Ladegerät für Multimeter. Enzyklopädie der Funkelektronik und Elektrotechnik

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Durch die Verwendung einer Nickel-Metallhydrid-Batterie mit Konverter [1] zur Stromversorgung des Multimeters können Sie deutlich teure Batterien einsparen. Dennoch muss der Akku von Zeit zu Zeit aufgeladen werden. Zum Laden von Batterien wurden viele Geräte entwickelt, die meisten sind jedoch aufgrund ihrer Vielseitigkeit sehr komplex. Darüber hinaus erfordern einige eine ständige Überwachung, da es während ihres Betriebs zu einer Überladung der Batterie und damit zu einer Überhitzung und einer verkürzten Lebensdauer kommen kann.

In vielen Fällen ist es durchaus möglich, mit einer einfachen Set-Top-Box auszukommen, die über ein Handy-Ladegerät betrieben wird. In der Regel ist das Ladegerät recht leistungsstark und klein, bei den meisten Modellen handelt es sich sogar um eine stabilisierte Stromquelle, die mit einem Schutz für den von der Last verbrauchten Strom ausgestattet ist. Meistens bleibt das Speichergerät im Leerlauf und es ist sinnvoll, eine zusätzliche Verwendung dafür zu finden.

Die vorgeschlagene Set-Top-Box ist ein Spannungsstabilisator und besteht aus zwei Transistoren. Der Ladestrom einer entladenen Batterie ist zunächst konstant, nimmt dann mit fortschreitendem Ladevorgang nach einem nahezu exponentiellen Gesetz ab [2] und wird bei vollständig geladener Batterie auf ein sicheres Niveau begrenzt. Die Set-Top-Box ist für die Stromversorgung mit einem Ladegerät für ein FLY-Telefon mit einer stabilisierten Ausgangsspannung von 5 V ausgelegt. Natürlich sind auch Ladegeräte für andere Telefone geeignet. Das Befestigungsdiagramm ist in Abb. dargestellt. 1.

Fig. 1

Das Regelelement ist auf dem Transistor VT2 montiert, und das Steuerelement ist auf dem Transistor VT1 montiert. Die Stabilisierungsspannung wird durch die Summe des Spannungsabfalls an der Diode VD1 und am Emitterübergang des Transistors VT1 bestimmt, wodurch auf einen Widerstandsteiler am Ausgang der Set-Top-Box verzichtet werden kann. Bei den im Diagramm angegebenen Elementen beträgt die Ausgangsspannung ca. 1,25...1,3 V. Sie kann in kleinen Grenzen durch Dioden anderer Typen verändert werden. Darüber hinaus wird die Ausgangsspannung durch den Strom durch Widerstand R2 beeinflusst.

Zur Begrenzung des Ladestroms wird der Widerstand R3 verwendet. Die Verwendung eines Widerstands ist auf seine höhere Zuverlässigkeit im Vergleich zu einem Transistor zurückzuführen. Außerdem wird die Batterie bei Ausfall des Widerstands praktisch vom Ladegerät getrennt. Mit dem im Diagramm angegebenen Widerstand R3 ist der Ausgangsstrom der Set-Top-Box auf ca. 100 mA begrenzt.

Die Set-Top-Box funktioniert folgendermaßen: Wenn Strom angelegt wird und die Batterie entladen ist, wird der Transistor VT1 geschlossen. Der Widerstand R2 bestimmt den Basisstrom des Transistors VT2, der sich im Sättigungszustand befindet, und der Ausgangsstrom der Set-Top-Box wird durch den Widerstand des Widerstands R3 bestimmt. Wenn die Batterie aufgeladen wird, steigt die Spannung an der Basis des Transistors VT1 und dieser beginnt sich zu öffnen. In diesem Fall kommt der Transistor VT2 zunächst aus der Sättigung und schließt sich dann allmählich, wodurch eine „exponentielle“ Ausgangscharakteristik der Set-Top-Box entsteht.

Wenn die Batterie vollständig geladen ist, ist der Transistor VT2 geschlossen, der Strom des Widerstands R2 fließt durch den offenen Transistor VT1 und die Diode VD1. Letzterer Umstand führt zu einigen Einschränkungen beim Betrieb der Set-Top-Box mit unterschiedlichen Speichern. Tatsache ist, dass viele Ladegeräte, insbesondere günstige Modelle, eine Spannungsspreizung von 4,6 bis 9 V, also fast das Doppelte, haben können. In diesem Fall kann die Ausgangsspannung der Set-Top-Box zwischen 1,2 und 1,5 V schwanken, was natürlich nicht akzeptabel ist. Auch der Ladestrom kann sich stark ändern. In diesem Fall muss der Widerstand R2 durch einen Stromgenerator (ca. 3...5 mA), beispielsweise auf einem Feldeffekttransistor, ersetzt werden. Die übrigen Elemente bedürfen keiner besonderen Erklärung: Der Widerstand R1 und die LED HL1 dienen zur Überwachung der Versorgungsspannung (viele Ladegeräte verfügen nicht darüber), der Widerstand R4 und das Mikroamperemeter PA1 dienen zur Überwachung des Stroms und des Ladezustands der Batterie.

Die Set-Top-Box verwendet MLT-Widerstände, mit Ausnahme des Widerstands R3 – er wird mit einer Leistung von 2 W importiert. Anstelle von KT315I (VT1) können Sie beliebige Transistoren der Serien KT315, KT3102 und anstelle von KT630A (VT2) alle KT630-Serien und leistungsstarken KT815, KT817 verwenden. Der Strommesser verwendet einen Aufnahmepegelanzeiger M88501 mit einem Gesamtabweichungsstrom von 300 μA vom Tonbandgerät. Die Mikroamperemeter-Skala wird durch Auswahl des Widerstands R4 kalibriert. Die letzte Skalenteilung entspricht einem Strom von 100 mA. Der XS1-Anschluss kann beliebig sein; der XP1-Anschluss muss ähnlich wie der Telefon- oder Ladegerätanschluss ausgewählt werden. Alle Teile der Konsole sind einseitig auf einer Leiterplatte aus Glasfaserfolie montiert, deren Zeichnung in Abb. dargestellt ist. 2. Die Platine wird durch Ausschneiden von Leiterbahnen mit einem Skalpell oder Cutter hergestellt. Es ist in einem zusammengeklebten Gehäuse aus 3 mm dickem Polystyrol untergebracht; sein Aussehen ist in Abb. 3.

Fig. 2

Fig. 3

Die Set-Top-Box wird in der folgenden Reihenfolge eingerichtet: Der Eingang der Set-Top-Box wird mit Strom versorgt und die Spannung an ihrem Ausgang wird überprüft. Es sollte etwa 1,3 V betragen. Natürlich sollte die HL1-LED leuchten. Wenn die Spannung stark von der angegebenen abweicht, können Sie versuchen, Dioden einer anderen Serie anstelle von KD510A oder den Widerstand R2 zu wählen. Anschließend wird der Ausgang der Set-Top-Box mit einem Amperemeter auf einen Strom von 1 A geschlossen. Wenn der Ladestrom zu hoch ist, können Sie den Widerstandswert von Widerstand R3 erhöhen. Stellen Sie dann durch Auswahl des Widerstands R4 den Mikroamperemeter-Pfeil PA1 auf die endgültige Teilung ein und kalibrieren Sie die Skala.

Es ist zu beachten, dass die Skala des verwendeten Mikroamperemeters M88501 nichtlinear ist, sodass der Messfehler 10...12 % erreichen kann. Da das Mikroamperemeter eher als Indikator für die Batterieladung dient, kann man komplett auf die numerische Einteilung verzichten und diese durch eine Farbe ersetzen: Der Bereich zwischen Null und erstem Skalenteil (Abb. 3) ist grün eingefärbt, zwischen 70 und 100-mA-Markierungen sind rot, der Rest der Skala ist gelb. Es ist zu beachten, dass solche Geräte mit unterschiedlichen Maßstäben hergestellt wurden, unter anderem in Form von farbigen Sektoren oder einem sich allmählich ausdehnenden Streifen. In solchen Fällen ist es praktisch, eine vorhandene Skala zu verwenden, indem man einfach die Zahlen darauf umschreibt oder vorgefertigte Bereiche übermalt.

Die Set-Top-Box ist zusammen mit dem Konverter [1] seit mehr als einem Jahr im Einsatz und hat noch nie zu Beanstandungen geführt.

Beachten. Die im Artikel angegebene Spannung von 1,25...1,3 V reicht nicht aus, um einen Nickel-Metallhydrid-Akku vollständig aufzuladen. Um einen solchen Akku vollständig aufzuladen, ist eine Spannung von 1,38...1,45 V erforderlich (je nach Einzelfall). Dazu kann die KD510A-Diode (VD1) durch zwei oder drei Schottky-Dioden, zum Beispiel 1N5817, oder einen Widerstand ersetzt werden, der seinen Widerstandswert wählt.

Literatur

1. Gerasimov E. Konverter zur Stromversorgung eines Digitalmultimeters. – Radio, 2014, Nr. 9, S. 20, 21.
2. Dorofeev M. Ladegerät-Option. - Radio, 1993, Nr. 2, p. 12, 13.

Autor: E. Gerasimov

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