Algunos dispositivos modernos de baja potencia consumen una corriente muy pequeña (unos pocos miliamperios), pero para su potencia requieren una fuente demasiado exótica: una batería de 9 V, que también dura un máximo de 30 ... 100 horas de funcionamiento del dispositivo. Esto parece especialmente extraño ahora, cuando las baterías de iones de litio de varios dispositivos móviles son casi más baratas que las propias baterías: las baterías. Por tanto, es natural que un verdadero radioaficionado intente adaptar las baterías para alimentar su dispositivo y no busque periódicamente baterías "antiguas".

Si se considera como carga de baja potencia Dado que el multímetro M830 habitual (y popular), alimentado por un elemento del tipo "Korund", para crear un voltaje de 9 V, se necesitan al menos 2-3 baterías conectadas en serie, lo que no nos conviene, simplemente lo harán. no cabe dentro de la carcasa del dispositivo. Por lo tanto, la única salida es utilizar una batería y un convertidor elevador de voltaje.

Selección de base de elementos

La solución más sencilla es utilizar un temporizador 555 (o su versión CMOS 7555) en convertidor de pulso(Los convertidores capacitivos no son adecuados: tenemos demasiada diferencia entre los voltajes de entrada y salida). Una "ventaja" adicional de este microcircuito es que tiene una salida de colector abierto y una de voltaje bastante alto, capaz de soportar voltajes de hasta +18 V en cualquier voltaje de suministro operativo. Gracias a esto, es posible montar un convertidor a partir de literalmente una docena de piezas baratas y comunes (Fig. 1.6).

Arroz. 1.6. Diagrama de un convertidor simple.

El pin 3 del chip es una salida normal de dos estados y se utiliza en este circuito para mantener la generación. El pin 7 es una salida de colector abierto capaz de soportar sobretensión, por lo que se puede conectar directamente a la bobina, sin seguidor de transistor. La entrada de voltaje de referencia (pin 5) se utiliza para regular el voltaje de salida.

El principio de funcionamiento del dispositivo.

Inmediatamente después de aplicar la tensión de alimentación, el condensador C3 se descarga, la corriente no fluye a través del diodo Zener VD1, la tensión en la entrada REF del microcircuito es 2/3 de la tensión de alimentación y el ciclo de trabajo de la salida pulsos es 2 (es decir, la duración del pulso es igual a la duración de la pausa), el condensador C3 se carga a la velocidad máxima. El diodo VD2 es necesario para que el condensador C3 descargado no afecte el circuito (no reduzca el voltaje en el pin 5), la resistencia R2 - "por si acaso", para protección.

A medida que este condensador se carga, el diodo Zener VD1 comienza a abrirse ligeramente y el voltaje en el pin 5 del microcircuito aumenta. A partir de esto, la duración del pulso disminuye, la duración de la pausa aumenta, hasta que se produce el equilibrio dinámico y el voltaje de salida se estabiliza en un cierto nivel. El valor del voltaje de salida depende únicamente del voltaje de estabilización del diodo Zener VD1 y puede ser de hasta 15 ... 18 V; a un voltaje más alto, el microcircuito puede fallar.

Acerca de los detalles

La bobina L1 se enrolla en un anillo de ferrita K7x5x2 (diámetro exterior - 7 mm, diámetro interior - 5 mm, espesor - 2 mm), aproximadamente 50 ... 100 vueltas con un cable con un diámetro de 0,1 mm. Puede tomar un anillo más grande, luego se puede reducir el número de vueltas, o puede tomar un estrangulador industrial con una inductancia de cientos de microhenrios (μH).

El microcircuito 555 se puede reemplazar con el análogo doméstico K1006VI1 o con la versión 7555 CMOS: tiene menos consumo de corriente (la batería "durará" un poco más) y un rango de voltaje de funcionamiento más amplio, pero tiene una salida más débil (si el El multímetro necesita más de 10 mA, no puede emitir tal corriente, especialmente con un voltaje de suministro tan bajo) y a ella, como a todas las estructuras CMOS, "no le gusta" el aumento de voltaje en su salida.

Características del dispositivo

El dispositivo comienza a funcionar inmediatamente después del montaje, toda la configuración consiste en configurar el voltaje de salida seleccionando el diodo zener VD1, mientras que a la salida se debe conectar una resistencia con una resistencia de 3 ... 1 kOhm (simulador de carga) en paralelo con el condensador C3 (simulador de carga), ¡pero no un multímetro!

Está prohibido encender el convertidor con un diodo zener sin soldar; entonces el voltaje de salida será ilimitado y el circuito puede "matarse". También puede aumentar la frecuencia de funcionamiento reduciendo la resistencia de la resistencia R1 o del condensador C1 (si funciona a una frecuencia de audio, se escucha un chirrido de alta frecuencia). Si la longitud de los cables de la batería es inferior a 10 ... 20 cm, un condensador de fuente de alimentación de filtrado es opcional, o puede colocar un condensador con una capacidad de 0,1 uF o más entre los pines 1 y 8 del microcircuito.

Deficiencias identificadas

En primer lugar, el dispositivo contiene dos osciladores (uno es el oscilador maestro del chip ADC, el convertidor analógico a digital del dispositivo, el segundo es el generador convertidor) que funcionan a las mismas frecuencias, es decir, se afectarán entre sí. (latido de frecuencia) y la precisión de las mediciones se deteriorarán seriamente.

En segundo lugar, la frecuencia del generador del convertidor cambia constantemente dependiendo de la corriente de carga y el voltaje de la batería (porque en el POS hay una resistencia, un circuito de retroalimentación positiva, y no un generador de corriente), por lo que resulta imposible predecir y corregir su influencia. . Específicamente para un multímetro, lo ideal sería un oscilador común para el ADC y un convertidor con una frecuencia de operación fija.

La segunda versión del convertidor.

El circuito de dicho convertidor es un poco más complicado y se muestra en la Fig. 1.7.

Se ensambla un generador en el elemento DD1.1, a través del capacitor C2 sincroniza el convertidor y a través de C5, el chip ADC. La mayoría de los multímetros económicos se basan en un ADC dual

Arroz. 1.7. Circuito convertidor Con frecuencia de funcionamiento fija

integración del ICL7106 o sus análogos (40 pines, 3,5 caracteres en la pantalla), para sincronizar este microcircuito, solo necesita quitar el capacitor entre los pines 38 y 40 (dessoldar su pata del pin 38 y soldar al pin 11 DD1.1 ). Gracias a la retroalimentación a través de una resistencia entre los pines 39 y 40, el microcircuito se puede sincronizar incluso con señales muy débiles con una amplitud de una fracción de voltio, por lo que las señales de 3 voltios de la salida DD1.1 son suficientes para su funcionamiento normal. .

Por cierto, de esta manera es posible aumentar la velocidad de medición de 5 a 10 veces, simplemente aumentando la frecuencia del reloj. La precisión de la medición prácticamente no se ve afectada por esto: empeora en un máximo de 3 ... 5 unidades del dígito menos significativo. No es necesario estabilizar la frecuencia de funcionamiento de un ADC de este tipo, por lo que un oscilador RC convencional es suficiente para una precisión de medición normal.

Sobre los elementos DDI.2 y DD1.3, se ensambla un multivibrador en espera, cuya duración del pulso, utilizando el transistor VT2, puede variar de casi 0 a 50%. En el estado inicial, en su salida (pin 6) hay una "unidad lógica" (alta

nivel de voltaje), y el condensador C3 se carga a través del diodo VD1. Después de la llegada de un pulso negativo de activación, aparece en su salida la “punta” del multivibrador, un “cero lógico” (nivel de bajo voltaje), que bloquea el multivibrador a través del pin 2 DDI.2 y abre el transistor VT1 a través del inversor en DD1. 4. En este estado, el circuito estará hasta que se descargue el condensador C3, después de lo cual el "cero" en el pin 5 de DD1.3 "inclinará" el multivibrador nuevamente al estado de espera (en este momento C2 tendrá tiempo de cargarse a El pin 1 de DD1.1 también será "1"), el transistor VT1 se cerrará y la bobina L1 se descargará al condensador C4. Después de la llegada del siguiente pulso, todos los procesos anteriores se repetirán nuevamente.

Por tanto, la cantidad de energía almacenada en la bobina L1 depende únicamente del tiempo de descarga del condensador C3, es decir, de la fuerza con la que se abre el transistor VT2, lo que ayuda a descargarlo. Cuanto mayor sea el voltaje de salida, más fuerte se abrirá el transistor; por lo tanto, el voltaje de salida se estabiliza en un cierto nivel, dependiendo del voltaje de estabilización del diodo zener VD3.

Se utiliza para cargar la batería. el convertidor más simple sobre un estabilizador lineal ajustable DA1. Hay que cargar la batería, incluso con un uso frecuente del multímetro, sólo un par de veces al año, por lo que aquí ponemos una más compleja y cara. regulador de conmutación no tiene sentido. El estabilizador está configurado para un voltaje de salida de 4,4 ... 4,7 V, que el diodo VD5 reduce en 0,5 ... 0,7 V, a valores estándar para una batería de iones de litio cargada (3,9 .. .4,1 V). Este diodo es necesario para que la batería no se descargue a través del DA1 fuera de línea. Para cargar la batería es necesario aplicar un voltaje de 6 ... 12V a la entrada XS1 y olvidarse de ello durante 3 ... 10 horas. Con un voltaje de entrada alto (más de 9 V), el chip DA1 se calienta mucho, por lo que es necesario proporcionar un disipador de calor o reducir el voltaje de entrada.

Como DA1, se pueden utilizar estabilizadores de 5 voltios KR142EN5A, EN5V, 7805, pero luego, para amortiguar el voltaje "excesivo", el VD5 debe estar formado por dos diodos conectados en serie. Los transistores en este circuito se pueden usar en casi cualquier estructuras p-p-p, KT315B están aquí solo porque el autor ha acumulado demasiados.

KT3102, 9014, VS547, VS817, etc., funcionarán normalmente. Los diodos KD521 se pueden reemplazar con KD522 o 1N4148, VD1 y VD2 deben ser de alta frecuencia; BAV70 o BAW56 son ideales. VD5: cualquier diodo (¡no Schottky!) de potencia media (KD226, 1N4001). El diodo VD4 es opcional (el autor simplemente tenía diodos Zener de voltaje demasiado bajo y el voltaje de salida no alcanzó el mínimo de 8,5 V) y cada diodo adicional en conexión directa agrega 0,7 V al voltaje de salida. La bobina es la misma que para el circuito anterior (100…200 µH). El esquema para finalizar el interruptor del multímetro se muestra en la fig. 1.8.

Arroz. 1.8. Diagrama de cableado mejoras en el interruptor del multímetro

El terminal positivo de la batería está conectado al track-ring central del multímetro, pero nosotros conectamos este anillo al “+” de la batería. El siguiente anillo es el segundo contacto del interruptor y está conectado a los elementos del circuito del multímetro mediante 3 ... 4 pistas. Estas pistas del lado opuesto de la placa deben romperse y conectarse entre sí, así como con la salida de +9 V del convertidor. El anillo está conectado al bus de alimentación del convertidor de +3 V. Así, el multímetro se conecta a la salida del convertidor, y con el interruptor del multímetro encendemos y apagamos la alimentación del convertidor. Hay que afrontar tales dificultades debido al hecho de que el convertidor consume algo de corriente (3 ... 5 mA) incluso con la carga apagada, y la batería se descargará con esa corriente en aproximadamente una semana. Aquí apagamos la alimentación del propio convertidor, la batería de rf durará varios meses.

No es necesario configurar un dispositivo ensamblado correctamente a partir de piezas reparables, a veces solo es necesario ajustar el voltaje con las resistencias R7, R8 (cargador) y un diodo zener VD3 (convertidor).

Opciones placa de circuito impreso mostrado en la fig. 1.9.

Arroz. 1.9. Opciones de PCB

La placa tiene las dimensiones de una batería estándar y está instalada en el compartimento correspondiente. La batería cabe debajo del interruptor; normalmente hay suficiente espacio, primero hay que envolverla con varias capas de cinta aislante o al menos con cinta adhesiva. Para conectar el conector del cargador en la caja del multímetro, es necesario perforar un agujero. La distribución de pines para diferentes conectores XS1 a veces es diferente, por lo que es posible que tengas que modificar un poco la placa. Para evitar que la batería y la placa del convertidor "cuelguen" dentro del multímetro, es necesario presionarlos con algo dentro de la carcasa.

El circuito convertidor se muestra en la Fig. La base del dispositivo es un autooscilador de ciclo único con acoplamiento de transformador y conmutación de diodo inverso. El generador convertidor está fabricado en VT2. El transistor de germanio tiene una baja resistencia a la saturación, lo que garantiza un fácil arranque y trabajo normal Convertidor a baja tensión de alimentación. En VT1, se ensambla el estabilizador de corriente base del transistor VT2, diseñado para reducir la dependencia del voltaje de salida de la fuente de energía. VD1 y C1 forman un rectificador de media onda.

Cuando la fuente de alimentación cae a 1,5 V, el voltaje de salida del convertidor disminuirá solo en un 20%. La frecuencia de generación es de 60 kHz y depende de la tensión de alimentación (tensión de alimentación 2 V - 30 kHz).

Para simplificar el diseño y reducir las dimensiones, el dispositivo no está montado sobre una placa de circuito impreso.

Detalles:
El transformador está fabricado sobre un circuito magnético K20 * 10 * 5 formado por 2 anillos de ferrita encolados de la marca 2000NM1. Los devanados están hechos con alambre PEV-2 0,57 y están distribuidos uniformemente alrededor de la circunferencia, I - 8 vueltas, II - 11 vueltas.
VT2 - GT122V con coeficiente. ganancia de al menos 100, pero también se puede reemplazar con MP37A (38A).
VT1 - KP303 V (GDE)
* R1 - ajuste del voltaje de salida. El consumo actual de la fuente de alimentación (baterías) es de 36 mA.

Literatura:
Revista Radio 02 2000 - Convertidor de potencia para receptores.

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¿Ha experimentado a menudo que cuando necesita algo con urgencia nunca lo encuentra? Eso me pasó con una batería de 9 voltios para mi multímetro. Y con la batería agotada, comienza a mentir descaradamente en testimonios. ¡Transferir el multímetro a una batería de litio 18650 le ayudará a deshacerse de esos problemas!

Para hacer esto, necesitamos soldar un convertidor elevador de 3,7 V - 9 V, así como obtener una batería 18650 (puede desmontar una batería innecesaria de una computadora portátil o de un automóvil Modelo Tesla S, hay lo mismo).

Paso 1. Transferir el multímetro a la batería. Ajustamos el lugar bajo 18650.

Primero necesitamos colocar todos los elementos dentro de la caja del multímetro. Para hacer esto, colocamos la batería en su lugar y cortamos todos los elementos plásticos que interfieren con la carcasa. No olvides perforar un agujero para el conector de carga de la batería.

Paso 2. Convertidor elevador de voltaje.

Ahora necesitamos soldar un convertidor elevador que aumentará el voltaje de la batería de 3,7 a 9 voltios. Lo monté en el chip MC34063A. Aquí está su hoja de datos. Los valores de los elementos no son tan críticos en términos de valores como solía resistencia de sintonización, con el que podremos configurar con precisión el voltaje que necesitamos en 9 voltios.

Aquí está la lista de componentes:

• 1 batería de litio 18650
• 1 conector CC
• 1 resistencia de 22k o 27k
• 1 resistencia de 180 ohmios
• 1 resistencia variable de 10k o 5k
• 1 condensador electrolítico de 22uF o 47uF
• 1 condensador electrolítico de 100uF
• 1 condensador cerámico de 10pF a 50pF
• 1 MC34063A
• 1 diodo IN5819
• 1 inductancia de 170uH.

Desde este enlace podéis descargar el diseño de PCB en formato Eagle.

Paso 3. Poniéndolo todo junto.

Aquí necesitas soldar un poco.

Suelde el pin central del conector de alimentación al terminal positivo de la batería.

Suelde el contacto lateral del conector de alimentación al terminal negativo de la batería.

Desde aquí soldamos el cable a la entrada negativa del convertidor.

Suelde el terminal positivo de la batería al terminal no utilizado en el interruptor del multímetro.

Suelde el cable del otro lado del interruptor del multímetro a la entrada positiva del transductor.

Ahora suelde los cables de la entrada de alimentación de 9 V del multímetro a los terminales de salida del convertidor.

Ajuste el voltaje de salida del convertidor a 9 voltios usando el recortador.

¡Luego vuelva a ensamblar el multímetro! La transferencia del multímetro a la batería se puede considerar completa.

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