Mababang Power Converter upang paganahin ang load 9 volts mula sa Li-ion na baterya 3.7 volts

Ang ilang mga modernong aparato na may mababang kapangyarihan ay kumonsumo ng napakaliit na kasalukuyang (ilang milliamps), ngunit para sa kanilang kapangyarihan ay nangangailangan sila ng masyadong kakaibang mapagkukunan - isang 9 V na baterya, na sapat din para sa maximum na 30 ... 100 na oras ng pagpapatakbo ng device. Mukhang kakaiba ngayon, kapag ang mga baterya ng Li-ion mula sa iba't ibang mga mobile na gadget ay halos mas mura kaysa sa mga baterya mismo - mga baterya. Samakatuwid, natural na susubukan ng isang tunay na radio amateur na iakma ang mga baterya upang mapalakas ang kanyang device, at hindi pana-panahong maghahanap ng mga "antigong" baterya.

Kung isasaalang-alang bilang mababang pagkarga ng kuryente maginoo (at sikat) multimeter. M830, na pinapagana ng isang elemento ng uri ng "Korund", pagkatapos ay upang lumikha ng isang boltahe ng 9 V, hindi bababa sa 2-3 baterya na konektado sa serye ay kinakailangan, na hindi angkop sa amin, hindi sila magkasya sa loob ng kaso ng aparato. Samakatuwid, ang tanging paraan ay ang paggamit ng isang baterya at isang boost converter.

Pagpili ng batayang elemento

Ang pinakasimpleng solusyon ay ang paggamit ng 555 type timer (o ang 7555 CMOS na bersyon nito) sa pulse converter(Hindi angkop ang mga capacitive converter, marami kaming pagkakaiba sa pagitan ng mga boltahe ng input at output). Ang isang karagdagang "plus" ng microcircuit na ito, mayroon itong open-collector output, bukod pa rito, isang sapat na mataas na boltahe na may kakayahang makatiis ng mga boltahe hanggang sa +18 V sa anumang operating supply boltahe. Salamat sa ito, posible na mag-ipon ng isang converter mula sa literal na isang dosenang mura at karaniwang mga bahagi (Larawan 1.6).

kanin. 1.6. Diagram ng isang simpleng converter

Pin 3 ng chip ay isang normal na dalawang-estado na output, ito ay ginagamit sa circuit na ito upang mapanatili ang henerasyon. Ang Pin 7 ay isang bukas na output ng kolektor na may kakayahang makatiis sobrang boltahe, kaya maaari itong direktang konektado sa coil, nang walang tagasunod ng transistor. Ang reference na boltahe input (pin 5) ay ginagamit upang ayusin ang output boltahe.

Ang prinsipyo ng pagpapatakbo ng aparato

Kaagad pagkatapos mailapat ang supply boltahe, ang capacitor C3 ay pinalabas, ang kasalukuyang sa pamamagitan ng zener diode VD1 ay hindi dumadaloy, ang boltahe sa REF input ng microcircuit ay 2/3 ng supply boltahe, at ang duty cycle ng output pulses ay 2 (iyon ay, ang tagal ng pulso ay katumbas ng tagal ng pag-pause), ang capacitor C3 ay naniningil sa maximum na bilis . Ang diode VD2 ay kinakailangan upang ang discharged capacitor C3 ay hindi makakaapekto sa circuit (hindi binabawasan ang boltahe sa pin 5), risistor R2 "kung sakali", para sa proteksyon.

Habang nag-charge ang kapasitor na ito, ang zener diode VD1 ay nagsisimulang bumukas nang bahagya, at ang boltahe sa pin 5 ng microcircuit ay tumataas. Mula dito, bumababa ang tagal ng pulso, tumataas ang tagal ng pag-pause, hanggang sa mangyari ang dynamic na equilibrium at ang output boltahe ay nagpapatatag sa isang tiyak na antas. Ang halaga ng output boltahe ay nakasalalay lamang sa stabilization boltahe ng zener diode VD1 at maaaring hanggang sa 15 ... 18 V sa mas mataas na boltahe, ang microcircuit ay maaaring mabigo.

Tungkol sa mga detalye

Ang coil L1 ay nasugatan sa isang ferrite ring. K7x5x2 (panlabas na lapad - 7 mm, panloob - 5 mm, kapal - 2 mm), humigit-kumulang 50 ... 100 lumiliko na may wire na may diameter na 0.1 mm. Maaari kang kumuha ng mas malaking singsing, pagkatapos ay maaaring bawasan ang bilang ng mga pagliko, o maaari kang kumuha ng pang-industriyang inductor na may inductance na daan-daang microhenries (µH).

Ang 555 microcircuit ay maaaring mapalitan ng domestic analogue K1006VI1 o sa CMOS na bersyon 7555 - mayroon itong mas kaunting kasalukuyang pagkonsumo (ang baterya ay "magtatagal" ng kaunti pa) at isang mas malawak na saklaw ng operating boltahe, ngunit mayroon itong mas mahina na output (kung ang multimeter ay nangangailangan ng higit sa 10 mA, maaaring hindi ito magbigay ng tulad ng isang kasalukuyang, lalo na sa tulad ng isang mababang supply boltahe) at siya, tulad ng lahat ng mga istraktura ng CMOS, "ay hindi gusto" ang tumaas na boltahe sa output nito.

Mga Tampok ng Device

Ang aparato ay nagsisimulang gumana kaagad pagkatapos ng pagpupulong, ang buong setting ay binubuo sa pagtatakda ng output boltahe sa pamamagitan ng pagpili ng zener diode VD1, habang ang isang 3.1 kΩ risistor (load simulator) ay dapat na konektado sa output na kahanay sa capacitor C3 (load simulator), ngunit hindi isang multimeter!

Ipinagbabawal na i-on ang converter na may unsoldered zener diode, kung gayon ang output boltahe ay magiging walang limitasyon at ang circuit ay maaaring "patayin" mismo. Maaari mo ring dagdagan ang dalas ng pagpapatakbo sa pamamagitan ng pagbabawas ng resistensya ng risistor R1 o capacitor C1 (kung ito ay gumagana sa isang dalas ng audio, isang mataas na dalas na langitngit ang maririnig). Kung ang haba ng mga wire mula sa baterya ay mas mababa sa 10 ... 20 cm, opsyonal ang isang filtering power supply capacitor, o maaari kang maglagay ng capacitor na may kapasidad na 0.1 uF o higit pa sa pagitan ng mga pin 1 at 8 ng microcircuit.

Natukoy na mga pagkukulang

Una, ang device ay naglalaman ng dalawang oscillator (isang master oscillator ng ADC chip - analog-to-digital converter ng device, ang pangalawang generator ng converter) na tumatakbo sa parehong mga frequency, iyon ay, makakaapekto sila sa isa't isa (frequency beat ) at ang katumpakan ng pagsukat ay seryosong masisira.

Pangalawa, ang dalas ng generator ng converter ay patuloy na nagbabago depende sa kasalukuyang pag-load at boltahe ng baterya (dahil mayroong isang risistor sa POS - positibong feedback circuit, at hindi isang kasalukuyang generator), kaya nagiging imposible na mahulaan at iwasto ang impluwensya nito . Partikular para sa isang multimeter, ang isang karaniwang oscillator para sa ADC at isang converter na may nakapirming dalas ng pagpapatakbo ay magiging perpekto.

Ang pangalawang bersyon ng converter

Ang circuit ng naturang converter ay bahagyang mas kumplikado at ipinapakita sa Fig. 1.7.

kanin. 1.7. Schematic ng converter na may nakapirming operating frequency

Ang isang generator ay binuo sa elemento ng DD1.1, sa pamamagitan ng capacitor C2 ito ay nag-orasan ng converter, at sa pamamagitan ng C5 - ang ADC chip. Karamihan sa mga murang multimeter ay batay sa ICL7106 double-integration ADC o mga analogue nito (40 pin, 3.5 character sa display), upang i-clock ang microcircuit na ito, kailangan mo lang alisin ang capacitor sa pagitan ng mga pin 38 at 40 (unsolder ang binti nito mula sa pin 38). at panghinang sa pin 11DD1.1). Salamat sa feedback sa pamamagitan ng isang risistor sa pagitan ng mga pin 39 at 40, ang microcircuit ay maaaring i-clock kahit na may napakahina na signal na may amplitude ng isang fraction ng isang bolta, kaya ang 3-volt signal mula sa DD1.1 output ay sapat na para sa normal na operasyon nito .

Sa pamamagitan ng paraan, sa ganitong paraan posible na dagdagan ang bilis ng pagsukat ng 5 ... 10 beses - sa pamamagitan lamang ng pagtaas ng dalas ng orasan. Ang katumpakan ng pagsukat ay halos hindi nagdurusa mula dito, lumalala ito ng maximum na 3 ... 5 mga yunit ng hindi bababa sa makabuluhang digit. Hindi kinakailangan na patatagin ang dalas ng pagpapatakbo para sa naturang ADC, kaya ang isang maginoo na RC oscillator ay sapat na para sa normal na katumpakan ng pagsukat.

Sa mga elemento ng DD1.2 at DD1.3, ang isang naghihintay na multivibrator ay binuo, ang tagal ng pulso kung saan, gamit ang transistor VT2, ay maaaring mag-iba mula sa halos 0 hanggang 50%. Sa paunang estado, sa output nito (pin 6) mayroong isang "lohikal na yunit" (mataas na antas ng boltahe), at ang kapasitor C3 ay sisingilin sa pamamagitan ng diode VD1. Pagkatapos ng pagdating ng isang nagti-trigger na negatibong pulso, ang multivibrator "tip", isang "logical zero" (mababang antas ng boltahe) ay lilitaw sa output nito, na hinaharangan ang multivibrator sa pamamagitan ng pin 2 ng DD1.2 at binubuksan ang transistor VT1 sa pamamagitan ng inverter sa DD1 .4 Sa ganitong estado, ang circuit ay hanggang doon hanggang sa ang capacitor C3 ay ma-discharge - pagkatapos nito ang "zero" sa pin 5 ng DD1.3 ay "i-tip" ang multivibrator pabalik sa standby na estado (sa oras na ito ay magkakaroon ng C2 oras na mag-charge at magkakaroon din ng "1" sa pin 1 ng DD1.1), magsasara ang transistor VT1 , at ilalabas ang coil L1 sa capacitor C4. Matapos ang pagdating ng susunod na pulso, ang lahat ng mga proseso sa itaas ay uulit muli.

Kaya, ang dami ng enerhiya na nakaimbak sa coil L1 ay nakasalalay lamang sa oras ng paglabas ng kapasitor C3, iyon ay, kung gaano kalakas ang bukas ng transistor VT2, na tumutulong dito na mag-discharge. Kung mas mataas ang output boltahe, mas malakas ang bubukas ng transistor; kaya, ang output boltahe ay nagpapatatag sa isang tiyak na antas, depende sa stabilization boltahe ng zener diode VD3.

Ginagamit para i-charge ang baterya ang pinakasimpleng converter sa isang adjustable linear stabilizer DA1. Kailangan mo lang i-charge ang baterya, kahit na madalas mong gamitin ang multimeter, ilang beses lang sa isang taon, kaya maglagay ng mas kumplikado at mahal dito. switching regulator walang saysay. Ang stabilizer ay nakatakda sa isang boltahe ng output na 4.4 ... 4.7 V, na ibinababa ng 0.5.0.7 V ng VD5 diode sa mga karaniwang halaga para sa isang naka-charge na baterya ng lithium-ion (3.9 ... 4.1 V) . Ang diode na ito ay kailangan upang ang baterya ay hindi ma-discharge sa pamamagitan ng DA1 offline. Upang singilin ang baterya, kailangan mong mag-aplay ng boltahe ng 6 ... 12 V sa XS1 input at kalimutan ang tungkol dito sa loob ng 3 ... 10 oras. Sa mataas na boltahe ng input (higit sa 9 V), ang DA1 chip ay nagiging sobrang init, kaya kailangan mong magbigay ng heat sink o babaan ang input voltage.

Bilang DA1, maaari mong gamitin ang 5-volt stabilizer KR142EN5A, EN5V, 7805 - ngunit pagkatapos, upang basain ang "labis" na boltahe, ang VD5 ay dapat na binubuo ng dalawang diode na konektado sa serye. Ang mga transistor sa circuit na ito ay maaaring gamitin sa halos anumang bagay n-p-n istruktura, KT315B ay narito lamang dahil ang may-akda ay naipon ng masyadong marami sa mga ito.

Ang KT3102, 9014, VS547, VS817, atbp. VD5 anumang diode (hindi Schottky) ng medium power (KD226, 1N4001). Ang VD4 diode ay opsyonal, ito ay lamang na ang may-akda ay may masyadong mababang boltahe zener diodes at ang output boltahe ay hindi umabot sa minimum na 8.5 V, at ang bawat karagdagang diode sa direktang koneksyon ay nagdaragdag ng 0.7 V sa output boltahe. Ang coil ay pareho tulad ng para sa nakaraang circuit (100. ..200 µH). Ang scheme para sa pagtatapos ng multimeter switch ay ipinapakita sa fig. 1.8.

kanin. 1.8. Diagram ng mga kable pagpapahusay ng multimeter switch

Ang positibong terminal ng baterya ay konektado sa gitnang track-ring ng multimeter, ngunit ikinonekta namin ang singsing na ito sa "+" ng baterya. Ang susunod na singsing ay ang pangalawang contact ng switch, at ito ay konektado sa mga elemento ng multimeter circuit sa 3-4 na mga track. Ang mga track na ito sa kabaligtaran ng board ay dapat na sira at konektado nang magkasama, pati na rin sa +9 V na output ng converter. Ang singsing ay konektado sa +3 V converter power bus. Kaya, ang multimeter ay konektado sa output ng converter, at gamit ang multimeter switch namin i-on at off ang kapangyarihan ng converter. Kailangan nating pumunta sa gayong mga paghihirap dahil sa ang katunayan na ang converter ay kumonsumo ng ilang kasalukuyang (3 ... 5 mA) kahit na ang pag-load ay naka-off, at ang baterya ay ilalabas ng naturang kasalukuyang sa halos isang linggo. Dito namin pinapatay ang kapangyarihan ng converter mismo, at ang baterya ay tatagal ng ilang buwan.

Ang isang aparato na wastong na-assemble mula sa mga serviceable na bahagi ay hindi kailangang i-configure, kung minsan kailangan mo lamang ayusin ang boltahe sa mga resistors R7, R8 (charger) at isang zener diode VD3 (converter).

kanin. 1.9 Mga Pagpipilian naka-print na circuit board

Ang board ay may mga sukat ng isang karaniwang baterya at naka-install sa naaangkop na kompartimento. Ang baterya ay inilalagay sa ilalim ng switch, kadalasan ay may sapat na espasyo, kailangan mo munang balutin ito ng ilang mga layer ng electrical tape o hindi bababa sa tape.

Upang ikonekta ang charger connector sa multimeter case, kailangan mong mag-drill ng isang butas. Ang pinout para sa iba't ibang XS1 connector ay minsan iba, kaya maaaring kailanganin mong baguhin nang kaunti ang board.

Upang ang baterya at ang converter board ay hindi "nakabitin" sa loob ng multimeter, kailangan nilang pinindot ng isang bagay sa loob ng kaso.

Tingnan ang iba pang mga artikulo seksyon.

Ang converter circuit ay ipinapakita sa Fig. Ang batayan ng device ay isang single-cycle na self-oscillator na may transformer coupling at reverse diode switching. Ang generator ng converter ay ginawa sa VT2. Ang germanium transistor ay may mababang saturation resistance, at tinitiyak nito ang madaling pagsisimula at normal na trabaho converter sa mababang boltahe ng supply. Sa VT1, ang base kasalukuyang stabilizer ng transistor VT2 ay binuo, na idinisenyo upang mabawasan ang pag-asa ng output boltahe sa pinagmumulan ng kapangyarihan. Ang VD1 at C1 ay bumubuo ng isang half-wave rectifier.

Kapag ang power supply ay bumaba sa 1.5V, ang output boltahe ng converter ay bababa lamang ng 20%. Ang dalas ng henerasyon ay 60 kHz at depende sa boltahe ng supply (boltahe ng supply 2V - 30 kHz).

Upang gawing simple ang disenyo at bawasan ang mga sukat, ang aparato ay hindi binuo sa isang naka-print na circuit board.

Mga Detalye:
Ang transpormer ay ginawa sa K20 * 10 * 5 magnetic circuit ng 2 nakadikit na ferrite ring ng 2000NM1 brand. Ang mga windings ay ginawa gamit ang PEV-2 0.57 wire at pantay na ipinamamahagi sa paligid ng circumference, I - 8 turns, II - 11 turns.
VT2 - GT122V na may koepisyent. makakuha ng hindi bababa sa 100, ngunit maaari rin itong palitan ng MP37A (38A).
VT1 - KP303 V (G D E)
* R1 - pagsasaayos ng boltahe ng output. Ang kasalukuyang pagkonsumo mula sa pinagmumulan ng kuryente (mga baterya) ay 36mA.

Panitikan:
Radio Magazine 02 2000 - Power converter para sa mga receiver.

• Mga katulad na artikulo

Madalas mo bang naranasan na kapag kailangan mo ng isang bagay nang madalian, hindi mo ito mahahanap? Iyan ang nangyari sa akin na may 9 volt na baterya para sa aking multimeter. At sa isang patay na baterya, nagsimula siyang walang kahihiyang magsinungaling ng patotoo. Ang paglilipat ng multimeter sa isang lithium 18650 na baterya ay makakatulong sa iyo na mapupuksa ang gayong problema!

Upang gawin ito, kailangan naming maghinang ng 3.7 V - 9 V boost converter, pati na rin makakuha ng 18650 na baterya (maaari mong i-disassemble ang isang hindi kinakailangang baterya mula sa isang laptop o mula sa isang kotse Modelo ng Tesla S, may mga pareho).

Hakbang 1. Paglilipat ng multimeter sa baterya. Inaayos namin ang lugar sa ilalim ng 18650.

Una kailangan nating ilagay ang lahat ng mga elemento sa loob ng multimeter case. Upang gawin ito, inilapat namin ang baterya sa lugar at nakita ang lahat ng mga nakakasagabal na elemento ng plastik ng kaso. Huwag kalimutang mag-drill ng butas para sa connector ng pag-charge ng baterya.

Hakbang 2. Step-up voltage converter.

Ngayon kailangan nating maghinang ng boost converter na magtataas ng boltahe ng baterya mula 3.7 hanggang 9 volts. Binuo ko ito sa MC34063A chip. Narito ang kanyang datasheet. Ang mga halaga ng mga elemento ay hindi masyadong kritikal sa mga tuntunin ng mga halaga tulad ng ginamit ko pag-tune ng risistor, kung saan maaari mong tumpak na itakda ang boltahe na kailangan namin sa 9 volts.

Narito ang listahan ng mga sangkap:

• 1 18650 Lithium na baterya
• 1 DC connector
• 1 22k o 27k na risistor
• 1 180 ohm risistor
• 1 10k o 5k variable na risistor
• 1 22uF o 47uF electrolytic capacitor
• 1 100uF electrolytic capacitor
• 1 10pF hanggang 50pF ceramic capacitor
• 1 MC34063A
• 1 IN5819 diode
• 1 170uH inductance.

Mula sa link na ito maaari mong i-download ang disenyo ng PCB sa Eagle format.

Hakbang 3. Pinagsasama-sama ang lahat.

Dito kailangan mong maghinang ng kaunti.

Ihinang ang center pin ng power connector sa positibong terminal ng baterya.

Ihinang ang side contact ng power connector sa negatibong terminal ng baterya.

Mula dito, ihinang namin ang wire sa negatibong input ng converter.

Ihinang ang positibong terminal ng baterya sa hindi nagamit na terminal sa switch ng multimeter.

Ihinang ang wire mula sa kabilang panig ng multimeter switch sa positibong input ng transducer.

Ngayon maghinang ang mga wire mula sa 9V power input ng multimeter sa mga output terminal ng converter.

Ayusin ang boltahe ng output ng converter sa 9 volts gamit ang trimmer.

Pagkatapos ay i-assemble ang multimeter pabalik! Ang paglipat ng multimeter sa baterya ay maaaring ituring na kumpleto.

Ngayon ay hindi mo na kailangang bumili ng mga baterya ng Kron para sa iyong multimeter, kailangan mo lang i-charge ang baterya nito.

Sa pakikipag-ugnayan sa