Convertitore di tensione da 3 a 9 volt. Convertitore a bassa potenza per alimentare il carico (9 V) da una batteria agli ioni di litio (3,7 V). Selezione della base dell'elemento

Succede così, dal lavoro con il caldo passi alla posta, prendi il pacco, torni a casa stanco e te ne dimentichi per qualche giorno... A volte ti ricordi - beh, cosa c'è di speciale - convertitori dc-dc come i convertitori dc-dc. Lascialo sdraiare, quindi disimballalo. Ieri, a tarda notte, me lo ricordavo lo stesso e non l'ho rimandato “per dopo”. Aprì il pacco, un fagotto piuttosto voluminoso, avvolto ermeticamente con un "brufolo" caduto da esso.
ci sono foto grandi senza spoiler

Alcuni problemi nel lavorare con l'elettronica, non è difficile modificare o portare i dispositivi a diventare convenienti. Se conosciamo i principi e i limiti di questi dispositivi. Poiché il progetto è proposto in questo momento, porteranno batterie da 5 volt collegate attraverso un circuito elettronico chiamato convertitore CC per aumentare la tensione per avere un valore più alto di 9 volt invece di una batteria di 6 serie collegata.

Può anche aumentare la tensione da una batteria da 3 volt a 9 volt, così come il circuito originale, e questo aumenterà la corrente. Per modificare la tensione di ingresso proveniente dal pacco batteria 1 o 2. Come funziona. - Quando si collega una batteria al terminale di ingresso 2, che può essere una batteria o due pezzi. Quando si avvia il circuito a bassa tensione. Questo circuito a bassa tensione viene avviato, la tensione di feedback viene polarizzata ai transistor all'interno del circuito integrato.

In un pacchetto: sono cari, 4 pezzi.
In effetti, inizialmente non avevo intenzione di scrivere su di loro.
Ma poi, guardando nella confezione, sono rimasto piacevolmente sorpreso.
Sembrerebbe una sciocchezza, un penny order, uno dei prezzi più bassi per questi convertitori, ma no, il venditore non è stato troppo pigro per allegare un regalo souvenir qui.

E con una probabilità del 99,9%, non mi sarà utile da nessuna parte, ma tutte le storie e le preoccupazioni di una dura giornata sono state portate via. Bene. E la prossima volta che andrò da Ali a cercare qualcosa, sarò uno dei primi a cercare questo venditore.
E con questo post voglio dire GRAZIE al venditore! Per emozioni positive e edificanti.

Ecco qui. Le emozioni hanno avuto libero sfogo, passiamo ai numeri noiosi.

Che ha un motivo in rame, mostrato in Figura 3, rappresenta la posizione del dispositivo. Quindi, se inserisci una batteria, iniettaci due pacchi o 3 volt. per scollegare il ponticello. Questo aumenterà alla corrente sui cavi jumper. DC nessun carico dipende dalla differenza tra le tensioni di ingresso e di uscita. Quando i valori sono vicini, la corrente di riposo può essere inferiore a un milliampere, ma quando sono valori molto separati può arrivare a decine di milliampere.

L'efficienza tipica va dall'80% al 95%, a seconda della tensione di ingresso, della tensione di uscita e del carico. Otto piccoli fori alle estremità della piastra sono disposti con passo 2,54 mm, compatibili con breadboard senza saldatura, connettori e altri elementi di prototipazione, in questi fori possono essere saldati i pin della striscia di connettore 9 × maschio In alternativa, è possibile saldare i 2 -morsettiere pin incluse incluse, per due coppie di fori grandi alle estremità della scheda. Per un'installazione più compatta, i cavi possono essere saldati direttamente alla piastra.

Caratteristiche prestazionali dichiarate
- Tensione di ingresso: 0,9 V-5 V,
- Massima efficienza: 96%,
- Corrente di uscita quando alimentato da un elemento AA: fino a 200 mA-300 mA,
- ========//========= da due elementi AA: 500mA-600mA.

Misure.
Per cominciare, misuriamo i consumi senza carico quando alimentati da 1 batteria AA, 2 e 3, come il lettore attento ha già intuito, batterie. Akki ha già funzionato, la tensione di ciascuno è di circa 1,25 V.

Il principio di funzionamento del dispositivo

I fori di montaggio si trovano negli angoli opposti. La tensione di uscita può essere regolata con un multimetro e un carico leggero. Ruotando il potenziometro in senso orario si aumenta la tensione di uscita. La tensione di uscita può essere influenzata se il cacciavite tocca il potenziometro, quindi l'uscita deve essere misurata senza alcun contatto con il potenziometro.

Avvertenza: fare attenzione a non utilizzare una tensione di ingresso che superi il valore della tensione di uscita, quindi si consiglia di regolare la tensione di uscita con una tensione di ingresso inferiore all'intervallo di uscita. Il limite assoluto della tensione di ingresso è circa il doppio del valore della tensione di uscita. Ad esempio, se l'uscita è 10V, un superamento di 20V in ingresso potrebbe danneggiare il regolatore. Una volta che l'ingresso supera il limite di uscita, la tensione di uscita aumenterà con la tensione di ingresso poiché l'ingresso è collegato all'uscita tramite un induttore e un diodo.

Il consumo di corrente del primo AA è di quasi 0,4 mA
Il consumo di corrente di 2 AA è di quasi 0,8 mA
Il consumo di corrente 3-AA è di quasi 1,9 mA

Come ridurre il consumo del convertitore stesso a 30 μA lo dirò e mostrerò un po 'più in basso.
Il consumo del convertitore al minimo è sicuramente un indicatore interessante, ma è molto più interessante come si comporta quando alimentato, ad esempio, da una lampada LED USB per 0,67 dollari, “come xiaomi”.
Vediamo.
La lampada, quando alimentata da una sorgente a 5 volt a tutti gli effetti (scusate la tautologia), consuma 200 mA.

Adesso accendiamo il Charger Doctor all'uscita del convertitore, accendiamo la lampada nel Charger Doctor, alimentiamo la struttura con un numero di batterie AA pari da 0 a 3.
Amiamo i risultati.
I risultati dei test con numero di batterie pari a 0, per ovvi motivi, non sono stati inclusi nella recensione.
Innanzitutto, la tensione di uscita:

Ora correnti:
La sessione fotografica delle misurazioni della corrente è stata effettuata con un'illuminazione più forte, quindi nelle fotografie sembra che la lampada brilli in modo diverso, infatti è la stessa.

Riepilogo tabella:

Le misurazioni non sono certamente complete, ma la tendenza può essere colta.
Si può notare che con un carico più o meno significativo e una bassa tensione di ingresso, non ci saranno 5 volt in uscita. Tuttavia, così come la corrente dichiarata. A mio avviso, l'opzione migliore per alimentare questo convertitore è una batteria al litio, quindi puoi aspettarti un'uscita 5V relativamente stabile.
Un lettore curioso può porre una domanda del tutto logica: “Beh, dove altro può essere applicata?
E mi sono preparato, ho la risposta qui, nello spoiler -

una delle possibili applicazioni.

Selezione della base dell'elemento

Efficienza tipica e corrente di uscita. Come mostrato nei grafici sopra, questi regolatori di commutazione sono efficienti dall'80% al 95% per la maggior parte delle combinazioni di tensione di ingresso, tensione di uscita e carico. La massima corrente di uscita che può essere raggiunta è approssimativamente proporzionale al rapporto tra le tensioni di ingresso e di uscita. Se la corrente di ingresso supera il limite di corrente dell'interruttore, 5 A, la tensione di uscita inizierà a diminuire. Inoltre, la corrente di uscita massima può essere influenzata da altri fattori, inclusa la temperatura ambiente, flusso d'aria e dissipazione del calore.

E questa opzione era Lampada a LED con sensore di movimento.

Un altro lettore schizzinoso (o forse questo è lo stesso curioso) può ragionevolmente obiettare: "Scusatemi, perché "coltivazione collettiva" questo dispositivo, quando il pavimento di aliexpress e un piccolo carrello di negozi online sono disseminati di lampade simili per $ 4 -5 $ ?!“ e sarà diritto.
Se avessi solo bisogno di illuminare una parte della stanza di notte quando qualcuno è apparso nell'area di copertura del sensore, lo comprerei sicuramente lì.
Ma nel mio caso, volevo davvero alleviare il prurito alle mani, verificare il concetto e la fattibilità dell'utilizzo di un tale convertitore per alimentare un dispositivo autonomo che funziona _senza spegnere l'alimentazione_. Aspetto esteriore, l'estetica, il design accurato non erano fattori decisivi nel processo di produzione.
A questo scopo, è stato utile:
- Una batteria al litio estratta da una batteria di un laptop che ha perso tutta la sua precedente agilità e si è trasformata in una pila di pezzi di ricambio,

- Luce di striscia LED evidenziando la matrice dello stesso sfortunato,

- Sensore di movimento, tipo HC-SR501,

- Fotoresistenza GL5528,

- connettore tipo PBS, dal quale separiamo accuratamente 3 contatti,

- Transistor NPN tipo BC546,547,847 o simile. Ho installato 2n3904.

- Resistenza 39 Ohm,

- Un po' di fili, pazienza, tempo libero e ovviamente l'eroe di questa recensione è un convertitore dc-dc, la cui foto al plurale e da varie angolazioni era più alta, quindi non ripeterò

In occasione operazione normale questo regolatore può diventare abbastanza caldo da bruciare. Prestare attenzione quando si maneggia questo prodotto o altri componenti ad esso collegati. Puoi farlo come dici con resistenza in serie se il consumo di ciò che stai per collegare è costante e non ti dispiace perdere un quarto dell'energia sotto forma di calore. Se quello che stai per collegare ha un consumo molto basso, se possibile. Se il consumo è davvero basso, anche se non costante, puoi realizzare un partitore di tensione.

Prima che tutto funzioni, vorrei chiarire le sfumature di alcuni dettagli.
Sensore di movimento, tipo HC-SR501. Si accende quando c'è un movimento di un oggetto che irradia calore all'interno della sua linea di vista. Ha due resistori di sintonia, con cui è possibile impostare la soglia di trigger e il tempo per mantenere attiva l'uscita dopo la scomparsa del fattore che ha causato il trigger. Il ponticello giallo seleziona una delle due modalità di funzionamento:
1 - Il sensore ha funzionato, l'uscita è stata attivata, è iniziato il conto alla rovescia del tempo impostato dalla resistenza, indipendentemente dalla presenza di movimento di calore nella zona di visibilità del sensore, il timer ha funzionato - l'uscita è stata disattivata. Trascorso il tempo di blocco (il sensore non risponde alle influenze), se c'è movimento, funzionerà di nuovo.
2 - Il sensore è intervenuto, l'uscita è attivata, è iniziato il conto alla rovescia del tempo, se c'è movimento nella zona di visibilità del sensore, il timer riparte fino a quando il movimento scompare, il movimento si è fermato, il tempo è scaduto, l'uscita è spento.
La posizione del ponticello mostrato qui nella foto corrisponde alla prima modalità operativa, quindi nel dispositivo finito - alla seconda.
Affinché il sensore non funzioni durante le ore diurne, è necessario saldare il fotoresistenza nel luogo previsto per la sua installazione, cerchiato in rosso.

La soluzione del partitore di tensione è simile, hai bisogno di due resistori uno è 3 volte più grande dell'altro e li metti in serie e le spine sono 12V quindi colleghi il tuo dispositivo alle estremità più resistenza. Funziona se il consumo del dispositivo collegato è molto basso. Puoi usare, ad esempio, uno da 60 e l'altro da 180 ohm, cioè due mezzi watt, almeno un pericolo minore. Non utilizzare questi sistemi per collegare dispositivi che consumano molto, perché la resistenza si riscalda proporzionalmente e può accendersi.

Ho deciso di utilizzare 5 LED dal nastro di retroilluminazione a matrice collegati in parallelo per la lampada. Guardando al futuro, dirò che in questa forma il loro consumo totale, limitato da una resistenza da 39Ω, è di circa 48mA, cioè meno di 10 mA per LED. È chiaro che per sempre è necessario inserire un resistore limitatore di corrente su ciascun LED, ma in questo progetto questo è ridondante. Inoltre, i LED funzionano almeno il 30 percento al di sotto del loro carico nominale, quasi non si riscaldano e sono fissati saldamente alla custodia con nastro biadesivo.

Se hai domande mandami Informazioni aggiuntive. Per prima cosa usi la legge di ohm in base al ricevitore e ottieni 90 ohm. L'amplificatore operazionale è uno dei componenti più utilizzati nel mondo dell'elettronica. Semplicità e versatilità concettuali sono le chiavi del suo ampio e variegato utilizzo. Inizialmente, gli amplificatori operazionali venivano utilizzati principalmente in circuiti composti discreti per implementare filtri o amplificare assiemi. Attualmente vengono riutilizzati o riprogettati in quanto le unità base sono facilmente integrabili in sistemi molto complessi, solitamente in blocchi costitutivi. difficoltà media come trasduttori, sintetizzatori, filtri, ecc.

Il turno è arrivato al convertitore. Come ricordiamo, da solo, alimentato da 3 AA (circa a partire dal 1° litio non completamente carico), consuma quasi 2 mA. Penso che questo sia molto per un dispositivo che dovrebbe funzionare il più a lungo possibile.
Puoi farcela saldando il LED o il suo resistore di limitazione della corrente.

In un modo così semplice, il consumo del convertitore dc-dc è sceso a 30 μA.

Lo scopo che utilizza questo elemento va dai dispositivi di misurazione a tutti i tipi di circuiti per computer e telecomunicazioni, passando per vari apparecchi elettrici, automobili - si può dire senza esagerare che il loro uso è quasi universale. In queste applicazioni, sono parte integrante della maggior parte dei fondamentali circuiti elettronici studiati presso il dipartimento, come convertitori analogico-digitale e digitale-analogico, oscillatori, griglie ad aggancio di fase, filtri analogici, circuiti optoelettronici e dispositivi di comunicazione periferici.

È tempo di mettere tutto insieme.
Poiché il segnale del controller del sensore di movimento ha un livello di 3,3 V e viene inviato al pin di uscita del connettore tramite un resistore da 1 kΩ, è impossibile collegare i LED direttamente ad esso. No, certo che puoi connetterti, ma non brilleranno. Affinché i LED si accendano, è necessario assicurarsi che una corrente sufficiente li attraversi per questo processo. La chiave sul transistor affronterà perfettamente questo compito.
Schematicamente si presenta così:

Ciò è dovuto al fatto che l'amplificatore non è pilotato o pilotato in modo positivo, o che la tensione di uscita sta cercando di superare le estremità dell'alimentazione del circuito lasciando un'area operativa lineare. Una delle seguenti espressioni deve essere vera in queste due zone.

Tipicamente, questo circuito viene utilizzato per confrontare due segnali e generare bit con informazioni corrispondenti all'ordine relativo dei valori di tensione dei segnali. Di solito uno dei livelli di tensione da confrontare è pressione costante. Lo schema a catena mostrato nella figura seguente è un circuito semplice e pratico.

Dopo diversi colpi di seghetto, trapano, lima, saldatore e pistola termica, questo progetto si è rivelato:

Il consumo totale in modalità standby è di circa 0,4 mA, quando attivato - 80-82 mA.

Amplificatore senza inverter

Questa montatura viene utilizzata per ridimensionare il segnale. Il segnale di ingresso viene moltiplicato per un guadagno negativo, quindi la polarità viene invertita. Questo assemblaggio è simile al precedente, tuttavia il segnale di ingresso viene quindi moltiplicato per un guadagno positivo in modo che la polarità non venga invertita. Pertanto, finché la tensione di uscita non raggiunge la tensione di alimentazione, si applicano le seguenti equazioni.

Il circuito integratore è un elemento fondamentale nell'implementazione dei filtri. Questo gruppo può essere analizzato molto semplicemente rispetto a un trasduttore. Pertanto, la tensione di uscita è proporzionale all'integrale della tensione di ingresso. Pertanto, la tensione di uscita è proporzionale e derivata dalla tensione di ingresso nel tempo.

Che dire... Il dispositivo è riuscito. È appeso al soffitto e funziona da quasi un mese. Durante la sera si accende più volte. La tensione sulla batteria è diminuita rispetto all'originale di poco meno di 0,1 V.

Il quadro sul muro è stato dipinto dalla moglie

In generale, raccolto, appeso e dimenticato. Solo a volte ti ricordi - beh, cosa c'è di speciale - i convertitori dc-dc, come i convertitori dc-dc.

Questo assieme viene utilizzato per aggiungere due o più segnali. Pertanto, a condizione che la tensione di uscita non raggiunga la tensione di alimentazione, sono valide le seguenti equazioni. Il comportamento è molto simile a quello di un convertitore. A quanto pare, l'uscita è la somma ponderata delle tensioni di ingresso.

Pertanto, si applicano le seguenti equazioni. L'uscita è una sottrazione ponderata delle tensioni di ingresso. Questa funzione può essere utilizzata nei sistemi di comunicazione per evitare possibili problemi commutazione a causa dell'esistenza di rumore sovrapposto al segnale di ingresso. La zona di isteresi evita le fluttuazioni nell'uscita del comparatore causate dal rumore che interessa la regione in cui avviene l'interruttore, perché crea un margine di protezione per questo rumore. La figura seguente mostra l'area critica.

Con un occhio alla tensione di ingresso, consiglio vivamente i convertitori, il venditore fortemente :)

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Convertitore a bassa potenza per alimentare il carico a 9 volt da Batteria agli ioni di litio 3,7 volt

La prima onda è un'onda sinusoidale senza rumore applicata all'ingresso del comparatore. La seconda onda rappresenta lo stesso ingresso con rumore ad alta frequenza. L'uscita di un normale comparatore cambierà a causa del rumore nel canale zero volt.

Assemblaggi inversi negativi

La dimensione della zona di isteresi deve tenere conto dell'ampiezza massima prevista del rumore, poiché un margine molto ampio introduce un notevole ritardo nella commutazione. Questi tipi di circuiti sono stabili e di solito operano al di fuori della regione di saturazione.

Collezioni con feedback positivo

Un altro esempio di feedback positivo è il comparatore avviato da Schmitt presentato in precedenza. Questo circuito ha due stati stabili e una zona di isteresi, a volte chiamata circuito bistabile.

Alcuni moderni dispositivi a bassa potenza consumano una corrente molto piccola (diversi milliampere), ma per la loro potenza richiedono una fonte troppo esotica: una batteria da 9 V, che è anche sufficiente per un massimo di 30 ... 100 ore di funzionamento del dispositivo. Sembra particolarmente strano ora, quando le batterie agli ioni di litio di vari gadget mobili sono quasi più economiche delle batterie stesse: le batterie. Pertanto, è naturale che un vero radioamatore cercherà di adattare le batterie per alimentare il suo dispositivo, e non cercherà periodicamente batterie "antiche".

L'errore di tensione di uscita associato a questa limitazione è inversamente proporzionale al valore del guadagno. Pertanto, sono generalmente dimensionati per ottenere un buon compromesso tra impedenza di uscita e consumo energetico. Questa limitazione determina spesso la risoluzione massima ottenibile.

Idealmente, i terminali di ingresso hanno un'impedenza molto alta, simile all'impedenza di ingresso di un voltmetro. Questa caratteristica li rende scelte ovvie quando si costruiscono circuiti di interfaccia, poiché non modificano in modo significativo il funzionamento del circuito controllato. La capacità di fornire corrente senza degradare la tensione di uscita si traduce in una bassa impedenza di uscita.

Se consideriamo un multimetro convenzionale (e popolare) come un carico a bassa potenza. M830, alimentato da un elemento del tipo "Korund", quindi per creare una tensione di 9 V, sono necessarie almeno 2-3 batterie collegate in serie, il che non ci soddisfa, semplicemente non staranno all'interno della custodia del dispositivo. Pertanto, l'unica via d'uscita è utilizzare una batteria e un convertitore boost.

La topologia di base di un amplificatore operazionale monostadio, come mostrato nella figura seguente, consiste in una coppia differenziale composta da due transistor con emettitori collegati. Questo tipo di configurazione è comunemente indicato come carico resistivo e viene presentato di fronte. La configurazione mostrata nei due esempi precedenti è un carico passivo.

Ora analizziamo la tensione di uscita in uno qualsiasi dei circuiti presentati. Questo metodo viene spesso utilizzato nei filtri attivi e presenta numerosi vantaggi rispetto all'utilizzo di una sola delle uscite. Per questo circuito valgono ugualmente le considerazioni fatte nei circuiti precedenti circa la corrente e lo stato dei transistori di una coppia differenziale.

Selezione della base dell'elemento

La soluzione più semplice è utilizzare il timer di tipo 555 (o la sua versione CMOS 7555) in convertitore di impulsi(i convertitori capacitivi non sono adatti, abbiamo troppa differenza tra le tensioni di ingresso e di uscita). Un ulteriore "plus" di questo microcircuito, ha un'uscita a collettore aperto, inoltre, una tensione sufficientemente alta in grado di resistere a tensioni fino a +18 V a qualsiasi tensione di alimentazione operativa. Grazie a ciò, è possibile assemblare un convertitore da letteralmente una dozzina di parti economiche e comuni (Fig. 1.6).

Riso. 1.6. Schema di un semplice convertitore

Il pin 3 del chip è una normale uscita a due stati, viene utilizzato in questo circuito per mantenere la generazione. Il pin 7 è un'uscita a collettore aperto in grado di resistere sovratensione, quindi può essere collegato direttamente alla bobina, senza un inseguitore di transistor. L'ingresso della tensione di riferimento (pin 5) viene utilizzato per regolare la tensione di uscita.

Il principio di funzionamento del dispositivo

Immediatamente dopo l'applicazione della tensione di alimentazione, il condensatore C3 si scarica, la corrente attraverso il diodo zener VD1 non scorre, la tensione all'ingresso REF del microcircuito è 2/3 della tensione di alimentazione e il ciclo di lavoro dell'uscita impulsi è 2 (cioè la durata dell'impulso è uguale alla durata della pausa), il condensatore C3 si carica alla massima velocità . Il diodo VD2 è necessario in modo che il condensatore scaricato C3 non influisca sul circuito (non riduca la tensione al pin 5), il resistore R2 "per ogni evenienza", per protezione.

Quando questo condensatore si carica, il diodo zener VD1 inizia ad aprirsi leggermente e la tensione sul pin 5 del microcircuito aumenta. Da ciò, la durata dell'impulso diminuisce, la durata della pausa aumenta, fino a quando non si verifica l'equilibrio dinamico e la tensione di uscita si stabilizza a un certo livello. Il valore della tensione di uscita dipende solo dalla tensione di stabilizzazione del diodo zener VD1 e può arrivare fino a 15 ... 18 V a una tensione più alta, il microcircuito potrebbe guastarsi.

Informazioni sui dettagli

La bobina L1 è avvolta su un anello di ferrite. K7x5x2 (diametro esterno - 7 mm, interno - 5 mm, spessore - 2 mm), circa 50 ... 100 giri con un filo con un diametro di 0,1 mm. Puoi prendere un anello più grande, quindi il numero di giri può essere ridotto, oppure puoi prendere un induttore industriale con un'induttanza di centinaia di microhenry (µH).

Il microcircuito 555 può essere sostituito con l'analogico domestico K1006VI1 o con la versione CMOS 7555 - ha un minor consumo di corrente (la batteria "durerà" un po' più a lungo) e una gamma di tensioni di funzionamento più ampia, ma ha un'uscita più debole (se il il multimetro richiede più di 10 mA, potrebbe non fornire una tale corrente, specialmente a una tensione di alimentazione così bassa) e a lei, come tutte le strutture CMOS, "non piace" l'aumento della tensione alla sua uscita.

Caratteristiche del dispositivo

Il dispositivo entra in funzione subito dopo il montaggio, tutta l'impostazione consiste nell'impostare la tensione di uscita selezionando il diodo zener VD1, mentre all'uscita deve essere collegata una resistenza da 3,1 kΩ (simulatore di carico) in parallelo con il condensatore C3 (simulatore di carico), ma non un multimetro!

È vietato accendere il convertitore con un diodo zener non saldato, quindi la tensione di uscita sarà illimitata e il circuito può "uccidersi". È inoltre possibile aumentare la frequenza operativa riducendo la resistenza del resistore R1 o del condensatore C1 (se funziona a una frequenza audio, si sente un cigolio ad alta frequenza). Se la lunghezza dei fili della batteria è inferiore a 10 ... 20 cm, un condensatore di alimentazione di filtraggio è opzionale oppure è possibile inserire un condensatore con una capacità di 0,1 uF o più tra i pin 1 e 8 del microcircuito.

Difetti individuati

In primo luogo, il dispositivo contiene due oscillatori (un oscillatore principale del chip ADC - convertitore analogico-digitale del dispositivo, il secondo generatore del convertitore) che funzionano alle stesse frequenze, ovvero si influenzeranno a vicenda (battito di frequenza ) e la precisione della misurazione si deteriorerà seriamente.

In secondo luogo, la frequenza del generatore del convertitore cambia costantemente a seconda della corrente di carico e della tensione della batteria (perché nel POS è presente un resistore - circuito di feedback positivo e non un generatore di corrente), quindi diventa impossibile prevederne e correggerne l'influenza . In particolare per un multimetro, l'ideale sarebbe un oscillatore comune per l'ADC e un convertitore con una frequenza operativa fissa.

La seconda versione del convertitore

Il circuito di un tale convertitore è leggermente più complicato ed è mostrato in Fig. 1.7.

Riso. 1.7. Schema del convertitore con frequenza operativa fissa

Un generatore è assemblato sull'elemento DD1.1, attraverso il condensatore C2 sincronizza il convertitore e attraverso C5 - il chip ADC. I multimetri più economici si basano sull'ADC a doppia integrazione ICL7106 o sui suoi analoghi (40 pin, 3,5 caratteri sul display), per sincronizzare questo microcircuito, è sufficiente rimuovere il condensatore tra i pin 38 e 40 (dissaldare la gamba dal pin 38 e saldare al pin 11DD1.1). Grazie al feedback attraverso un resistore tra i pin 39 e 40, il microcircuito può essere sincronizzato anche con segnali molto deboli con un'ampiezza di una frazione di volt, quindi i segnali a 3 volt dall'uscita DD1.1 sono abbastanza per il suo normale funzionamento .

A proposito, in questo modo è possibile aumentare la velocità di misurazione di 5 ... 10 volte, semplicemente aumentando la frequenza di clock. La precisione della misurazione praticamente non ne risente, peggiora di un massimo di 3 ... 5 unità della cifra meno significativa. Non è necessario stabilizzare la frequenza operativa per un tale ADC, quindi un oscillatore RC convenzionale è abbastanza sufficiente per la normale precisione di misurazione.

Sugli elementi DD1.2 e DD1.3 è assemblato un multivibratore in attesa, la cui durata dell'impulso, utilizzando il transistor VT2, può variare da quasi lo 0 al 50%. Nello stato iniziale, alla sua uscita (pin 6) c'è una "unità logica" (livello di alta tensione) e il condensatore C3 viene caricato attraverso il diodo VD1. Dopo l'arrivo di un impulso negativo di innesco, alla sua uscita compare la "punta" del multivibratore, uno "zero logico" (livello di bassa tensione), che blocca il multivibratore tramite il pin 2 di DD1.2 e apre il transistor VT1 tramite l'inverter su DD1 .4 In questo stato, il circuito sarà fino ad allora fino a quando il condensatore C3 non sarà scaricato - dopodiché lo "zero" al pin 5 di DD1.3 "rimetterà" il multivibratore nello stato di attesa (a questo punto C2 avrà tempo per caricare e ci sarà anche "1" al pin 1 di DD1.1), il transistor VT1 si chiuderà e la bobina L1 verrà scaricata sul condensatore C4. Dopo l'arrivo dell'impulso successivo, tutti i processi di cui sopra si ripeteranno nuovamente.

Pertanto, la quantità di energia immagazzinata nella bobina L1 dipende solo dal tempo di scarica del condensatore C3, cioè dalla forza di apertura del transistor VT2, che lo aiuta a scaricarsi. Maggiore è la tensione di uscita, più forte si apre il transistor; quindi, la tensione di uscita viene stabilizzata ad un certo livello, in funzione della tensione di stabilizzazione del diodo zener VD3.

Usato per caricare la batteria il convertitore più semplice su stabilizzatore lineare regolabile DA1. Devi solo caricare la batteria, anche con un uso frequente del multimetro, solo un paio di volte l'anno, quindi mettendone una più complessa e costosa qui regolatore di commutazione non ha senso. Lo stabilizzatore è impostato su una tensione di uscita di 4,4 ... 4,7 V, che viene ridotta di 0,5,0,7 V dal diodo VD5 ai valori standard per una batteria agli ioni di litio carica (3,9 ... 4,1 V) . Questo diodo è necessario affinché la batteria non venga scaricata tramite DA1 offline. Per caricare la batteria, è necessario applicare una tensione di 6 ... 12 V all'ingresso XS1 e dimenticarsene per 3 ... 10 ore. Con un'elevata tensione di ingresso (più di 9 V), il chip DA1 diventa molto caldo, quindi è necessario fornire un dissipatore di calore o abbassare la tensione di ingresso.

Come DA1 si possono utilizzare stabilizzatori a 5 volt KR142EN5A, EN5V, 7805 - ma poi, per smorzare la tensione "in eccesso", il VD5 deve essere composto da due diodi collegati in serie. I transistor in questo circuito possono essere utilizzati in quasi tutti n-p-n strutture, KT315B sono qui solo perché l'autore ne ha accumulati troppi.

KT3102, 9014, VS547, VS817, ecc. funzioneranno normalmente.I diodi KD521 possono essere sostituiti con KD522 o 1N4148, VD1 e VD2 dovrebbero essere BAV70 o BAW56 ideali per le alte frequenze. VD5 qualsiasi diodo (non Schottky) di media potenza (KD226, 1N4001). Il diodo VD4 è opzionale, è solo che l'autore aveva diodi zener a tensione troppo bassa e la tensione di uscita non ha raggiunto il minimo di 8,5 V, e ogni diodo aggiuntivo in connessione diretta aggiunge 0,7 V alla tensione di uscita.La bobina è la stessa come per il circuito precedente (100. ..200 µH). Lo schema per finalizzare l'interruttore del multimetro è mostrato in fig. 1.8.

Riso. 1.8. Schema elettrico miglioramenti dell'interruttore del multimetro

Il polo positivo della batteria è collegato al track-ring centrale del multimetro, ma colleghiamo questo anello al "+" della batteria. L'anello successivo è il secondo contatto dell'interruttore ed è collegato agli elementi del circuito del multimetro in 3-4 tracce. Queste tracce sul lato opposto della scheda devono essere interrotte e collegate tra loro, oltre che con l'uscita +9 V del convertitore. L'anello è collegato al bus di alimentazione del convertitore +3 V. Pertanto, il multimetro è collegato all'uscita del convertitore e con l'interruttore del multimetro accendiamo e spegniamo l'alimentazione del convertitore. Dobbiamo affrontare tali difficoltà a causa del fatto che il convertitore consuma un po 'di corrente (3 ... 5 mA) anche con il carico spento e la batteria verrà scaricata da tale corrente in circa una settimana. Qui spegniamo l'alimentazione del convertitore stesso e la batteria durerà per diversi mesi.

Non è necessario configurare un dispositivo correttamente assemblato da parti riparabili, a volte è sufficiente regolare la tensione con resistori R7, R8 (caricatore) e un diodo zener VD3 (convertitore).

Riso. 1.9 Opzioni PCB

La scheda ha le dimensioni di una batteria standard ed è installata nell'apposito vano. La batteria è posizionata sotto l'interruttore, di solito c'è abbastanza spazio, devi prima avvolgerla con diversi strati di nastro isolante o almeno del nastro adesivo.

Per collegare il connettore del caricabatterie nella custodia del multimetro, è necessario praticare un foro. La piedinatura per diversi connettori XS1 a volte è diversa, quindi potrebbe essere necessario modificare un po' la scheda.

In modo che la batteria e la scheda del convertitore non "pendano" all'interno del multimetro, devono essere premuti con qualcosa all'interno della custodia.

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