Jotkut nykyaikaiset pienitehoiset laitteet kuluttavat hyvin pientä virtaa (muutama milliampeeri), mutta teholleen ne vaativat liian eksoottisen lähteen - 9 V akun, joka myös kestää enintään 30 ... 100 tuntia laitteen käyttöaikaa. . Se näyttää erityisen oudolta nyt, kun eri mobiililaitteiden Li-ion-akut ovat melkein halvempia kuin itse akut - akut. Siksi on luonnollista, että todellinen radioamatööri yrittää sovittaa paristot laitteensa virtaa varten, eikä etsi ajoittain "antiikkisia" akkuja.

Jos katsotaan pienitehoinen kuormitus Koska tavallinen (ja suosittu) M830-yleismittari, joka saa virtansa "Korund"-tyyppisestä elementistä, luo 9 V:n jännitteen, tarvitset vähintään 2-3 sarjaan kytkettyä akkua, mikä ei sovi meille - ne yksinkertaisesti ei mahdu laitteen koteloon. Siksi ainoa tapa on käyttää yhtä akkua ja jännitemuuntajaa.

Elementin pohjavalinta

Yksinkertaisin ratkaisu on käyttää 555 ajastinta (tai sen 7555 CMOS-versiota) pulssin muuntaja(kapasitiiviset muuntimet eivät sovellu - tulo- ja lähtöjännitteiden välillä on liian paljon eroa). Tämän mikropiirin ylimääräinen "pluss" on, että siinä on avoimen kollektorin lähtö ja melko korkeajännite, joka kestää +18 V jännitteitä millä tahansa käyttöjännitteellä. Tämän ansiosta on mahdollista koota muuntaja kirjaimellisesti kymmenestä halvasta ja yleisestä osasta (kuva 1.6).

Riisi. 1.6. Kaavio yksinkertaisesta muuntimesta

Sirun nasta 3 on normaali kaksitilalähtö, jota käytetään tässä piirissä tuotannon ylläpitämiseen. Pin 7 on avoimen kollektorin lähtö, joka kestää ylijännite, joten se voidaan kytkeä suoraan käämiin ilman transistorin seuraajaa. Referenssijännitteen tuloa (nasta 5) käytetään lähtöjännitteen säätelyyn.

Laitteen toimintaperiaate

Välittömästi syöttöjännitteen kytkemisen jälkeen C3-kondensaattori purkautuu, virtaa ei kulje Zener-diodin VD1 läpi, mikropiirin REF-tulon jännite on 2/3 syöttöjännitteestä ja lähtöpulssien toimintajakso on 2 (eli pulssin kesto on yhtä suuri kuin tauon kesto), C3-kondensaattori latautuu maksiminopeudella . Diodia VD2 tarvitaan, jotta purkautunut kondensaattori C3 ei vaikuta piiriin (ei vähennä jännitettä nastassa 5), ​​vastus R2 - "varmuuden vuoksi", suojaksi.

Kun tämä kondensaattori latautuu, zener-diodi VD1 alkaa avautua hieman ja jännite mikropiirin nastassa 5 nousee. Tästä lähtien pulssin kesto lyhenee, tauon kesto kasvaa, kunnes dynaaminen tasapaino tapahtuu ja lähtöjännite stabiloituu tietylle tasolle. Lähtöjännitteen arvo riippuu vain Zener-diodin VD1 stabilointijännitteestä ja voi olla jopa 15 ... 18 V - korkeammalla jännitteellä mikropiiri voi epäonnistua.

Tietoja yksityiskohdista

L1-kela on kierretty K7x5x2-ferriittirenkaaseen (ulkohalkaisija - 7 mm, sisähalkaisija - 5 mm, paksuus - 2 mm), noin 50 ... 100 kierrosta langalla, jonka halkaisija on 0,1 mm. Voit ottaa suuremman renkaan, jolloin kierrosten määrää voidaan vähentää, tai voit ottaa teollisuuskelan, jonka induktanssi on satoja mikrohenriä (µH).

555-mikropiiri voidaan korvata kotimaisella analogisella K1006VI1- tai 7555-CMOS-versiolla - sillä on pienempi virrankulutus (akku "kestää" hieman kauemmin) ja laajempi käyttöjännitealue, mutta sen teho on heikompi (jos yleismittari tarvitsee yli 10 mA, se ei voi antaa sellaista virtaa, varsinkaan niin alhaisella syöttöjännitteellä) ja hän, kuten kaikki CMOS-rakenteet, "ei pidä" lisääntyneestä jännitteestä sen lähdössä.

Laitteen ominaisuudet

Laite alkaa toimia heti asennuksen jälkeen, koko asetus koostuu lähtöjännitteen asettamisesta valitsemalla zener-diodi VD1, kun taas vastus, jonka resistanssi on 3 ... 1 kOhm (kuormitussimulaattori) on kytkettävä lähtöön rinnakkain kondensaattori C3 (kuormitussimulaattori), mutta ei yleismittari!

Muuntimen kytkeminen päälle juottamattomalla zener-diodilla on kielletty - silloin lähtöjännite on rajoittamaton ja piiri voi "tappaa" itsensä. Voit myös kasvattaa toimintataajuutta vähentämällä vastuksen R1 tai kondensaattorin C1 vastusta (jos se toimii äänitaajuudella, kuuluu korkeataajuinen vinkuva). Jos akusta lähtevien johtojen pituus on alle 10 ... 20 cm, suodatusvirtalähteen kondensaattori on valinnainen tai voit laittaa kondensaattorin, jonka kapasiteetti on 0,1 uF tai enemmän, mikropiirin nastojen 1 ja 8 väliin.

Tunnistetut puutteet

Ensinnäkin laite sisältää kaksi oskillaattoria (yksi on ADC-sirun pääoskillaattori - laitteen analogia-digitaali-muunnin, toinen on muuntimen generaattori), jotka toimivat samoilla taajuuksilla, eli ne vaikuttavat toisiinsa. (taajuuslyönti) ja mittaustarkkuus heikkenevät vakavasti.

Toiseksi, muuntajageneraattorin taajuus muuttuu jatkuvasti kuormitusvirrasta ja akun jännitteestä riippuen (koska POS:ssa on vastus - positiivinen takaisinkytkentäpiiri, ei virtageneraattori), joten sen vaikutusta on mahdotonta ennustaa ja korjata. . Erityisesti yleismittaria varten yksi yhteinen oskillaattori ADC:lle ja muuntimelle kiinteällä toimintataajuudella olisi ihanteellinen.

Muuntimen toinen versio

Tällaisen muuntimen piiri on hieman monimutkaisempi ja se on esitetty kuvassa. 1.7.

Generaattori on koottu DD1.1-elementtiin, kondensaattorin C2 kautta se kellottaa muuntimen ja C5:n kautta - ADC-sirun. Useimmat edulliset yleismittarit perustuvat kaksois-ADC:hen

Riisi. 1.7. Muunnin piiri Kanssa kiinteä toimintataajuus

ICL7106:n tai sen analogien integrointi (40 nastaa, 3,5 merkkiä näytössä) tämän mikropiirin kellotaamiseksi sinun tarvitsee vain poistaa kondensaattori nastojen 38 ja 40 väliltä (irrota sen jalka nastasta 38 ja juota nastaan ​​11 DD1.1 ). Napojen 39 ja 40 välisen vastuksen kautta tapahtuvan palautteen ansiosta mikropiiri voidaan kellottaa jopa erittäin heikoilla signaaleilla, joiden amplitudi on voltin murto-osa, joten 3 voltin signaalit DD1.1-lähdöstä riittävät sen normaaliin toimintaan. .

Muuten, tällä tavalla on mahdollista lisätä mittausnopeutta 5 ... 10 kertaa - yksinkertaisesti lisäämällä kellotaajuutta. Mittaustarkkuus ei käytännössä kärsi tästä - se huononee enintään 3 ... 5 yksikköä vähiten merkitsevästä numerosta. Tällaisen ADC:n toimintataajuutta ei tarvitse stabiloida, joten tavanomainen RC-oskillaattori riittää normaaliin mittaustarkkuuteen.

DDI.2- ja DD1.3-elementeille kootaan odottava multivibraattori, jonka pulssin kesto transistorin VT2 avulla voi vaihdella lähes 0 - 50 %. Alkutilassa sen lähdössä (nasta 6) on "looginen yksikkö" (korkea

jännitetaso) ja kondensaattori C3 ladataan diodin VD1 kautta. Kun laukaiseva negatiivinen pulssi saapuu, multivibraattorin "kärki", sen ulostuloon ilmestyy "looginen nolla" (matala jännitetaso), joka estää multivibraattorin DDI.2:n nastan 2 kautta ja avaa transistorin VT1 DD1.4:n invertterin kautta. Tässä tilassa piiri on toiminnassa, kunnes kondensaattori C3 purkautuu - minkä jälkeen "nolla" DD1.3:n nastassa 5 "kallistaa" multivibraattorin takaisin valmiustilaan (tähän mennessä C2 ehtii latautua Myös DD1.1:n nasta 1 on "1"), transistori VT1 sulkeutuu ja käämi L1 puretaan kondensaattoriin C4. Seuraavan pulssin saapumisen jälkeen kaikki yllä mainitut prosessit toistuvat uudelleen.

Siten käämiin L1 varastoidun energian määrä riippuu vain kondensaattorin C3 purkausajasta, eli siitä, kuinka voimakkaasti transistori VT2 on auki, mikä auttaa sitä purkautumaan. Mitä korkeampi lähtöjännite, sitä vahvemmin transistori avautuu; siten lähtöjännite stabiloituu tietylle tasolle zener-diodin VD3 stabilointijännitteen mukaan.

Käytetään akun lataamiseen yksinkertaisin muuntaja säädettävässä lineaarisessa stabilisaattorissa DA1. Sinun tarvitsee ladata akkua, vaikka yleismittaria käytetään usein, vain pari kertaa vuodessa, joten laita tähän monimutkaisempi ja kalliimpi vaihtosäädin siinä ei ole järkeä. Stabilisaattori on konfiguroitu lähtöjännitteelle 4,4 ... 4,7 V, jota VD5-diodi vähentää 0,5 ... 0,7 V - vakioarvoihin ladatulle litiumioniakulle (3,9 ... 4,1 V). Tätä diodia tarvitaan, jotta akku ei purkaudu DA1:n kautta offline-tilassa. Akun lataamiseksi sinun on kytkettävä 6 ... 12 V jännite XS1-tuloon ja unohda se 3 ... 10 tunniksi. Korkealla tulojännitteellä (yli 9 V) DA1-siru kuumenee erittäin kuumaksi, joten sinun on joko asennettava jäähdytyselementti tai alennettava tulojännitettä.

DA1:nä voit käyttää 5 voltin stabilaattoreita KR142EN5A, EN5V, 7805 - mutta silloin "ylimääräisen" jännitteen vaimentamiseksi VD5 on koostuttava kahdesta sarjaan kytketystä diodista. Tämän piirin transistoreja voidaan käyttää melkein missä tahansa rakenteet p-p-p, KT315B ovat täällä vain siksi, että tekijälle on kertynyt liikaa niitä.

Toimivat normaalisti KT3102, 9014, VS547, VS817 jne. KD521-diodit voidaan korvata KD522:lla tai 1N4148:lla, VD1:n ja VD2:n tulisi olla korkeataajuisia - BAV70 tai BAW56 ovat ihanteellisia. VD5 - mikä tahansa keskitehoinen diodi (ei Schottky!) (KD226, 1N4001). VD4-diodi on valinnainen - kirjoittajalla oli yksinkertaisesti liian matalajännitteisiä zener-diodeja ja lähtöjännite ei saavuttanut vähimmäisarvoa 8,5 V - ja jokainen suorassa kytkennässä oleva lisädiodi lisää lähtöjännitteeseen 0,7 V. Käämi on sama kuin edellinen piiri (100…200 µH). Yleismittarikytkimen viimeistelykaavio on esitetty kuvassa. 1.8.

Riisi. 1.8. Kytkentäkaavio yleismittarin kytkimien parannuksia

Akun positiivinen napa on kytketty yleismittarin keskikiskorenkaaseen, mutta yhdistämme tämän renkaan akun "+"-napaan. Seuraava rengas on kytkimen toinen kosketin, ja se on kytketty yleismittarin piirielementteihin 3 ... 4 raidalla. Nämä levyn vastakkaisella puolella olevat raidat on katkaistava ja liitettävä toisiinsa, samoin kuin muuntimen +9 V lähtöön. Rengas on kytketty +3 V muuntimen tehoväylään. Näin ollen yleismittari on kytketty muuntimen lähtöön, ja yleismittarikytkimellä kytkemme muuntimen virran päälle ja pois. Sinun täytyy mennä tällaisiin vaikeuksiin, koska muunnin kuluttaa jonkin verran virtaa (3 ... 5 mA) jopa kuorman ollessa pois päältä, ja akku purkautuu sellaisella virralla noin viikossa. Täällä sammutamme muuntimen virran, rf-akku kestää useita kuukausia.

Huollettavista osista oikein koottua laitetta ei tarvitse konfiguroida, joskus tarvitsee vain säätää jännitettä vastuksilla R7, R8 (laturi) ja zener-diodilla VD3 (muunnin).

Vaihtoehdot painettu piirilevy esitetty kuvassa. 1.9.

Riisi. 1.9. PCB-vaihtoehdot

Levyllä on vakioakun mitat ja se on asennettu asianmukaiseen lokeroon. Akku mahtuu kytkimen alle - yleensä tilaa on riittävästi, se on ensin käärittävä useilla kerroksilla sähköteippiä tai ainakin teippiä. Liitä laturin liitin yleismittarin koteloon poraamalla reikä. Eri XS1-liittimien pinout on joskus erilainen, joten saatat joutua muokkaamaan korttia hieman. Jotta akku ja muunninlevy eivät "riippuisi" yleismittarin sisällä, niitä on painettava jollakin kotelon sisällä.

Muuntajapiiri on esitetty kuvassa. Laitteen perustana on yksitahti itseoskillaattori muuntajakytkennällä ja käänteisellä diodikytkimellä. Muuntimen generaattori on valmistettu VT2:sta. Germaniumtransistorilla on alhainen kyllästysvastus, mikä varmistaa helpon käynnistyksen ja normaalia työtä muunnin alhaisella syöttöjännitteellä. VT1:ssä on koottu transistorin VT2 perusvirran stabilisaattori, joka on suunniteltu vähentämään lähtöjännitteen riippuvuutta virtalähteestä. VD1 ja C1 muodostavat puoliaaltotasasuuntaajan.

Kun virtalähde putoaa 1,5 V:iin, muuntimen lähtöjännite laskee vain 20 %. Tuotantotaajuus on 60 kHz ja riippuu syöttöjännitteestä (syöttöjännite 2V - 30 kHz).

Suunnittelun yksinkertaistamiseksi ja mittojen pienentämiseksi laitetta ei ole koottu piirilevylle.

Yksityiskohdat:
Muuntaja on valmistettu K20 * 10 * 5 magneettisesta piiristä, jossa on 2 liimattua ferriittirengasta tuotemerkkiä 2000NM1. Käämit on valmistettu PEV-2 0,57 -langasta ja ne on jaettu tasaisesti kehän ympärille, I - 8 kierrosta, II - 11 kierrosta.
VT2 - GT122V kertoimella. vahvistus on vähintään 100, mutta se voidaan myös korvata MP37A:lla (38A).
VT1 – KP303 V (G D E)
* R1 - lähtöjännitteen säätö. Virrankulutus virtalähteestä (akut) on 36mA.

Kirjallisuus:
Radio Magazine 02 2000 - Virtamuunnin vastaanottimille.

• Samanlaisia ​​artikkeleita

Oletko usein kokenut, että kun tarvitset jotain kiireellisesti, et koskaan löydä sitä? Näin minulle kävi yleismittarin 9 voltin akun kanssa. Ja pariston ollessa tyhjä, hän alkaa häpeämättä valehdella todistustaan. Yleismittarin siirtäminen litium 18650 -akkuun auttaa sinua pääsemään eroon tällaisista ongelmista!

Tätä varten meidän on juotettava 3,7 V - 9 V tehostusmuunnin sekä hankittava 18650 akku (voit purkaa tarpeettoman akun kannettavasta tietokoneesta tai autosta Tesla malli S, siellä on samat).

Vaihe 1. Yleismittarin siirtäminen akkuun. Säädämme paikan alle 18650.

Ensin meidän on asetettava kaikki elementit yleismittarin koteloon. Tätä varten asetamme akun paikalleen ja sahaamme pois kaikki häiritsevät kotelon muoviosat. Älä unohda porata reikää akun latausliittimelle.

Vaihe 2. Nosta jännitteenmuunnin.

Nyt täytyy juottaa tehostinmuunnin, joka nostaa akun jännitteen 3,7:stä 9 volttiin. Kokosin sen MC34063A-sirun päälle. Tässä on hänen datalehtensä. Elementtien arvot eivät ole niin kriittisiä arvojen kannalta kuin käytin viritysvastus, jolla voit asettaa tarvitsemamme jännitteen tarkasti 9 volttiin.

Tässä on luettelo komponenteista:

• 1 18650 litiumparisto
• 1 DC-liitin
• 1 22k tai 27k vastus
• 1 180 ohmin vastus
• 1 10k tai 5k säädettävä vastus
• 1 22uF tai 47uF elektrolyyttikondensaattori
• 1 100uF elektrolyyttikondensaattori
• 1 keraaminen kondensaattori 10pF - 50pF
• 1 MC34063A
• 1 IN5819 diodi
• 1 170uH induktanssi.

Tästä linkistä voit ladata piirilevyn suunnittelun Eagle-muodossa.

Vaihe 3. Laita kaikki yhteen.

Täällä sinun täytyy juottaa hieman.

Juota virtaliittimen keskinasta akun positiiviseen napaan.

Juota virtaliittimen sivukosketin akun negatiiviseen napaan.

Tästä eteenpäin juotamme johdon muuntimen negatiiviseen tuloon.

Juota akun positiivinen napa yleismittarin kytkimen käyttämättömään napaan.

Juota johto yleismittarin kytkimen toiselta puolelta anturin positiiviseen tuloon.

Juota nyt johdot yleismittarin 9V tehotulosta muuntimen lähtöliittimiin.

Säädä muuntimen lähtöjännite 9 volttiin trimmerillä.

Kokoa sitten yleismittari takaisin! Yleismittarin siirtoa akkuun voidaan pitää täydellisenä.

Nyt sinun ei enää koskaan tarvitse ostaa Kron-akkuja yleismittariisi, sinun tarvitsee vain ladata sen akku.

Yhteydessä