Fonte de alimentação do multímetro M-832 a partir de duas baterias. Enciclopédia de rádio eletrônica e engenharia elétrica

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O autor propõe uma maneira de alimentar os multímetros populares da série M-83x (DT-83x) a partir de duas baterias de níquel-metal hidreto AA de alta capacidade, que podem estender significativamente o tempo de operação dos dispositivos sem desligar a energia.

Em minha prática de rádio amador, uso um multímetro digital M-832 para medições. A principal desvantagem de tais dispositivos é a falta de um interruptor de energia separado. Portanto, para não entrar em uma situação triste devido à curta duração do funcionamento de uma bateria galvânica de nove volts, quando esqueci de desligar a energia várias vezes e o "Krona" já "sentou", você tem manipular constantemente a chave do modo de operação e o limite de medição, ligando e desligando o aparelho. Nesse caso, os contatos do interruptor estão sujeitos a um desgaste significativo. Gostaria de não desligar o multímetro de jeito nenhum, deixando a chave do tipo de medição na posição de trabalho, a mais utilizada, o que vai prolongar a vida útil da chave, e o multímetro estará sempre em estado de prontidão para a próxima medição.

Substituir a bateria galvânica por uma bateria recarregável não resolve o problema. Em primeiro lugar, requer carregamento frequente devido à baixa capacidade das coroas "recarregáveis". Em segundo lugar, a bateria falhará rapidamente se não forem tomadas medidas para desconectá-la do dispositivo operacional quando totalmente descarregada. para O multímetro é alimentado por duas baterias AA de níquel-metal hidreto com capacidade de 2,7 Ah, colocadas em um compartimento de bateria padrão, e uma tensão de 9 V é obtida de um conversor de tensão. carregamos o telefone com muito mais frequência.Claro , o conversor está equipado com um nó que desliga a energia quando as baterias estão descarregadas.

Fig. 1

O esquema do dispositivo é mostrado na fig. 1. Nos transistores de efeito de campo VT1 e VT2 com baixas tensões de limiar, é montada uma chave eletrônica que desliga a bateria quando ela é descarregada para 2 V [1]. Os transistores são conectados de acordo com o conhecido esquema de "trava" do gatilho. Quando você pressiona o botão SB1, o transistor VT2 abre primeiro e depois o VT1. A partir da tensão de saída do interruptor (no dreno VT1), igual à tensão em sua entrada (fonte VT1), o transistor VT2 é mantido aberto até que a tensão no divisor resistivo R3R4 caia para seu valor limite. Se a tensão for menor que o limite, ambos os transistores fecharão devido ao feedback positivo, o que levará à desconexão da bateria. A corrente consumida pelo conversor neste caso é praticamente zero.

O botão SB1 é usado para ligar o conversor após a instalação da bateria ou após o carregamento, se foi desligado quando estava totalmente descarregado e também se, após desconectar as baterias descarregadas, várias medições são necessárias com urgência antes de colocar a bateria em funcionamento cobrar. Para isso, um capacitor C1 é conectado entre os terminais de porta e fonte do transistor VT1 e em paralelo com o resistor R1. Quando o VT2 fecha quando a tensão da bateria é inferior a 2 V, o capacitor, descarregando pelo resistor R1, mantém o transistor VT1 aberto por várias dezenas de segundos, o que permite fazer várias medições com baterias descarregadas pressionando periodicamente o botão. O tempo de atraso de desligamento é diretamente proporcional à capacitância do capacitor C1 e pode ser alterado para cima ou para baixo.

Um dobrador de tensão é montado no chip DA1 de acordo com um esquema típico. Na saída (pino 5) de DA1, a tensão é -8 V em relação ao pino 5. A eficiência deste conversor em uma corrente de carga baixa (alguns miliamperes), como você sabe, é próxima de 100% [2], e com uma tensão de entrada de 2,5 V, própria consumida por tal conversor, a corrente não ultrapassa 25 μA. A tensão de saída do dobrador no DA1 é novamente elevada para -9 V, necessária para a operação do chip ADC (ICL7106), pelo conversor montado no chip DD1, e é alimentada no pino ADC 26 (-9 V).

Depois que a energia é fornecida pela bateria, uma tensão de -5 V através dos diodos VD1, VD2 é fornecida ao pino 26 do ADC. Seu gerador de clock embutido é lançado, pulsos retangulares do pino 38 são alimentados na entrada de DD1 - o gatilho Schmitt. Este chip pertence à série CMOS de alta velocidade com maior capacidade de carga [3]. Sua saída é carregada em um retificador com duplicação de tensão, montado nos diodos VD1, VD2 e nos capacitores C5, C6, em cuja saída é formada uma tensão de -5 V a partir de -9 V. A eficiência deste conversor depende apenas do queda de tensão nos diodos Schottky VD1, VD2 na corrente de carga acima. A corrente consumida pelo gatilho Schmitt é de aproximadamente 10 ... 20 μA e depende apenas da duração das mudanças de pulso do gerador de relógio ADC. Outra solução de circuito, segundo o autor, será menos econômica.

Fig. 2

A fonte de alimentação é montada em uma placa de circuito impresso de fibra de vidro revestida em um dos lados (Fig. 2), colocada no compartimento do multímetro destinado à bateria de alimentação. Todos os elementos são para montagem em superfície, com exceção do chip DA1, que pode estar no pacote não apenas SOIC, mas também PDIP (DIP-8), para o qual os respectivos contatos são fornecidos na placa.

A placa foi projetada para instalar resistores de tamanho 1206, capacitores C1, C2, C4 - tamanho B, C3 - 1206, C5, C6 - 0805. Os diodos Schottky BAT54WS (VD1, VD2) podem ser substituídos por quaisquer similares com uma corrente reversa de não superior a 2 μA e uma capacitância inferior a 5 pF a uma tensão reversa de 5 V. Transistor IRLML2244TR (VT1) - com uma resistência de canal não superior a 0,5 Ohm a uma tensão de porta-fonte de 2 V, é substituído , por exemplo, Si2301BDS, IRLML6402TR, VT2 - qualquer transistor de baixa potência com uma tensão limite não superior a 2 V , exceto o indicado no diagrama, por exemplo, IRLML6346TR é adequado.

O chip NC7SZ14 (Dd 1) pode ser substituído por um microcircuito 4093V ou 40106V importado, bem como pelos KR1561TL1, KR1561TL2 domésticos. Sua inclusão é mostrada na Fig. 3, enquanto o pino 14 do microcircuito deve ser conectado na linha 0 V, e o pino 7 na linha -5 V. A placa de circuito impresso, obviamente, terá que ser finalizada.

Fig. 3

O chip DA1, produzido por diversas empresas, é mais acessível com a sigla inicial ICL. As cópias adquiridas pelo autor (tanto nos pacotes SOIC quanto PDIP) com a letra Z no final da designação do chip (por exemplo, ICL7660ACBAZ) tinham o dobro da impedância de saída (com uma tensão de entrada de 2,5 V - cerca de 200 versus 90.100 Ohm sem a letra Z). Instâncias com esta impedância de saída podem ser instaladas na fonte de alimentação se a corrente consumida pelo ADC não ultrapassar 0,6 mA (geralmente cerca de 1 mA) ou se for instalado um ADC mais econômico, por exemplo ICL7126.

Fig. 4

O bloco se encaixa facilmente no corpo do dispositivo (Fig. 4). Para carregar a bateria GB1, o soquete DS-313 (XS1) e a chave tátil TC-0403 (SB1) são fixados na placa do dispositivo com cola. Em frente a eles, dois furos são feitos na parede lateral do gabinete.

O ajuste se resume a definir o resistor de desligamento R3 após o aparecimento de uma mensagem estável e brilhante no indicador do multímetro sobre a bateria fraca na forma de caracteres BAT (em outros modelos, há LO BAT, LOW BAT). Com uma tensão nominal da bateria de 2,5 V, a tensão de alimentação ADC também deve ser medida. Se ultrapassar 1 V entre os pinos 26 e 9,3, o que é possível se o dispositivo tiver um ADC com consumo de corrente inferior a 0,3 mA, um dos diodos VD1 ou VD2 deve ser substituído por qualquer silício de baixa potência, por exemplo 1N4148W , para obter a tensão necessária. Caso o gerador de clock do ADC não inicie, o que é bem possível, é necessário conectar a saída 37 "TEST" do ADC (ver Fig. 1) à linha -5 V.

Literatura

1. Glibin S. Interruptor de alimentação eletrônico. - Rádio, 2011, nº 1, p. 54.
2. Conversores de Super Tensão ICL7660S, ICL7660A. - URL: intersil.com/content/dam/Intersil/documents/fn31/fn3179.pdf.
3. NC7SZ14 TinyLogic UHS Inverter com Schmitt Trigger Input. - URL: fairchildsemi.com/ds/NC/NC7SZ14.pdf.

Autor: S. Glibin

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