Пролог.

У меня есть два мультиметра, и оба имеют один и тот же недостаток – питание от батареи напряжением 9-ть Вольт типа «Крона».

Всегда старался иметь в запасе свежую 9-тивольтовую батарею, но, почему-то, когда требовалось что-то измерить с точностью выше, чем у стрелочного прибора, «Крона» оказывалась либо неработоспособной, либо её хватало всего на несколько часов работы.

Порядок намотки импульсного трансформатора.

Намотать прокладку на кольцевой сердечник столь малых размеров очень сложно, а мотать провод на голый сердечник неудобно и опасно. Изоляция провода может повредиться об острые грани кольца. Чтобы предотвратить повреждение изоляции, притупите острые кромки магнитопровода, как описано .

Чтобы во время укладки провода, витки не «разбегались», полезно, покрыть сердечник тонким слоем клея «88Н» и просушить до намотки.

Вначале мотаются вторичные обмотки III и IV (см. схему преобразователя). Их нужно намотать сразу в два провода. Витки можно закрепить клеем, например, «БФ-2» или «БФ-4».

У меня не нашлось подходящего провода, и я вместо провода расчётного диаметра 0,16мм использовал провод диаметром 0,18мм, что привело к образованию второго слоя в несколько витков.

Затем, так же в два провода, мотаются первичные обмотки I и II. Витки первичных обмоток также можно закрепить клеем.

Преобразователь я собрал методом навесного монтажа, предварительно связав х/б нитью транзисторы, конденсаторы и трансформатор.

Вход, выход и общую шину преобразователя вывел гибким многожильным проводом.

Настройка преобразователя.

Настройка может потребоваться для установки необходимого уровня выходного напряжения.

Я так подобрал количество витков, чтобы при напряжении на аккумуляторе 1,0 Вольт, на выходе преобразователя было около 7 Вольт. При этом напряжении, в мультиметре зажигается индикатор разряда батареи. Таким образом, можно предотвратить слишком глубокий разряд аккумулятора.

Если вместо предложенных транзисторов КТ209К будут использованы другие, тогда придётся подобрать количество витков вторичной обмотки трансформатора. Это связано с разной величиной падения напряжения на p-n переходах у различных типов транзисторов.

Я испытывал эту схему на транзисторах КТ502 при неизменных параметрах трансформатора. Выходное напряжение при этом снизилось на вольт или около того.

Если генерация не возникает, проверьте фазировку всех катушек. Точками на схеме преобразователя (см. выше) отмечено начало каждой обмотки.

Чтобы не возникало путаницы при фазировке катушек кольцевого магнитопровода, примите за начало всех обмоток, например , все выводы выходящие снизу, а за конец всех обмоток, все выводы выходящие сверху.

Окончательная сборка импульсного преобразователя напряжения.

Перед окончательной сборкой, все элементы схемы были соединены многожильным проводом, и была проверена способность схемы принимать и отдавать энергию.

Для предотвращения замыкания, импульсный преобразователь напряжения был со стороны контактов заизолирован силиконовым герметиком.

Затем все элементы конструкции были размещены в корпусе от «Кроны». Для того, чтобы передняя крышка с разъёмом не утапливалась внутрь, между передней и задней стенками была вставлена пластинка из целлулоида. После чего, задняя крышка была закреплена клеем «88Н».

Для зарядки модернизированной "Кроны" пришлось изготовить дополнительный кабель со штекером типа Джек 3,5мм на одном из концов. На другом конце кабеля, для снижения вероятности короткого замыкания, были установлены стандартные приборные гнёзда, вместо аналогичных штекеров.

Доработка мультиметра.

Мультиметр DT-830B сразу же заработал от модернизированной «Кроны». А вот тестер M890C+ пришлось немного доработать.

Дело в том, что в большинстве современных мультиметров задействована функция автоматического отключения питания. На картинке показана часть панели управления мультиметра, где обозначена данная функция.

Схема автоотключения (Auto Power Off) работает следующим образом. При подключении батареи, заряжется конденсатор С10. При включении питания, пока конденсатор C10 разряжается через резистор R36, на выходе компаратора IC1 удерживается высокий потенциал, что приводит к отпиранию транзисторов VT2 и VT3. Через открытый транзистор VT3 напряжение питания и попадает в схему мультиметра.

Как видите, для нормальной работы схемы, нужно подать питание на С10 ещё до того, как включится основная нагрузка, что невозможно, так как наша модернизированная «Крона», напротив, включится только тогда, когда появится нагрузка.

В общем, вся доработка заключалась в установке дополнительной перемычки. Для неё я выбрал место, где это было сделать удобнее всего.

К сожалению, обозначения элементов на электрической схеме не совпали с обозначениями на печатной плате моего мультиметра, поэтому точки для установки перемычки нашёл так. Прозвонкой выявил нужный вывод выключателя, а шину питания +9V определил по 8-ой ножке операционного усилителя IC1 (L358).

Мелкие подробности.

Сложно было приобрести всего один аккумулятор. Их в основном продают, либо парами, либо по четыре штуки. Однако некоторые комплекты, например, «Varta», поставляются по пять аккумуляторов в блистере. Если Вам повезёт так же, как и мне, то Вы сможете разделить с кем-нибудь такой комплект. Аккумулятор я купил всего за 3,3$, тогда как одна «Крона» стоит от 1$ до 3,75$. Есть, правда, ещё «Кроны» и по 0,5$, но те и вовсе мёртворождённые.

Во многих случаях бывает удобно преобразовать 1.5 вольта в 5 вольт. Тогда можно питать микроконтроллер или светодиод от одной батарейки формата AA или AAA. Это легко сделать с помощью специализированных микросхем, таких как MAXIM MAX1674 или MAX7176. Это повышающий DC-DC преобразователь, который преобразует напряжения от 0.7 В в любое в диапазоне от 2 В до 3,5 В. MAX1676 также имеет выводы для фиксированного напряжения 3.3 В и 5 В, что повышает удобство интеграции с 3.3- 5-ти вольтовыми схемами. Микросхема может рассеивать мощность до 444 мВт.

На рисунке показа схема преобразователя с 1.5 вольта в 5 вольт.

Допустим, нам нужен максимальный выходной ток 300 мА, тогда мы должны приложить некоторые усилия. Поскольку выходная мощность будет 5 В·0.3 А=1.5 Вт. Допустим, КПД преодразователя равен 100%, тогда мощность, отбираемая от батареи будет тоже 1.5 Вт. При напряжении в 1.5 В это будет ток 1A. Не все батарейки могут дать такой ток . Другая важная деталь - это дроссель. Нам необходим дроссель с высоким током насыщения, что увеличивает габариты устройства.

• Если ток больше 300mA, индуктивность дросселя равна 47мкГн;
• Если ток больше 120mA, индуктивность дросселя равна 22мкГн;
• Если ток больше 70mA, индуктивность дросселя равна 10мкГн;

В нашем случае вывод FB микросхемы MAX1614 соединен с землей, поэтому выходное напряжение равно 5 В. Если вывод FB соединить с выводом OUT то выходное напряжение будет 3.3 В. Если на вывод FB подать напряжение, промежуточное между выводами OUT и землей (например, через делитель на потенциометре), то выходное напряжение можно регулировать в диапазоне от 3.3 В до 5 В. Наибольший КПД преобразователя достигается на токе 120mA и равен 94%.

Данный преобразователь может пригодиться вам в самых разнообразных устройствах, где требуется питание от девятивольтовой кроны: это и мультиметры и электронные игрушки и медицинские приборы. Удобно использовать преобразователь совместно с пальчиковым аккумулятором, тогда вам не придется покупать дорогие девятивольтовые аккумуляторы.

Схема стабилизированного преобразователя:

Принцип работы:

Устройство представляет собой однотактный генератор с емкостной положительной обратной связью 9. Повышающий автотрансформатор Т1 включен в коллекторную цепь VT2. В данной схеме выпрямительный диод VD1 используется в обратном включении, т.е. когда VT2 открыт к обмотке автотрансформатора прикладывается напряжение питания Un и в результате появляется импульс напряжения на выходе автотрансформатора. Но диод VD1, который включен в обратном направлении в это время закрыт и нагрузка от преобразователя отключена.

В момент паузы, когда закрывается транзистор, напряжение на трансформаторе изменяется на обратное, которое открывает диод VD1 и к нагрузке прикладывается выпрямленное напряжение. При последующих циклах, при запирании транзистора VT2, разряжаются конденсаторы фильтра (С4, С5) через нагрузку, обеспечивая тем самым протекание постоянного тока. Роль дросселя сглаживающего фильтра играет индуктивность повышающей обмотки автотрансформатора.

Чтобы устранить подмагничивание сердечника Т1 постоянным током транзистора VT2 за счет включения параллельно его обмотке конденсаторов С2 и СЗ используется перемагничивание сердечника, одновременно эти конденсаторы являются делителем напряжения обратной связи. в момент закрывания транзистора VT2, конденсаторы С2 и СЗ через обмотку 1-2 разряжаются в течение короткой паузы и тем самым перемагничивают током разряда сердечник Т1 .Конденсаторами С2,С3 и индуктивностью обмотки 1-2 трансформатора определяется время открытого состояния транзистора VT2. Напряжение на базе транзистора VT 1 определяет частоту генерации. ООС по постоянному напряжению посредством R2 стабилизирует выходное напряжение. При понижении выходного напряжения происходит увеличение частоты генерируемых импульсов, длительность импульсов при этом остается одинаковой. В следствие увеличения частоты подзарядки конденсаторов С4 и С5 происходит компенсация падения напряжения на нагрузке. Когда выходное напряжение увеличивается,то частота генерации наоборот становится меньше.

Для повышения экономичности необходимо использовать транзисторы VT1 и VT2 с большим коэффициентов усиления.Для изготовления автотрансформатора нужно будет намотать обмотку на ферритовом кольце 10х6х2 мм (2000НМ) которая содержит 300 витков с отводом от 50-го витка(считать от заземленного вывода) Провод следует применить - ПЭЛ-0,08. Диод VD1 следует использовать высокочастотный и с малым обратным током. Выбор остальных деталей не критичен, но желательно в целях компактности устройства использовать малогабаритные детали.Печатная плата устройства:

После монтажа и настройки необходимо будет закрыть детали преобразователя экраном из жести или фольги.Настройка:Схема достаточно проста и правильно собранный преобразователь будет работать сразу после включения если вы не допустили ошибок при его изготовлении. Настройка заключается лишь в подборе резистора R2 которым нужно установить выходное напряжение на уровне 9 вольт.

В данной статье представлен малогабаритный DC/DC преобразователь 1.5 В-5 В/12 В, построенный на микросхеме LT1073. Эта микросхема имеет три модификации, в зависимости от выходного напряжения. Два с фиксированным выходом 5 В и 12 В,а другой уже с регулируемым выходным напряжением.

Регулировка осуществляется с помощью делителя напряжения из 2-х резисторов между “землей”, выходом и выводом 8, который внутри микросхемы соединен с компаратором, ответственным за стабилизацию выходного напряжения.

Внутренняя конструкция LT1073 позволяет сконструировать малогабаритный DC/DC преобразователь с низким рабочим напряжением 1В и малым потреблением 95 мкА в режиме холостого хода. Если у вас нет под рукой измеритель индуктивности, то сделать индуктивную часть дросселя затруднительно, но эту проблему можно обойти.

На фотографии разобранной энергосберегающей лампы видно, что с платы можно снять тороидальный сердечник. Для получения 82 мкГн на нем надо намотать 7 витков эмалированного медного провода диаметром 0.3 мм.

Другой вариант заключается в использовании тороидального сердечника FERROXCUBE, Farnell код 178-504 с размерами 13,25 x 7, 35 x 5, 7 мм, класс 3C85, величиной AL =1000 (мкГн /100 витков). При намотке 8 витков будем иметь 90 мкГн.

Так как конденсатор, рекомендуемый производителем, оказался немного дефицитным, я использовал танталовый конденсатор из другого источника питания, и получил на выходе низкие пульсации. И последнее, но не менее важное, что диод должен быть быстрым, т.е. не подойдут выпрямительные типа 1N4002.

Следует отметить, что вы всегда можете скачать полную информацию с сайта производителя микросхемы, где также приведены несколько способов применения.