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ENZYKLOPÄDIE DER FUNKELEKTRONIK UND ELEKTROTECHNIK Netzteil für das Multimeter M890G. Enzyklopädie der Funkelektronik und Elektrotechnik
Lexikon der Funkelektronik und Elektrotechnik / Netzteile Der Schwachpunkt einiger tragbarer Digitalmultimeter ist bekanntlich eine Neun-Volt-6F22-Batterie, die bei häufiger Nutzung des Geräts nicht lange hält. Dies zwingt Funkamateure dazu, nach alternativen Energiequellen für das Gerät zu suchen. Bisher wurden viele Designs entwickelt und in der Literatur beschrieben, bei denen es sich um Aufwärtsspannungswandler handelt, die mit Li-Ion-Batterien betrieben werden [1-3]. Die in diesen Artikeln beschriebenen Geräte sind zur Wiederholung interessant, wenn auch nicht ohne Nachteile. Somit hat der Konverter [1] einen eher geringen Wirkungsgrad, was auf das Vorhandensein eines parametrischen Stabilisators zurückzuführen ist. Auch der in [2] vorgestellte Konverter zeichnet sich (und aus dem gleichen Grund) nicht durch einen hohen Wirkungsgrad aus und verfügt zudem über keinen Timer. Die vorgeschlagene Version des Konverters (sein Diagramm ist in Abb. 1 dargestellt) wird ebenfalls von einer Lithium-Ionen-Batterie gespeist und weist diese Nachteile nicht auf. Es ist nach der Schaltung eines Aufwärtsimpulsstabilisators aufgebaut. Das Gerät basiert auf einem Multivibrator mit Transistoren unterschiedlicher Struktur, ähnlich dem in [2] verwendeten, jedoch mit Stabilisierung der Ausgangsspannung. Dadurch können Sie die Belastbarkeit des Konverters und seinen Wirkungsgrad erhöhen und ihm eine weitere nützliche Eigenschaft verleihen – die Möglichkeit, den Grad der Batterieentladung zu steuern. Der Multivibrator wird mit den Transistoren VT1, VT3 zusammengebaut. Wenn dieser geschlossen ist, erscheinen an seinem Kollektor Impulse, die durch die Diode VD1 gleichgerichtet werden, der Kondensator C3 glättet die gleichgerichtete Spannung.
Die Stabilisierung der Ausgangsspannung des Wandlers erfolgt wie folgt. Sobald dieser einen bestimmten Wert überschreitet, öffnet die Zenerdiode VD2, an die Basis des Transistors VT1 wird eine positive Spannung angelegt und dieser beginnt zu schließen. Dies führt zu einer Verringerung der Frequenz des Wandlers und letztendlich der Ausgangsspannung. Sinkt die Ausgangsspannung unter einen bestimmten Wert, öffnet der Transistor hingegen und die Spannung steigt. In diesem Fall ist der Wirkungsgrad des Wandlers höher als beim nachgeschalteten Linearstabilisator. Es ist zu beachten, dass die Zenerdiode VD2 im Niedrigstrommodus arbeitet, sodass ihre Stabilisierungsspannung möglicherweise geringer ist als in den technischen Spezifikationen angegeben. Sie können die Ausgangsspannung des Wandlers ändern, indem Sie eine Zenerdiode sowie den Widerstand R4 auswählen. Es ist leicht zu erkennen, dass die Ausgangsspannung des Wandlers relativ zum Pluspol der Batterie stabilisiert ist und daher vom Ladezustand der Batterie abhängt. In meinem Fall sind es bei einer Batteriespannung von 4,2 V 9 V und bei einer Spannung von 3,1 V etwa 7 V, bei denen die meisten Multimeter ein Symbol für niedrigen Batteriestand anzeigen. Dadurch können Sie den Akku rechtzeitig aufladen. Falls Sie vergessen, das Gerät auszuschalten, ist der Konverter mit einem Timer am Transistor VT2 ausgestattet. Die Steuerung erfolgt über die Tasten SB1 („On“ – „Enable“) und SB2 („Off“ – „Disable“). Trotz seiner Einfachheit weist der Timer recht steile Schaltflanken auf. Es funktioniert wie folgt. Im Ausgangszustand ist der Kondensator C2 fast auf die Batteriespannung aufgeladen und die Spannung am Gate des Transistors VT2 ist Null und er ist geschlossen. Wenn die Kontakte der Taste SB1 geschlossen sind, wird der Kondensator über den Widerstand R6 schnell entladen und die Öffnungsspannung vom Ausgang des Wandlers wird an das Gate VT2 angelegt. Der Wandler startet und seine Ausgangsspannung steigt, wodurch der Transistor VT2 noch mehr geöffnet wird. Nach dem Loslassen der Taste beginnt sich der Kondensator C2 über den Widerstand R5 aufzuladen. Während sich der Kondensator auflädt, nimmt die Spannung am Widerstand R5 und damit am Gate des Transistors VT2 ab. Irgendwann nimmt sie so stark ab, dass der Transistor zu schließen beginnt. In diesem Fall sinkt die Spannung am Ausgang des Wandlers, was wiederum dazu führt, dass der Transistor noch stärker schließt. Durch den Zeitkondensator wird der PIC-Schaltkreis geschlossen, wodurch das Schalten des Transistors beschleunigt wird. Mit dem im Diagramm angegebenen Transistor und den Werten von Widerstand R5 und Kondensator C2 beträgt die Timer-Haltezeit etwa 12 Minuten bei einer Ausgangsspannung des Wandlers von 7 V (an der Batterie bzw. 3,1 V). Bei einer Ausgangsspannung von 9 V beträgt diese Zeit etwa 15 Minuten. Bei anderen Transistoren kann die Betriebszeit des Gerätes abweichen. Der Timer hat eine Besonderheit: Wenn die Ausgangsspannung des Wandlers aufgrund einer Überlastung oder eines Kurzschlusses stark abnimmt, kann der Timer abschalten. Dies ist jedoch nur in einem Fall möglich, nämlich bei der Messung des Stromübertragungskoeffizienten von Transistoren, wenn ein Transistor mit defekter Kollektor-Emitter-Strecke oder falscher Struktur in das Prüffeld eingesetzt wird. Es ist zu beachten, dass dieser Nachteil nur auftritt, wenn der Timer bald abläuft. Alle Teile des Konverters, bis auf die Taster und Widerstände R1 und R6, sind einseitig auf einer Leiterplatte aus Glasfaserfolie verbaut (Abb. 2). Um den Störpegel zu reduzieren, ist es von einem Schirm aus verzinntem Blech mit einer Dicke von 0,5 mm umgeben (Sie können das Gehäuse einer unbrauchbaren 6F22-Batterie verwenden). Der Schirm wird an den Minuspol der Batterie angeschlossen. Die Tasten SB1 und SB2 sind auf einer separaten Leiterplatte (Abb. 3) montiert, die an einer geeigneten Stelle am Gerät platziert ist.
Ein wenig zu den Details. Der Konverter verwendet MLT-Widerstände, alle Kondensatoren sind importiert. Der Feldeffekttransistor kann durch einen anderen ersetzt werden, zum Beispiel KP501A, es ist jedoch besser, einen leistungsstarken Schalttransistor (zum Beispiel IRLML004 oder NTD3055) zu verwenden, allerdings müssen Sie dazu die Konfiguration der entsprechenden Leiter ändern der Leiterplatte. Je niedriger die Gate-Schwellenspannung und der Drain-Source-Widerstand im eingeschalteten Zustand sind, desto besser. Der Bipolartransistor KT209B (VT1) kann durch jeden der KT3107-Serie und KT3102EM (VT3) durch den Transistor 2SC945 ersetzt werden. Anstelle der Zenerdiode KS156A (VD2) können Sie eine importierte verwenden, zum Beispiel BZV55C5V6, oder eine Zenerdiode mit einer anderen Stabilisierungsspannung, zum Beispiel 5,1 oder 6,2 V, aber in diesem Fall müssen Sie auch einen Widerstand auswählen R4. Wir werden die Schottky-Diode SR160 (VD1) durch BAT48 ersetzen. Die Drossel L1 enthält 150 Windungen PEV-2 0,18-Draht, gewickelt auf einen Ringmagnetkern der Standardgröße K10x6x3 aus dem elektronischen Vorschaltgerät einer defekten CFL, nach dem Aufwickeln wird er mit XB-784-Lack imprägniert. Einige Kompaktleuchtstofflampen verfügen über geeignete Drosseln am Eingang des Netzgleichrichters – Sie können es mit einer davon versuchen. Ich empfehle, den Konverter bei Stromversorgung aus einer Laborquelle mit einer Strombegrenzung von 100...150 mA einzurichten, da solche Generatoren insbesondere beim Anlaufen unter Last zum „Einschlafen“ neigen. Bei wartungsfähigen Teilen und fehlerfreier Installation kommt es beim Einrichten des Geräts darauf an, bei Bedarf den Widerstand R4 auszuwählen, um die Ausgangsspannung auf 7 V bei einem maximalen Laststrom und einer Versorgungsspannung von 3,1...3,2 V einzustellen. Das ist am besten Schalten Sie beim Setup anstelle der Widerstände R3 und R4 den Trimmer mit einem Widerstand von 10...15 kOhm ein. Sie sollten eine Position für seinen Motor finden, in der die Spannung des Wandlers in keinem Betriebsmodus des Geräts stark abfällt und er bei Volllast und bei jeder Spannung (von 3 bis 4,2 V) der Batterie stabil startet. Nachdem Sie dann den Widerstand zwischen dem Motor und den Anschlüssen des Widerstandselements des Trimmers gemessen haben, sollten Sie auf der Platine Festwiderstände mit den nächstgelegenen Werten installieren. Sie können versuchen, den Wirkungsgrad des Wandlers zu erhöhen, indem Sie die Induktivität L1 und die Generatorfrequenz auswählen. Der tatsächlich erreichbare Wirkungsgrad kann mehr als 70 % betragen. Beim Einrichten des Konverters ist zu beachten, dass bei versehentlicher Unterbrechung oder Trennung des VD2-Zenerdiodenkreises die Spannung am Konverterausgang auf mehr als 25 V ansteigen kann, was zum Ausfall des VT2-Transistors und des Multimeters führt ! Um dies zu verhindern, sollten Sie parallel zum Wandlerausgang eine Zenerdiode mit einer Stabilisierungsspannung von 12...14 V schalten (im Diagramm nicht dargestellt). Nach der Anpassung wird die Platte mit zwei Schichten XB-784-Lack beschichtet. Dieser Lack schützt das Gerät nicht nur vor Feuchtigkeit, sondern klebt auch Oxidkondensatoren und Induktivitäten darauf. Es ist zu beachten, dass dieser Lack elektrisch leitend ist, sodass Sie den damit beschichteten Konverter erst nach dem Trocknen einschalten können (bei Raumtemperatur dauert dies eine Stunde). Das Aussehen der fertigen Platte ist in Abb. dargestellt. 4.
Ein wenig über den Einbau des Konverters in das M890G-Multimeter. Tatsache ist, dass dieses Gerät im Gegensatz zum M830B und ähnlichen Geräten bereits über einen eingebauten Timer verfügt. Für den normalen Betrieb des vorgeschlagenen Konverters ist dieser jedoch nicht erforderlich, sodass alle seine Teile sowie der Netzschalter entfernt werden müssen. Dies ist nicht schwierig, da sie alle recht eng um den Schalter herum montiert sind. Welche Elemente entfernt werden müssen, können Sie genau erkennen, wenn Sie das in Abb. 5 ist ein Fragment einer modifizierten Multimeter-Leiterplatte und der entsprechende Teil der Platine eines vorhandenen Geräts. Es ist zu beachten, dass bei anderen Modifikationen dieses Multimeters der Timer nach einer anderen Schaltung aufgebaut werden kann, wie zum Beispiel in [3], wo offenbar ein anderer Komparator verwendet wird (die Nummerierung der Pins ist nicht der Fall). Streichholz) und Mikroschaltungen in Gehäusen für die Oberflächeninstallation
Als nächstes sollten Sie sich die Power-Tasten ansehen. Um keine Löcher in das Multimetergehäuse zu bohren, können Sie das ovale Loch darin und den Kunststoffknopf des Standard-Netzschalters 5 verwenden (Abb. 6). Zunächst sollten Sie den Knopf selbst modifizieren: Da er innen hohl ist, müssen Sie aus einer ca. 1 mm dicken Styroporplatte eine Abdeckung 3 ausschneiden und in dessen Mittelteil mit einer Rundnadelfeile eine ca. tiefe Aussparung einarbeiten 0,5...0,6 mm. Dann schmelzen Sie mit einem Lötkolben eine Stahlachse 4 (1...1,5 im Durchmesser und ca. 10 mm Länge) in den Knopf ein und kleben Sie dann die Abdeckung 3 ein. Als Kleber verwenden Sie am besten Dichlorethan. Nach dem Aushärten der Klebenaht (dies geschieht in etwa einem Tag) sollte die Achse 4 vorsichtig herausgezogen und das Loch etwas aufgebohrt werden, damit sich die neu eingesetzte Achse frei, aber ohne Spiel drehen kann. Der modifizierte Knopf 5 mit der Achse 4 wird in das Multimetergehäuse eingebaut und verschmilzt seine Enden leicht mit der oberen Wand 6. Zusätzlich werden sie mit schmalen Streifen derselben Polystyrolplatte befestigt, die von innen mit Dichlorethan an die obere Wand geklebt werden.
Nachdem Sie gewartet haben, bis die Klebenähte vollständig ausgehärtet sind und sichergestellt haben, dass sich der Knopf 5 frei im ovalen Loch in der oberen Wand des Multimetergehäuses dreht, installieren Sie die Leiterplatte 1 mit den Drucktastenschaltern 2 (SB1) und 7 (SB2). Ort. Diese Einheit ist so auf die Multimeterplatine 8 geklebt, dass beim Drücken einer Seite der Knopf 5 auf die Stange des Druckknopfschalters SB1 drückt, und wenn man auf die andere Seite drückt, drückt er die Stange des Schalters SB2 (natürlich, bei im Gehäuse eingebauter Platine). Als Kleber kann der gleiche Lack XB-784 verwendet werden. Um den zum Betätigen der Schalter SB5 und SB1 erforderlichen Hub von Taste 2 zu verkürzen, muss möglicherweise ein Abstandshalter unter Platine 1 angebracht werden. Zu lange Schaltstäbe werden durch Umschmelzen mit einem Lötkolben gekürzt. Ein Schalter dieser Bauart kann auch im Multimeter M-830 montiert werden. Da die Pins 5-7 des Timer-Komparators nicht verwendet wurden und auf der Multimeterplatine nur Kontaktpads dafür vorhanden sind, befindet sich an ihrer Stelle der Pin-Teil des Steckers zum Anschluss des Konverters. Der „+8 V“-Ausgang des Wandlers ist mit Pin 8 des Komparators verlötet, sein „-7 V“-Ausgang ist mit Pin 8 verlötet. Der Einschalteingang des Wandlers – das Gate des Transistors VT2 – ist an Pin 5 und „-G1“ an Pin 6 des Komparators angelötet. Die Anschlussstifte werden über fluorkunststoffisolierte Drähte mit den entsprechenden Schaltkreisen auf den Platinen verbunden (Abb. 7).
Als nächstes werden im Multimetergehäuse ein Akku, ein Stecker zum Anschluss eines Ladegeräts und ein Konverter im Bildschirm befestigt. Literatur
Autor: E. Gerasimov
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02.05.2024 Fortschrittliches Infrarot-Mikroskop
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01.05.2024
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▪ Abschnitt der Website Ladegeräte, Batterien, Batterien. Artikelauswahl ▪ Artikel von Sophia Villani Scicolone (Sophie Loren). Berühmte Aphorismen ▪ Artikel Wie schnell und wie weit können Wale schwimmen? Ausführliche Antwort ▪ Artikel Unterweisung der Gruppe I zur elektrischen Sicherheit. Standardanweisung zum Arbeitsschutz ▪ Artikel Die unglaubliche Befreiung aus den Fesseln eines gefesselten Mannes. Fokusgeheimnis
Kommentare zum Artikel: Eugene Das Schema ist erfolgreich, aber wenn mit 1,5 V gearbeitet wird, startet der Außendienstmitarbeiter nicht. Ich habe das Startschema geändert. Ich habe den positiven Ausgang von C2 über den Schalter des M890G + -Multimeters hinaus bewegt, und nach dem Drücken der Multimeter-Taste erscheint ein Plus darauf. Um das Multimeter nicht zu vermasseln, habe ich eine Diode von der + Stromversorgung des Multimeters zum Timer-Kondensator im Multimeter gelegt. Das Starten des Konverters führte zu einem Kurzschluss mit dem Drain-Source-Knopf, den ich unter dem Multimeter-Knopf installiert habe. Jetzt erfolgt die Aufnahme des Konverters und des Multimeters über die Haupttaste. Das Herunterfahren erfolgt auch durch Drücken der Multimeter-Taste.
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