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ENCICLOPEDIA DE RADIOELECTRÓNICA E INGENIERÍA ELÉCTRICA Fuente de alimentación para el multímetro M890G. Enciclopedia de radioelectrónica e ingeniería eléctrica.
Enciclopedia de radioelectrónica e ingeniería eléctrica. / Fuentes de alimentación El punto débil de algunos multímetros digitales portátiles es, como saben, una batería de nueve voltios 6F22, que no dura mucho con el uso frecuente del dispositivo. Esto obliga a los radioaficionados a buscar fuentes de alimentación alternativas para el dispositivo. Hasta la fecha, se han desarrollado y descrito muchos diseños en la literatura, que son convertidores elevadores de voltaje alimentados por baterías de iones de litio [1-3]. Los dispositivos descritos en estos artículos son de interés para la repetición, aunque no están exentos de inconvenientes. Entonces, el convertidor [1] tiene una eficiencia bastante baja, lo que se debe a la presencia de un estabilizador paramétrico. El convertidor presentado en [2] también (y por la misma razón) no es muy eficiente y, además, no tiene temporizador. La versión propuesta del convertidor (su circuito se muestra en la Fig. 1) también funciona con una batería de iones de litio y está libre de las desventajas mencionadas. Está hecho de acuerdo con el esquema de un estabilizador de conmutación elevador. El dispositivo se basa en un multivibrador basado en transistores de diferentes estructuras, similar al utilizado en [2], pero con estabilización de tensión de salida. Esto le permite aumentar la capacidad de carga del convertidor y su eficiencia, y también le otorga otra propiedad útil: la capacidad de controlar el grado de descarga de la batería. El multivibrador se ensambla en los transistores VT1, VT3. Cuando este último está cerrado, aparecen pulsos en su colector, son rectificados por el diodo VD1, el condensador C3 suaviza el voltaje rectificado.
La estabilización de la tensión de salida del convertidor se realiza de la siguiente manera. Tan pronto como supera un cierto valor, el diodo zener VD2 se abre, se aplica un voltaje positivo a la base del transistor VT1 y comienza a cerrarse. Esto conduce a una disminución de la frecuencia del convertidor y, como resultado, de la tensión de salida. Si el voltaje de salida cae por debajo de cierto valor, el transistor, por el contrario, se abre y aumenta. En este caso, la eficiencia del convertidor es mayor que con un estabilizador lineal posterior. Cabe señalar que el diodo zener VD2 opera en modo de baja corriente, por lo que su voltaje de estabilización puede ser menor al indicado en las especificaciones técnicas. Puede cambiar el voltaje de salida del convertidor seleccionando un diodo zener, así como la resistencia R4. Es fácil ver que el voltaje de salida del convertidor se estabiliza con respecto al terminal positivo de la batería, por lo que depende del grado de carga de esta última. En mi caso, con un voltaje de batería de 4,2 V, son 9 V, y con un voltaje de 3,1 V, son unos 7 V, en los que la mayoría de los multímetros muestran un símbolo de batería baja. Esto permite que la batería se cargue de manera oportuna. En caso de que olviden apagar el dispositivo, el convertidor está equipado con un temporizador en el transistor VT2. Se controla con los botones SB1 ("On" - "Habilitar") y SB2 ("Off" - "Off"). A pesar de su simplicidad, el temporizador tiene frentes de conmutación bastante pronunciados. Funciona de la siguiente manera. En el estado inicial, el condensador C2 se carga casi al voltaje de la batería, y el voltaje de la puerta del transistor VT2 es cero y está cerrado. Cuando los contactos del botón SB1 están cerrados, el capacitor se descarga rápidamente a través de la resistencia R6 y el voltaje de apertura se suministra a la puerta VT2 desde la salida del convertidor. El convertidor arranca y su voltaje de salida aumenta, abriendo aún más el transistor VT2. Después de soltar el botón, el capacitor C2 comienza a cargarse a través de la resistencia R5. A medida que se carga el capacitor, el voltaje a través de la resistencia R5 y, en consecuencia, en la puerta del transistor VT2, disminuye. En algún momento, disminuye tanto que el transistor comienza a cerrarse. En este caso, el voltaje en la salida del convertidor disminuye, lo que, a su vez, hace que el transistor se cierre aún más. A través del condensador de ajuste de tiempo, el circuito POS se cierra, acelerando la conmutación del transistor. Con el transistor indicado en el diagrama y los valores de la resistencia R5 y el condensador C2, el tiempo de exposición del temporizador es de aproximadamente 12 minutos a una tensión de salida del convertidor de 7 V (en la batería, respectivamente, 3,1 V) . Con una tensión de salida de 9 V, este tiempo es de unos 15 minutos. Con otros transistores, el tiempo de funcionamiento del dispositivo puede diferir. El temporizador tiene una característica: si el voltaje de salida del convertidor cae bruscamente debido a una sobrecarga o un cortocircuito, el temporizador puede apagarse. Sin embargo, esto solo es posible en un caso, a saber, cuando se mide el coeficiente de transferencia de corriente de los transistores, si se inserta un transistor con una sección de colector-emisor rota o una estructura incorrecta en el panel de prueba. Cabe señalar que esta desventaja solo se hace evidente cuando el temporizador ya ha expirado. Todas las partes del convertidor, excepto los botones y las resistencias R1 y R6, están instaladas en una placa de circuito impreso hecha de fibra de vidrio laminada en un lado (Fig. 2). Para reducir el nivel de interferencias, está encerrado en una pantalla de chapa estañada de 0,5 mm de espesor (puede utilizar el estuche de una batería 6F22 inservible). El escudo está conectado al terminal negativo de la batería. Los botones SB1 y SB2 están montados en una placa de circuito impreso separada (Fig. 3), que se coloca en un lugar conveniente en el dispositivo.
Un poco sobre los detalles. El convertidor utiliza resistencias MLT, todos los condensadores son importados. El transistor de efecto de campo también se puede reemplazar por otro, por ejemplo KP501A, pero es mejor usar uno de conmutación potente (por ejemplo, IRLML004 o NTD3055), sin embargo, para esto deberá cambiar la configuración del correspondiente conductores de la placa de circuito impreso. Cuanto menor sea el voltaje de umbral en la puerta y la resistencia de la fuente de drenaje en el estado abierto, mejor. Reemplazaremos el transistor bipolar KT209B (VT1) con cualquiera de la serie KT3107 y el KT3102EM (VT3) con un transistor 2SC945. En lugar de un diodo zener KS156A (VD2), puede usar uno importado, por ejemplo BZV55C5V6, o un diodo zener con un voltaje de estabilización diferente, por ejemplo, 5,1 o 6,2 V, pero en este caso también tendrá que seleccionar el Resistencia R4. El diodo Schottky SR160 (VD1) será reemplazado por BAT48. El inductor L1 contiene 150 vueltas de cable PEV-2 0,18, enrollado en un circuito magnético anular de tamaño K10x6x3 del balasto electrónico de una CFL defectuosa, después de enrollarlo se impregna con barniz KhV-784. En algunas lámparas fluorescentes compactas, se instalan estranguladores adecuados en la entrada del rectificador de red; puede intentar usar uno de ellos. Recomiendo configurar el convertidor cuando se alimenta desde una fuente de laboratorio con un límite de corriente de 100 ... 150 mA, ya que dichos generadores son propensos a "dormirse", especialmente cuando se inician bajo carga. Con piezas reparables y una instalación sin errores, el ajuste del dispositivo se reduce a la selección, si es necesario, de la resistencia R4 para ajustar la tensión de salida a 7 V a la corriente de carga máxima y la tensión de alimentación de 3,1 ... 3,2 V Es mejor durante el ajuste en lugar de las resistencias R3 y R4, encienda un recortador con una resistencia de 10 ... 15 kOhm. Es necesario encontrar tal posición de su motor, en la que el voltaje del convertidor no caiga mucho en cualquier modo de funcionamiento del dispositivo, y se inicie de manera constante a plena carga y cualquier voltaje (de 3 a 4,2 V) de la batería Luego, después de haber medido la resistencia entre el motor y los terminales del elemento resistivo de la resistencia de sintonización, debe instalar resistencias fijas de las clasificaciones más cercanas en el tablero. Puede intentar aumentar la eficiencia del convertidor seleccionando el inductor L1 y la frecuencia del generador. La eficiencia realmente alcanzable puede ser más del 70%. Al configurar el convertidor, debe tenerse en cuenta que si el circuito del diodo zener VD2 se interrumpe o desconecta accidentalmente, el voltaje en la salida del convertidor puede aumentar a más de 25 V, lo que provocará la falla del transistor VT2 y el multímetro! Para evitar que esto suceda, se debe conectar un diodo zener con un voltaje de estabilización de 12 ... 14 V en paralelo con la salida del convertidor (no se muestra en el diagrama). Después del ajuste, el tablero se cubre con dos capas de barniz XB-784. Además de proteger el dispositivo de la humedad, este barniz también pega condensadores de óxido y un estrangulador. Debe recordarse que este barniz es conductor de electricidad, por lo que puede encender el convertidor recubierto con él solo después de que se haya secado (a temperatura ambiente, esto llevará una hora). La apariencia del tablero terminado se muestra en la Fig. 4.
Un poco sobre la instalación del convertidor en el multímetro M890G. El hecho es que este dispositivo, a diferencia del M830V y similares, ya tiene un temporizador incorporado. Sin embargo, para el normal funcionamiento del convertidor propuesto, no es necesario, por lo que se deben retirar todas sus partes, así como el interruptor de encendido. Esto no es difícil de hacer, ya que todos están montados muy apretados alrededor del interruptor. Los elementos que deben eliminarse se pueden ver si comparamos el que se muestra en la Fig. 5 es un fragmento de la placa de circuito impreso modificada del multímetro y la parte correspondiente de la placa del dispositivo existente. Cabe señalar que en otras modificaciones de este multímetro, el temporizador se puede ensamblar de acuerdo con un esquema diferente, como, por ejemplo, en [3], donde, aparentemente, se usa un comparador diferente (la numeración de pines no coincide) , y microcircuitos en cajas para instalación en superficie.
Lo siguiente son los botones de encendido. Para no perforar agujeros en la caja del multímetro, puede usar el orificio ovalado y el botón de plástico del interruptor de alimentación estándar 5 (Fig. 6). Primero, se debe finalizar el botón en sí: dado que es hueco por dentro, es necesario cortar la cubierta 1 de una lámina de poliestireno de aproximadamente 3 mm de espesor y hacer un rebaje en su parte central con una lima redonda a una profundidad de aproximadamente 0,5 .. 0,6 mm. Luego, con un soldador, derrita el eje de acero 4 en el botón (1 ... 1,5 de diámetro y aproximadamente 10 mm de largo) y luego pegue la cubierta 3. El dicloroetano se usa mejor como pegamento. Después de que la línea de pegamento se haya endurecido (esto ocurrirá en aproximadamente un día), el eje 4 se debe sacar con cuidado y perforar ligeramente el orificio para que el eje recién insertado gire libremente, pero sin juego. El botón 5 modificado con el eje 4 se instala en el cuerpo del multímetro, fusionando ligeramente sus extremos en su pared superior 6. Además, se fijan con tiras estrechas de la misma lámina de poliestireno pegadas con dicloroetano a la pared superior desde el interior.
Después de esperar que las juntas adhesivas se endurezcan por completo y asegurarse de que el botón 5 gire libremente en el orificio ovalado de la pared superior de la caja del multímetro, la placa de circuito impreso 1 con los interruptores de botón 2 (SB1) y 7 (SB2) se poner en su lugar Este conjunto está pegado a la placa del multímetro 8 de tal forma que al presionar uno de los lados el botón 5 presiona el vástago del pulsador SB1, y al presionar el otro presiona el vástago del interruptor SB2 (por supuesto, cuando la placa está instalada en la carcasa). Como pegamento, puede usar el mismo barniz XB-784. Es posible que para reducir la carrera del botón 5, necesaria para el funcionamiento de los interruptores SB1 y SB2, se deba colocar una junta debajo de la placa 1. Las barras de interruptores innecesariamente largas se acortan fundiéndolas con un soldador. Un interruptor de este diseño también se puede montar en el multímetro M-830. Dado que las conclusiones 5-7 del comparador de temporizador no se usaron y solo hay almohadillas de contacto para ellas en el tablero del multímetro, en su lugar está la parte del pin del conector para conectar el convertidor. En lugar de la salida 8 del comparador, la salida "+8 V" del convertidor está soldada, y en lugar de la salida 7, su salida "-8 V". La entrada para encender el convertidor, la puerta del transistor VT2, está soldada al lugar de la salida 5 y "-G1" a la salida 6 del comparador. Los terminales del conector están conectados a los circuitos correspondientes en las placas mediante cables con aislamiento de fluoroplástico (Fig. 7).
A continuación, en la caja del multímetro se fijan una batería, un conector para conectar un cargador y un convertidor en la pantalla. Literatura
Autor: E. Gerasimov
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Comentarios sobre el artículo: Eugene El esquema es exitoso, pero al trabajar desde 1,5V, el trabajador de campo no arranca. Cambié el esquema de lanzamiento. Moví la salida positiva de C2 más allá del interruptor del multímetro M890G + y aparece un signo más después de presionar el botón del multímetro. Para no estropear el multímetro, puse un diodo de la fuente de alimentación + del multímetro al condensador del temporizador en el multímetro. Al iniciar el convertidor, se produjo un cortocircuito con el botón de fuente de drenaje, que instalé debajo del botón del multímetro. Ahora la inclusión del convertidor y el multímetro se realiza mediante el botón principal. El apagado también se realiza presionando el botón del multímetro.
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