Источник питания для мультиметра M890G. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники / Блоки питания

 Комментарии к статье

Слабым местом некоторых портативных цифровых мультиметров является, как известно, девятивольтная батарея питания типоразмера 6F22, которой при частом пользовании прибором хватает ненадолго. Это вынуждает радиолюбителей искать альтернативные источники питания прибора. На сегодняшний день разработаны и описаны в литературе много конструкций, представляющих собой повышающие преобразователи напряжения с питанием от Li-Ion аккумуляторов [1-3]. Описанные в этих статьях устройства представляют интерес для повторения, хотя и не лишены недостатков. Так, у преобразователя [1] довольно низкий КПД, что обусловлено наличием параметрического стабилизатора. Преобразователь, представленный в [2], также (и по той же причине) не отличается высоким КПД и, кроме того, не имеет таймера.

Предлагаемый вариант преобразователя (его схема показана на рис. 1) также питается от литий-ионного аккумулятора и свободен от названных недостатков. Выполнен он по схеме повышающего импульсного стабилизатора. В основе устройства - мультивибратор на транзисторах разной структуры, аналогичный примененному в [2], но со стабилизацией выходного напряжения. Это позволяет повысить нагрузочную способность преобразователя и его КПД, а также придает ему еще одно полезное свойство - возможность контроля степени разрядки аккумулятора.

Мультивибратор собран на транзисторах VT1, VT3. При закрывании последнего на его коллекторе появляются импульсы, они выпрямляются диодом VD1, конденсатор С3 сглаживает выпрямленное напряжение.

Рис. 1. Схема преобразователя

Стабилизация выходного напряжения преобразователя осуществляется следующим образом. Как только оно превысит некоторое значение, открывается стабилитрон VD2, на базу транзистора VT1 подается положительное напряжение и он начинает закрываться. Это ведет к снижению частоты преобразователя, а в итоге и выходного напряжения. Если же выходное напряжение становится ниже некоторого значения, транзистор, наоборот, открывается и оно увеличивается. При этом КПД преобразователя выше, чем с последующим линейным стабилизатором.

Следует отметить, что стабилитрон VD2 работает в режиме малых токов, поэтому его напряжение стабилизации может быть меньше, чем указано в технических характеристиках. Изменить выходное напряжение преобразователя можно подборкой стабилитрона, а также резистора R4. Нетрудно заметить, что выходное напряжение преобразователя стабилизируется относительно плюсового вывода аккумулятора, поэтому зависит от степени зарядки последнего. В моем случае при напряжении аккумулятора 4,2 В оно равно 9 В, а при напряжении 3,1 В - около 7 В, при котором у большинства мультиметров высвечивается символ разрядки батареи. Это позволяет своевременно заряжать аккумулятор.

На тот случай, если прибор забудут выключить, преобразователь оснащен таймером на транзисторе VT2. Управляется он кнопками SB1 ("Вкл." - "Включить") и SB2 ("Выкл." - "Выключить"). Несмотря на простоту, таймер имеет довольно крутые фронты переключения. Работает он следующим образом. В исходном состоянии конденсатор С2 заряжен почти до напряжения аккумулятора, а напряжение на затворе транзистора VT2 равно нулю, и он закрыт. При замыкании контактов кнопки SB1 конденсатор быстро разряжается через резистор R6 и на затвор VT2 подается открывающее напряжение с выхода преобразователя. Преобразователь запускается, и его выходное напряжение увеличивается, еще сильнее открывая транзистор VT2. После отпускания кнопки конденсатор С2 начинает заряжаться через резистор R5. По мере зарядки конденсатора напряжение на резисторе R5, а следовательно, и на затворе транзистора VT2 понижается. В какой-то момент оно снижается настолько, что транзистор начинает закрываться. При этом напряжение на выходе преобразователя уменьшается, что, в свою очередь, вызывает еще большее закрывание транзистора. Через времязадающий конденсатор замыкается цепь ПОС, ускоряющая переключение транзистора. При указанном на схеме транзисторе и номиналах резистора R5 и конденсатора С2 время выдержки таймера - около 12 мин при выходном напряжении преобразователя 7 В (на аккумуляторе соответственно 3,1 В). При выходном напряжении 9 В это время - около 15 мин. С другими транзисторами время работы прибора может отличаться.

Таймер имеет одну особенность: при резком снижении выходного напряжения преобразователя, вызванном перегрузкой или коротким замыканием, таймер может выключиться. Однако возможно это только в одном случае, а именно - при измерении коэффициента передачи тока транзисторов, если в тестовую панель вставлен транзистор с пробитым участком коллектор-эмиттер или не той структуры. Следует отметить, что этот недостаток проявляется только тогда, когда время выдержки таймера уже подходит к концу.

Все детали преобразователя, кроме кнопок и резисторов R1 и R6, установлены на печатной плате из фольгиро-ванного с одной стороны стеклотекстолита (рис. 2). Для снижения уровня помех она заключена в экран, изготовленный из луженой жести толщиной 0,5 мм (можно использовать корпус негодной батареи 6F22). Экран соединен с минусовым выводом аккумулятора. Кнопки SB1 и SB2 смонтированы на отдельной печатной плате (рис. 3), которую размещают в удобном месте прибора.

Рис. 2. Печатная плата преобразователя

Рис. 3. Кнопки SB1 и SB2

Немного о деталях. В преобразователе применены резисторы МЛТ, все конденсаторы - импортные. Полевой транзистор можно заменить и другим, например КП501А, но лучше использовать мощный переключательный (например, IRLML004 или NTD3055), правда, для этого придется изменить конфигурацию соответствующих проводников печатной платы. Чем меньше пороговое напряжение на затворе и сопротивление сток-исток в открытом состоянии, тем лучше. Биполярный транзистор КТ209Б (VT1) заменим любым из серии КТ3107, а КТ3102ЕМ (VT3) - транзистором 2SC945.

Вместо стабилитрона КС156А (VD2) можно применить импортный, например BZV55C5V6, или стабилитрон с иным напряжением стабилизации, например, 5,1 или 6,2 В, но в этом случае придется подобрать и резистор R4. Диод Шоттки SR160 (VD1) заменим на BAT48.

Дроссель L1 содержит 150 витков провода ПЭВ-2 0,18, намотанного на кольцевой магнитопровод типоразмера К10х6х3 от ЭПРА неисправной КЛЛ, после намотки пропитан лаком ХВ-784. В некоторых КЛЛ на входе сетевого выпрямителя установлены подходящие дроссели - можно попробовать применить один из них.

Налаживать преобразователь рекомендую при питании от лабораторного источника с ограничением тока на уровне 100...150 мА, поскольку подобные генераторы склонны к "засыпанию", особенно при запуске под нагрузкой. При исправных деталях и безошибочном монтаже налаживание устройства сводится к подбору, если требуется, резистора R4 для установки выходного напряжения 7 В при максимальном токе нагрузки и напряжении питания, равном 3,1...3,2 В. Лучше всего во время налаживания вместо резисторов R3 и R4 включить подстроечный сопротивлением 10...15 кОм. Следует найти такое положение его движка, при котором напряжение преобразователя не сильно падает при любом режиме работы прибора, а сам он устойчиво запускается при полной нагрузке и любом напряжении (от 3 до 4,2 В) аккумулятора. Затем, измерив сопротивление между движком и выводами резистивного элемента подстроечного резистора, следует установить на плате постоянные резисторы ближайших номиналов. Можно попробовать увеличить КПД преобразователя, подбирая дроссель L1 и частоту генератора. Реально достижимый КПД может быть более 70 %.

Налаживая преобразователь, следует иметь в виду, что при случайном обрыве или отсоединении цепи стабилитрона VD2 напряжение на выходе преобразователя может повыситься более чем до 25 В, что приведет к выходу из строя транзистора VT2 и мультиметра! Чтобы этого не произошло, следует параллельно выходу преобразователя включить стабилитрон с напряжением стабилизации 12...14 В (на схеме не показан). После налаживания плата покрыта двумя слоями лака ХВ-784. Помимо защиты устройства от влаги, этот лак еще и приклеивает к ней оксидные конденсаторы и дроссель. Следует помнить, что этот лак электропроводен, поэтому включать покрытый им преобразователь можно только после его высыхания (при комнатной температуре это займет один час). Внешний вид готовой платы показан на рис. 4.

Рис. 4. Внешний вид готовой платы

Немного об установке преобразователя в мультиметр M890G. Дело в том, что в этом приборе, в отличие от М830В и ему подобных, уже есть встроенный таймер. Однако для нормального функционирования предлагаемого преобразователя он не нужен, поэтому все его детали, а также выключатель питания необходимо удалить. Сделать это нетрудно, поскольку все они смонтированы довольно плотно вокруг выключателя. Какие именно элементы нужно удалить, можно увидеть, если сравнить показанный на рис. 5 фрагмент доработанной печатной платы мультиметра и соответствующую часть платы имеющегося прибора. Следует отметить, что в других модификациях этого мультиметра таймер может быть собран по другой схеме, как, например, в [3], где, по-видимому, применен другой компаратор (не совпадает нумерация выводов), а также использованы микросхемы в корпусах для поверхностного монтажа.

Рис. 5. Фрагмент доработанной печатной платы мультиметра

Далее следует заняться кнопками управления питанием. Чтобы не сверлить отверстия в корпусе мультиметра, можно использовать имеющееся в нем овальное отверстие и пластмассовую кнопку штатного выключателя питания 5 (рис. 6). Сначала следует доработать саму кнопку: поскольку она внутри полая, необходимо из листового полистирола толщиной примерно 1 мм вырезать крышку 3 и круглым надфилем сделать в ее средней части выемку на глубину примерно 0,5...0,6 мм. Затем с помощью паяльника вплавить в кнопку стальную ось 4 (диаметром 1...1,5 и длиной около 10 мм), после чего приклеить крышку 3. В качестве клея лучше всего использовать дихлорэтан.

После того как клеевой шов затвердеет (это произойдет примерно через сутки), ось 4 следует аккуратно вытянуть и немного рассверлить отверстие с таким расчетом, чтобы вновь вставленная на место ось вращалась свободно, но без люфта. Доработанную кнопку 5 с осью 4 устанавливают в корпус мультиметра, слегка вплавив ее концы в его верхнюю стенку 6. Дополнительно их фиксируют узкими полосками того же листового полистирола, приклеенными дихлорэтаном к верхней стенке с внутренней стороны.

Рис. 6. Доработка кнопок

Дождавшись полного затвердевания клеевых швов и убедившись в том, что кнопка 5 свободно поворачивается в овальном отверстии верхней стенки корпуса мультиметра, устанавливают на место печатную плату 1 с кнопочными выключателями 2 (SB1) и 7 (SB2). Этот узел приклеивают к плате мультиметра 8 с таким расчетом, чтобы при нажатии на одну из сторон кнопка 5 нажимала на шток кнопочного выключателя SB1, а при нажатии на другую - на шток выключателя SB2 (разумеется, при установленной в корпус плате). В качестве клея можно использовать тот же лак ХВ-784. Возможно, для уменьшения хода кнопки 5, необходимого для срабатывания выключателей SB1 и SB2, под плату 1 придется положить прокладку. Излишне длинные штоки выключателей укорачивают оплавлением паяльником. Выключатель такой конструкции можно смонтировать и в мультиметре М-830.

Поскольку выводы 5-7 компаратора таймера не использовались и под них на плате мультиметра есть только контактные площадки, на их месте расположена штыревая часть разъема для подключения преобразователя. На место вывода 8 компаратора припаян выход "+8 В" преобразователя, а на место вывода 7 - его выход "-8 В". Вход включения преобразователя - затвор транзистора VT2 - припаян на место вывода 5, а "-G1" - вывода 6 компаратора. С соответствующими цепями на платах выводы разъема соединены проводами во фторопластовой изоляции (рис. 7).

Рис. 7. Плата и выводы разъема

Далее в корпусе мультиметра закрепляют аккумулятор, разъем для подключения зарядного устройства и преобразователь в экране.

Литература

1. Чернов С. Питание цифрового мультиметра от литий-ионного аккумулятора. - Радио, 2015, №1, с. 52, 53.
2. Степанов А. Li-ion аккумулятор в мультиметре. - Радио, 2016, № 2, с.54.
3. Переделка мультиметра M890G под питание от аккумулятора. - URL: 9zip.ru/mobile/multimeter_accumulator.htm.

Автор: Е. Герасимов

Смотрите другие статьи раздела Блоки питания.

Читайте и пишите полезные комментарии к этой статье.

<< Назад

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Искусственная кожа для эмуляции прикосновений 15.04.2024

В мире современных технологий, где удаленность становится все более обыденной, сохранение связи и чувства близости играют важную роль. Недавние разработки немецких ученых из Саарского университета в области искусственной кожи представляют новую эру в виртуальных взаимодействиях. Немецкие исследователи из Саарского университета разработали ультратонкие пленки, которые могут передавать ощущение прикосновения на расстоянии. Эта передовая технология предоставляет новые возможности для виртуального общения, особенно для тех, кто оказался вдали от своих близких. Ультратонкие пленки, разработанные исследователями, толщиной всего 50 микрометров, могут быть интегрированы в текстильные изделия и носиться как вторая кожа. Эти пленки действуют как датчики, распознающие тактильные сигналы от мамы или папы, и как исполнительные механизмы, передающие эти движения ребенку. Прикосновения родителей к ткани активируют датчики, которые реагируют на давление и деформируют ультратонкую пленку. Эта ...>>

Кошачий унитаз Petgugu Global 15.04.2024

Забота о домашних животных часто может быть вызовом, особенно когда речь заходит о поддержании чистоты в доме. Представлено новое интересное решение стартапа Petgugu Global, которое облегчит жизнь владельцам кошек и поможет им держать свой дом в идеальной чистоте и порядке. Стартап Petgugu Global представил уникальный кошачий унитаз, способный автоматически смывать фекалии, обеспечивая чистоту и свежесть в вашем доме. Это инновационное устройство оснащено различными умными датчиками, которые следят за активностью вашего питомца в туалете и активируются для автоматической очистки после его использования. Устройство подключается к канализационной системе и обеспечивает эффективное удаление отходов без необходимости вмешательства со стороны владельца. Кроме того, унитаз имеет большой объем смываемого хранилища, что делает его идеальным для домашних, где живут несколько кошек. Кошачий унитаз Petgugu разработан для использования с водорастворимыми наполнителями и предлагает ряд доп ...>>

Привлекательность заботливых мужчин 14.04.2024

Стереотип о том, что женщины предпочитают "плохих парней", долгое время был широко распространен. Однако, недавние исследования, проведенные британскими учеными из Университета Монаша, предлагают новый взгляд на этот вопрос. Они рассмотрели, как женщины реагируют на эмоциональную ответственность и готовность помогать другим у мужчин. Результаты исследования могут изменить наше представление о том, что делает мужчин привлекательными в глазах женщин. Исследование, проведенное учеными из Университета Монаша, приводит к новым выводам о привлекательности мужчин для женщин. В рамках эксперимента женщинам показывали фотографии мужчин с краткими историями о их поведении в различных ситуациях, включая их реакцию на столкновение с бездомным человеком. Некоторые из мужчин игнорировали бездомного, в то время как другие оказывали ему помощь, например, покупая еду. Исследование показало, что мужчины, проявляющие сочувствие и доброту, оказались более привлекательными для женщин по сравнению с т ...>>

Случайная новость из Архива Самодвижущаяся жидкость 03.04.2017 В Университете Брэндайса (штат Массачусетс) ученые создали жидкость, которая способна к самодвижению. В движение жидкости задают растворенные в воде животные клетки, полученные из мозга коровы. Свойства самодвижения жидкости достигаются за счет лабильности и мимикрии микротрубочек, содержащихся в клетках мозга животного. Выделенные из клетки цилиндрические элементы, обладают способностью сокращаться, приспосабливаясь к окружающей среде. Динамика движения трубочек задает движение общей среде, в которую помещены элементы клетки из мозга млекопитающего, так как ввиду цилиндрической формы трубочек, их движение имеет прогнозируемый вектор движения. Открытие имеет прикладное значение, поскольку принцип действия помещенных в жидкость элементов может приводить всю среду в движение по заданным параметрам. В области транспортировки нефти данное открытие сулит принести значительный экономический эффект, поскольку позволит отказаться от газоперекачивающих станций и узлов, конструкция которых не соответствует качествам перегоняемой нефти, обладающей новыми свойствами. Практическое значение открытия найдет и в других отраслях, где требуются динамичные управляемые свойства жидкостей. Применение вне лабораторных условий требует проведения дополнительных исследований.

Другие интересные новости:

▪ Wi-Fi ускорится вдвое

▪ ATSAMR34/35 - радио LoRa плюс микроконтроллер Cortex-M0+ для интернета вещей

▪ Смартфон Sony Xperia Z Ultra

▪ Наномагниты очищают кровь

▪ Электронная карта пастбищ Кыргызстана

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Инструменты и механизмы для сельского хозяйства. Подборка статей

▪ статья Дрель вместо токарного станка. Советы домашнему мастеру

▪ статья В офисе какой компании 1 апреля однажды потерялся настоящий питон? Подробный ответ

▪ статья Ресепшионист. Должностная инструкция

▪ статья Бареттер и урдокс. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Цоколевка распространенных биполярных и полевых транзисторов. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Оставьте свой комментарий к этой статье:

All languages of this page

Arabic	Hebrew	Polish
Bengali	Hindi	Portuguese
Chinese	Italian	Spanish
English	Japanese	Turkish
French	Korean	Ukrainian
German	Malay	Vietnamese

Главная страница | Библиотека | Статьи | Карта сайта | Отзывы о сайте

www.diagram.com.ua
2000-2024