Proponowane urządzenie do zasilania multimetru cyfrowego z jednego elementu AA o napięciu 1,5 wolta pozwoli uniknąć wskazanych wad działania i uprości obsługę urządzenia.
W Internecie istnieje wiele różnych schematów konwersji napięcia z 1,5 na 9 woltów. Każdy ma swoje zalety i wady. To urządzenie zostało wykonane na podstawie obwodu A. Chaplygina opublikowanego w czasopiśmie Radio (11.2001, s. 42).
Różnica między tym przykładem wykonania przetwornika polega na umieszczeniu akumulatora i przetwornika napięcia w pokrywie obudowy multimetru, zamiast tworzenia kompaktowego zasilacza zainstalowanego zamiast akumulatora Krona. Umożliwia to wymianę elementu AA w dowolnym momencie, bez demontażu urządzenia, i, w razie potrzeby, odłącz konwerter (złącze Jack 3.5) z automatycznym włączeniem zapasowej baterii Krona znajdującej się w jej komorze. Ponadto przy wytwarzaniu przetwornika napięcia nie ma potrzeby miniaturyzacji produktu. Szybsze i łatwiejsze jest uzwojenie transformatora na pierścieniu o większej średnicy, lepsze odprowadzanie ciepła, luźniejsza płytka drukowana. Takie rozmieszczenie węzłów w pokrywie skrzynki nie zakłóca działania multimetru.
Ten konwerter może być wykonany w dowolnej odpowiedniej obudowie i może być stosowany w wielu różnych urządzeniach wymagających zasilania z dziewięciowoltowej baterii Krona. Są to multimetry, zegarki, wagi elektroniczne i zabawki, urządzenia medyczne.
Obwód generatora przetwornicy napięcia
Proponowany jest podwyższający napięcie falownik prądu stałego o dobrych danych wyjściowych przy minimalnej liczbie elementów wejściowych. Schemat pokazano na rysunku.
W tranzystorach VT1 i VT2 montowany jest generator impulsów push-pull. Dodatni prąd sprzężenia zwrotnego przepływa przez uzwojenia wtórne transformatora T1 i obciążenie podłączone między obwodem + 9 V a wspólnym drutem. Ze względu na proporcjonalną kontrolę prądu tranzystorów, straty na ich przełączaniu są znacznie zmniejszone, a wydajność konwertera zwiększona do 80 ... 85%.
Zamiast prostownika napięcia o wysokiej częstotliwości stosowane są przejścia tranzystorowe samego generatora z bazą na emiter. W takim przypadku wielkość prądu podstawowego staje się proporcjonalna do wielkości prądu w obciążeniu, co czyni przetwornicę bardzo ekonomiczną.
Inną cechą obwodu jest brak oscylacji przy braku obciążenia, co może automatycznie rozwiązać problem zarządzania energią. Prąd z akumulatora przy braku obciążenia praktycznie nie jest zużywany. Konwerter włączy się sam, gdy będzie wymagane zasilanie z niego, i wyłączy się, gdy obciążenie zostanie odłączone.
Ponieważ jednak w większości nowoczesnych multimetrów wprowadzono funkcję automatycznego wyłączania zasilania, aby wykluczyć udoskonalenie obwodu multimetru, łatwiej jest zainstalować przełącznik zasilania konwertera.
Produkcja przekładników napięciowych
Podstawą generatora impulsów jest transformator T1.
Rdzeń magnetyczny transformatora T1 jest pierścieniem K20x4x4 lub K10x4x4,5 ferrytu 2000NM. Możesz wziąć pierścień ze starej płyty głównej.
Kolejność uzwojenia transformatora.
1. Najpierw musisz przygotować pierścień ferrytowy.
• Aby zapobiec przecięciu drutu przez pasek izolacyjny i uszkodzeniu jego izolacji, zaleca się stępienie ostrych krawędzi pierścienia ferrytowego drobnoziarnistym papierem ściernym lub pilnikiem.
• Owiń pasek izolacyjny na rdzeniu pierścienia, aby zapobiec uszkodzeniu izolacji drutu. Aby wyizolować pierścień, możesz użyć lakieru, taśmy elektrycznej, papieru transformatorowego, kalki technicznej, mylaru lub taśmy PTFE.
2. Uzwojenie uzwojenia transformatora o współczynniku przekształcenia 1/7: uzwojenie pierwotne ma 2x4 zwoje, uzwojenie wtórne to 2x28 zwojów izolowanego drutu PEV -0,25.
Każda para zwojów jest uzwojona jednocześnie w dwóch drutach. Złóż na pół drutu o zmierzonej długości i za pomocą złożonego drutu zaczynamy ciasno nawijać żądaną liczbę zwojów na pierścieniu.
Aby uniknąć uszkodzenia izolacji drutu podczas pracy, w miarę możliwości należy użyć drutu MGTF lub innego izolowanego drutu o średnicy 0,2-0,35 mm. To nieznacznie zwiększy wymiary transformatora, doprowadzi do utworzenia drugiej warstwy uzwojenia, ale zagwarantuje nieprzerwaną pracę przetwornicy napięcia.
• Najpierw uzwojenia wtórne Ill i IV (2 x 28 zwojów) obwodu podstawowego tranzystorów są uzwojone (patrz obwód przetwornika).
• Następnie w wolnym miejscu pierścienia, również w dwóch drutach, uzwojenia pierwotne I i II (2x4 zwoje) obwodu kolektora tranzystora są uzwojone.
• W rezultacie, po przecięciu pętli początku uzwojenia, każde z uzwojeń będzie miało 4 przewody - po dwa z każdej strony uzwojenia. Bierzemy drut końca jednej połowy uzwojenia (l) i drut początku drugiej połowy uzwojenia (ll) i łączymy je ze sobą. Postępujemy podobnie z drugim uzwojeniem (lll i lV). Powinieneś otrzymać coś takiego: (czerwony przewód jest środkiem dolnego uzwojenia (+), czarny przewód jest środkiem górnego uzwojenia (przewód wspólny)).
• Podczas nawijania uzwojenia zwoje można przymocować za pomocą kleju „BF”, „88” lub kolorowej taśmy elektrycznej oznaczającej początek i koniec uzwojenia w różnych kolorach, co pomoże później prawidłowo zmontować uzwojenie transformatora.
• Podczas nawijania wszystkich cewek należy ściśle przestrzegać jednego kierunku uzwojenia oraz odnotować początek i koniec uzwojenia. Początek każdego uzwojenia jest zaznaczony na schemacie punktem na wyjściu. Jeśli nie zostanie zaobserwowane fazowanie uzwojeń, generator nie uruchomi się, ponieważ w tym przypadku warunki konieczne do wytworzenia zostaną naruszone. W tym samym celu można opcjonalnie użyć dwóch wielokolorowych przewodów z kabla sieciowego.
Zespół przetwornika napięcia
Do pracy w przetwornicach małej mocy, jak w naszym przypadku, odpowiednie są tranzystory A562, KT208, KT209, KT501, MP20, MP21. Może być konieczne wybranie liczby zwojów uzwojenia wtórnego transformatora. Wynika to z różnego spadku napięcia na złączach p-n dla różnych typów tranzystorów.
Tranzystory należy wybierać, koncentrując się na dopuszczalnych wartościach prądu podstawowego (nie powinna być mniejsza niż prąd obciążenia) i odwrotnym napięciu podstawy emiterów. Oznacza to, że maksymalne dopuszczalne napięcie emitera bazowego musi przekraczać wymagane napięcie wyjściowe konwertera.
Aby zredukować zakłócenia i ustabilizować napięcie wyjściowe, konwerter uzupełniono o zespół dwóch kondensatorów elektrolitycznych (w celu wygładzenia tętnień napięcia) i zintegrowanego stabilizatora 7809 (o napięciu stabilizacji 9 woltów) zgodnie ze schematem:
Montujemy konwerter zgodnie ze schematem i lutujemy wszystkie przychodzące elementy na płycie textolite wyciętej z uniwersalnej płytki drukowanej, sprzedawanej w produktach radiowych, metodą montażu na ścianie. Wymiary płytki są dobierane w zależności od wielkości wybranych tranzystorów, wynikowego transformatora i miejsca instalacji konwertera. Wejście, wyjście i wspólna magistrala konwertera są wyświetlane za pomocą elastycznego przewodu wielordzeniowego. Przewody wyjściowe o napięciu + 9V kończą się złączem Jack 3.5 do podłączenia do multimetru. Przewody wejściowe są podłączone do kasety z zainstalowanym akumulatorem 1,5 V.
Bateria AA (1,5 V) jest instalowana w podwójnej kasecie przenośnego odbiornika.
Jedno miejsce zajmuje bateria, drugie służy do zainstalowania wyłącznika zasilania i zabezpieczenia całej kasety poprzez przejściowy pasek tekstolitowy w przypadku multimetru.
Ustawienie konwertera.
Sprawdzamy prawidłowy montaż konwertera, podłączamy baterię i sprawdzamy za pomocą urządzenia obecność i wielkość napięcia na wyjściu konwertera (+ 9V).
Jeśli generacja nie nastąpi i nie ma napięcia wyjściowego, sprawdź, czy wszystkie cewki są prawidłowo podłączone. Kropki w obwodzie konwertera oznaczają początek każdego uzwojenia. Spróbuj zamienić końce jednego z uzwojeń (wejściowego lub wyjściowego).
Konwerter może pracować nawet przy spadku napięcia wejściowego do 0,8 - 1,0 wolta i uzyskać napięcie 9 woltów z jednego ogniwa galwanicznego o napięciu 1,5 V.
Finalizacja multimetru
Aby podłączyć konwerter do multimetru, musisz znaleźć wolne miejsce w urządzeniu i zainstalować tam gniazdo dla Jack 3.5 lub podobne istniejące złącze. W moim multimetrze M890D wolna przestrzeń została znaleziona w rogu po lewej stronie komory baterii Krona.
Jako etui na multimetr stosuje się etui z golarki elektrycznej.
Przygotował Smirnov I.K.
