Convertitore per l'alimentazione di un multimetro digitale. Enciclopedia dell'elettronica radio e dell'ingegneria elettrica
Enciclopedia della radioelettronica e dell'elettrotecnica / Tecnologia di misurazione
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Tra i radioamatori e i professionisti, i multimetri digitali hanno guadagnato una grande popolarità grazie alla loro versatilità e al costo attualmente relativamente basso. Per alimentare tali dispositivi, di norma, viene utilizzata una batteria Krona da nove volt (6F22), il che non è molto conveniente, poiché queste batterie hanno una capacità ridotta, un'autoscarica evidente e, inoltre, un prezzo più elevato rispetto ad altre elementi. Il dispositivo proposto nella descrizione consentirà di evitare gli "svantaggi" di cui sopra e di far funzionare il multimetro utilizzando solo due elementi di tipo AA (R6).
Caratteristica dei multimetri digitali: basso consumo di corrente dall'alimentatore. Di seguito sono riportati i risultati della misurazione del consumo di corrente del multimetro (in mA) della serie M838 da una batteria 6F22 con una tensione di 9,0 V durante il funzionamento nelle modalità:
- Misura di correnti e tensioni continue e alternate a tutti i limiti, resistenza dei resistori entro 20 kOhm ... 2 MΩ e temperatura ...... 2,2
- Misura di resistenza al limite di 2 kOhm......2,3
- Misura della resistenza al limite di 200 Ohm......3,5
- Continuità, sonde in corto......4,5
- Misura di transistor hFF......fino a 9,5
Pertanto, il convertitore deve avere non solo un'elevata efficienza, ma anche una corrente di riposo minima in assenza di carico. Inoltre, il convertitore deve essere inserito nella custodia del multimetro per non comprometterne le prestazioni. Tenendo conto dei requisiti di cui sopra, è stato sviluppato un convertitore con le seguenti caratteristiche tecniche:
- Tensione di alimentazione, V......1,8...4
- Corrente di riposo, mA......3,4
- Massima corrente di carico, mA......20
- Frequenza di conversione, kHz......45. .85
- Ampiezza di ondulazione a una corrente di 10 mA, mV......30
- Instabilità relativa della tensione di uscita quando la tensione di alimentazione cambia entro 1,8 ... 4 V,%...... 7
La dipendenza della corrente consumata dal convertitore dalla corrente di carico è mostrata in fig. 1
L'influenza della corrente di carico sull'efficienza a valori fissi della tensione di alimentazione è mostrata in fig. 2.
Il circuito del convertitore è mostrato in fig. 3. Gli elementi C1, T1, R1, R2, VD1 e VT2 formano un oscillatore a ciclo singolo con retroazione induttiva. La frequenza di conversione dipende dall'induttanza della sezione 1-2 del trasformatore T1 e dalla capacità del condensatore C1. La presenza di una sezione aggiuntiva 4-5 raddoppia l'ampiezza degli impulsi all'anodo del diodo VD2. Questa soluzione ha leggermente migliorato l'efficienza di conversione e, soprattutto, ha permesso di raggiungere il livello richiesto di tensione costante all'uscita del convertitore con una tensione di alimentazione inferiore.
La tensione di uscita è stabilizzata dagli elementi VT1, R3, R4 e VD3. Non appena la tensione all'uscita del convertitore raggiunge la somma delle tensioni di rottura del diodo zener VD3 e la saturazione della transizione base-emettitore del transistor VT1, quest'ultimo, aprendosi, limita la corrente di base del transistor VT2 . Di conseguenza, la corrente del collettore del transistor VT2 diminuisce, l'aumento del flusso magnetico nel trasformatore è limitato, il che consente di mantenere la tensione di uscita a un determinato livello.
Un disegno di un circuito stampato e la disposizione degli elementi su di esso sono mostrati in fig. 4 (scala 1:1). Condensatori C1, C3, C5 - tipo ceramico K10-176 o simili importati. Il condensatore C1 deve avere un gruppo TKE non peggiore di M750 (preferibilmente M47). I resistori possono essere di qualsiasi tipo con una potenza di 0,125 o 0,25 watt. Diodo VD2 - qualsiasi diodo Schottky di dimensioni adeguate, ad esempio 1N5817, 1N5818, 1N5819. Non ha senso utilizzare un diodo al silicio convenzionale a causa di una notevole diminuzione dell'efficienza. Il diodo Zener VD2 può essere di qualsiasi tipo, con una tensione di stabilizzazione di 8 ... 8,5 V.
Transistor VT2 - 2T665A9, progettato per il montaggio superficiale, quindi le sue conclusioni devono essere estese con pezzi di filo di rame lunghi 7 ... 10 mm. Invece del transistor 2T665A9, è possibile utilizzare il transistor KT961 o KT961B, tuttavia, in questo caso, l'efficienza si deteriorerà, poiché la tensione di saturazione collettore-emettitore del KT961A è di 0,2 V superiore a quella del 2T665A9. Il transistor VT1 può essere sostituito con qualsiasi altra struttura n-p-n con un guadagno di corrente statica di almeno 100.
Il trasformatore T1 è realizzato sul circuito magnetico corazzato B14 in ferrite di grado M2000NM. L'avvolgimento 1-2 ha sette giri di filo LESHO 10x0,07, gli avvolgimenti 3-4 e 4-5 - 16 giri dello stesso filo. Le coppe del circuito magnetico sono incollate con colla BF-2 o BF-19 senza guarnizione dielettrica.
La regolazione del convertitore si riduce al controllo della tensione di uscita senza carico, che dovrebbe essere 8,9 ... 9,4 V. In caso contrario, è necessario selezionare un diodo zener VD2 con una tensione di stabilizzazione adeguata. Successivamente, è necessario verificare la capacità di carico del convertitore. Collegalo a un alimentatore da 1,9 V e termina l'uscita del convertitore con una resistenza da 910 ohm. Misurare la tensione di uscita, se differisce dalla tensione a vuoto di oltre il 7...10%, ridurre il valore della resistenza R1 e ripetere la misura. Se il convertitore descritto è installato nel multimetro M838, non è stato riscontrato alcun effetto del convertitore sulla precisione della misurazione.
Il posizionamento del convertitore e delle batterie all'interno del multimetro è mostrato in fig. 5.
Letteratura
- Pakhomov A. Convertitore per l'alimentazione di ricevitori radio. - Radio, 2000, n. 2, pag. 19.
- Biryukov S. Convertitore di tensione a bassa tensione. - Radio, 2002, n. 2, pag. 41,42.
- Bukreev S. S., Golovatsky V. A., Gulyakovich G. N. Fonti di alimentazione secondaria. - M.: Radio e comunicazione, 1983.
Autore: S. Belyaev, Tambov
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