout

A small board that brings a Micro-USB connector out to 2.54 mm pins. Use only the VBUS and GND pins. It is cheap and plugs straight into perfboard.

Power-only USB-C breakout

To get 5 V over USB-C, you have to connect the connector's CC1 and CC2 pins to GND through 5.1 kΩ resistors each, to announce "I am a device requesting 5 V". It is convenient to choose a breakout that already has these resistors attached. A product without them gets no power from a charger.

Modifying a USB-A cable

You can also cut an unused USB cable and use only the red wire (5 V) and the black wire (GND). Wire colors are not always the same, so confirm 5 V with a multimeter before connecting.

The circuit

Part	Value	Role
Fuse	Resettable PTC 500 mA (hold current 0.5 A)	Overcurrent protection. Resets automatically when the short is gone
C1	100 µF electrolytic	Stabilizes the supply. + side to 5 V
C2	100 nF ceramic	Removes high-frequency noise
R + LED	1 kΩ + LED	Power indicator (about 3 mA)
Power switch (optional)	Slide switch	Cuts the whole circuit

The connection order is USB VBUS → PTC fuse → power switch → 5V rail, with C1 and C2 and a series circuit of 1 kΩ and an LED between the rail and GND. This board has the same structure as the 5 V output section of Making 5V from a 9V Battery: 7805 Power Board. No regulator is needed, so it is far simpler.

Watch the voltage drop

A PTC fuse has a little resistance at normal current, so the voltage drops 0.1 to 0.3 V. 74LS-family ICs require 4.75 V or more, so if USB 5 V is 5.0 V and 0.2 V drops across the fuse, that is 4.8 V, which just barely meets it. If the voltage is low, check the following.

Do not add a series diode. It drops 0.7 V, leaving 4.3 V.
A long, thin cable drops more voltage. Use a thick, short cable.
If 5 V falls below 4.75 V, consider something other than a 7805 approach (such as a boost module).

Perfboard build tips

Solder the breakout connector at one corner of the board with a 2.54 mm pin header. Plugging it into a socket makes it easy to detach.
Make the 5 V from the connector pass through the fuse first. Keep the wire before the fuse short.
Send 5 V to the top rail of the board and GND to the bottom rail. Make both rails thick and short (Power Rails, Grounding, and Decoupling Capacitor Placement).
Put 100 µF and 100 nF in parallel close to the power entry.
Put the power LED at the end of the rail so you can see at a glance whether power is on.

Checking

Before connecting power, check between the 5 V rail and GND with a continuity test. If it beeps, there is a short, so do not plug in the USB until you fix it.
Connect USB and see whether the power LED lights.
Measure the rail voltage with a multimeter. It should be 4.75 V or more.
After connecting the load circuit, touch the PTC fuse to check that it is not getting hot.
If you are curious about the current, connect the multimeter in current mode in series with the +5 V line and measure (How to Choose a Multimeter).

Safety rules

Next steps

For experiments that need voltage adjustment, a bench power supply is convenient.
If you use a 3.3 V device, read Connecting 3.3V and 5V Signals and match the voltage levels.
Drive the finished 5 V board with the 555 timer LED blinker or the digit counter.

Summary

Build the USB power board as connector → resettable fuse → switch → 5 V rail, with 100 µF, 100 nF, and a power LED at the entry. USB-C needs 5.1 kΩ on the CC pins, and in 74LS circuits avoid a series diode so voltage drop does not take it below 4.75 V. Before the first power-up, always check for a short with a continuity test.

이 글은 학습 목적의 일반적인 안내입니다. 부품마다 규격과 핀 배열이 다를 수 있으니 실제 작업 전에는 사용하는 부품의 데이터시트를 확인하세요. 안전과 관련된 작업은 항목별 주의 사항을 먼저 읽고 진행하세요.This article is general guidance for learning purposes. Specifications and pinouts differ between parts, so check the datasheet of the part you use before real work. For safety-related work, read the cautions for each item first.