Site Loader
Posted on 16.06.2023

Компромиссный (цена/качество) импульсный стабилизатор

Главная>Статьи>Компромиссный (цена/качество) импульсный стабилизатор

Импульсные стабилизаторы напряжения (ИСН) пользуются большой популярностью у радиолюбителей. В последние годы такие устройства строят на базе специализированных микросхем, полевых транзисторов и диодов Шоттки. Благодаря этому технические характеристики ИСН значительно улучшились, особенно КПД, который «перевалил» за 90 %, при одновременном упрощении схемотехники. Однако и стоимость деталей для сборки такого ИСН возросла во много раз. Описываемый в статье ИСН — результат поиска компромисса между качественными показателями, сложностью и ценой.

Предлагаемый ИСН построен по схеме с самовозбуждением. Он обладает достаточно высокими эксплуатационными характеристиками и надежностью, имеет защиту от перегрузок и коротких замыканий выхода, а также от появления на выходе входного напряжения в случае аварийного пробоя регулирующего транзистора.

Принципиальная схема ИСН изображена на рис. 1. Его основа — распространенный ОУ КР140УД608А. В отличие от многих устройств подобного назначения, для слежения за выходным напряжением и током перегрузки используется общая цепь ООС, образуемая транзистором VT4, а в качестве датчика тока используется катушка индуктивности L2 (активная составляющая ее сопротивления), которая одновременно является частью LC-фильтра (L2C3), уменьшающего пульсации выходного напряжения. Выходное напряжение определяют стабилитрон VD2 и эмиттерный переход транзистора VT4: Uвых = Uбэ VT4 + UVD2, а ток перегрузки — нормируемое активное сопротивление катушки индуктивности L2: lcpa6 = Uбэ VT4/Rl2- Все это позволило в какой-то мере упростить ИСН, уменьшить пульсации выходного напряжения и увеличить КПД благодаря совмещению датчика тока с LC-фильтром. Недостаток такого схемного решения — несколько завышенное выходное сопротивление устройства.

Основные технические характеристики ИСН следующие (получены с использованием ЛАТРа, понижающего трансформатора ~220/~18 В и двухполупериодного выпрямителя со сглаживающим конденсатором):

выходное напряжение при отсутствии нагрузки -12,5, при токе нагрузки 4 А- 12 В; ток срабатывания защиты (переход в режим стабилизации тока) — 4,5 А; напряжение пульсаций при емкости сглаживающего конденсатора выпрямителя 4700 мкФ — 16, при емкости, вдвое большей (2×4700 мкФ), — 8 мВ (измерено милливольтметром ВЗ-38). При оценке пульсаций с помощью осциллографа на выходе наблюдались практически только пульсации входного напряжения частотой 100 Гц (в первом случае размахом 50, во втором — 25 мВ), импульсы же с частотой преобразования практически полностью подавлялись LC-фильтром; частота преобразования при токе нагрузки 4 А — около 20 кГц; потребляемый ток — 10 мА; КПД при токе нагрузки 4 А — не менее 80 %; входное напряжение — 16.
..27 В.

В случае питания от стабилизированного источника постоянного тока работоспособность устройства сохраняется при снижении входного напряжения практически до открытого состояния транзистора VT3. Дальнейшее уменьшение входного напряжения приводит к срыву генерации, но VT3 остается открытым. Если при этом на выходе возникнет перегрузка или короткое замыкание, генерация восстанавливается и стабилизатор начинает работать в режиме ограничения тока. Это свойство позволяет использовать его в качестве электронного предохранителя без «защелки».

Работает стабилизатор следующим образом. Из-за разного соотношения сопротивлений резисторов делителей R6R7 и R8R9 напряжение на неинвертирующем входе ОУ DA1 в момент включения питания оказывается больше, чем на инвертирующем, поэтому на его выходе устанавливается высокий уровень. Транзисторы VT1 -VT3 открываются и конденсаторы С2, C3 начинают заряжаться, а катушка L1 — накапливать энергию. После того как напряжение на выходе стабилизатора достигнет значения, соответствующего пробою стабилитрона VD2 и открыванию транзистора VT4, напряжение на неинвертирующем входе ОУ DA1 становится меньше, чем на инвертирующем (из-за шунтирования R9 резистором R10), и на его выходе устанавливается низкий уровень. В результате транзисторы VT1-VT3 закрываются, полярность напряжения на выводах катушки L1 скачком изменяется на противоположную, открывается коммутирующий диод VD1 и энергия, накопленная в катушке L1 и конденсаторах С2, C3, отдается в нагрузку. При этом выходное напряжение уменьшается, стабилитрон VD2 и транзистор VT4 закрываются, на выходе ОУ появляется высокий уровень и транзистор VT3 снова открывается, начиная тем самым новый рабочий цикл стабилизатора.

При увеличении тока нагрузки сверх номинального значения возрастающее падение напряжения на активном сопротивлении катушки L2 начинает в большей мере открывать транзистор VT4, ООС по току становится преобладающей, а стабилитрон VD2 закрывается.

Из-за действия ООС выходной ток стабилизируется, а выходное напряжение и входной ток уменьшаются, обеспечивая тем самым безопасный режим работы транзистора VT3. После устранения перегрузки или короткого замыкания устройство возвращается в режим стабилизации напряжения. Вольт-амперные характеристики стабилизатора показаны на рис. 2.

Как видно из схемы, транзисторы VT1 и VT3 образуют составной транзистор. Такое схемное решение оптимально при использовании в качестве ключевого элемента биполярного транзистора, так как в этом случае обеспечивается относительно небольшое падение напряжения на открытом транзисторе VT3 при относительно малых токах управления. При этом транзистор VT1 насыщается, обеспечивая оптимальные статические потери составного транзистора, а VT3 не насыщается, обеспечивая оптимальные динамические потери.

В качестве датчика тока VT4 применен мощный транзистор серии КТ817. В принципе, здесь возможно использование и более дешевого маломощного транзистора, однако у мощных при малых рабочих токах (как в данном случае) напряжение открывания эмиттерного перехода — всего около 0,4 В, тогда как у маломощных, например, КТ3102, оно — около 0,55 В.

Таким образом, при одном и том же токе срабатывания защиты сопротивление измерительного резистора в случае использования мощного транзистора получается меньше, обеспечивая тем самым выигрыш в КПД стабилизатора.

В описываемом ИСН, как отмечалось, предусмотрена защита от появления входного напряжения на выходе при пробое регулирующего транзистора VT3. В этом случае напряжение на стабилитроне VD3 становится более 15 В, ток в силовой цепи резко возрастает и предохранитель FU1 сгорает. Предполагается, что последний перегорит раньше, чем это случится со стабилитроном (из-за тепловых перегрузок). Имитация аварии (замыкание выводов коллектора и эмиттера VT3) показала, что стабилитроны КС515А (в металлическом корпусе) отлично защищают питаемые от ИСН устройства: при сгорании предохранителя они, выходя из строя, остаются «в глубоком» коротком замыкании (не обрываются). Такие же результаты получены при испытании стабилитронов КС515Г, а также аналогичных импортных (в пластмассовых корпусах).

(adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({}); Неудовлетворительно вели себя аналогичные стабилитроны в стеклянных корпусах — они успевали перегорать одновременно с предохранителем.

В ИСН можно применить любые транзисторы указанных на схеме серий (кроме КТ816А в качестве VT1). Оксидные конденсаторы С2, C3 — зарубежного производства марки SR (приближенный аналог К50-35). В процессе макетирования стабилизатора проверялась возможность применения ОУ КР140УД708, КР140УД8А-КР140УД8В, КР544УД1 А, КР544УД2А, КР544УД2Б, КР574УД1А, КР574УД1 Б. При этом несколько изменялись частота преобразования, вид коммутационных процессов и КПД. Наиболее подходящая замена КР140УД608 — КР140УД708 (у него такая же «цоколевка»), однако внимание: в практике автора встречались эти ОУ с «обратным» расположением входов, т. е. неинвертирующий вход был подключен к выводу 2, а инвертирующий — к выводу 3!). О том, что это именно ОУ КР140УД708, свидетельствовала маркировка на корпусе.

Накопительная катушка индуктивности L1 помещена в броневой магнитопровод из двух чашек 422 М2000НМ с зазором около 0,2 мм, образованным двумя слоями самоклеющейся бумаги. Делается это следующим образом.

Из листа самоклеющейся бумаги вырезают квадрат размерами чуть больше внешнего диаметра чашки. Сняв защитный слой, бумагу кладут клеящейся стороной вверх на твердую и ровную (не гладкую) поверхность. Затем на бум у торцом вниз кладут одну из чашек и плотно притирают к бумаге. В результате бумага приклеивается к торцу чашки до такой степени, что обрезать ее излишки острым скальпелем по фрагментам контура не составляет труда. Таким же способом приклеивают прокладку и ко второй чашке.

Наматывают катушку проводом ПЭЛ 1,0 на разборном каркасе, состоящем из шпильки длиной 50… 100 мм с резьбой М4 на обоих концах, двух ограничительных шайб-щечек диаметром 16 и толщиной 0,5 мм, втулки внешним диаметром 10, внутренним 5 и длиной 7,5 мм и двух гаек М4. Каркас собирают на шпильке (в последовательности: гайка, шайба, втулка, шайба, гайка) и плотно, виток к витку, наматывают катушку — 20 витков в три ряда (7+7+6). После намотки ее выводы скручивают примерно на 90° (чтобы витки не «расползлись») и аккуратно разбирают каркас с одной стороны. Затем, придерживая витки, катушку аккуратно снимают с каркаса и вставляют в одну из чашек, выводы раскручивают и укладывают в соответствующие прорези в чашке. Благодаря пружинящим свойствам провода катушка достаточно хорошо фиксируется в чашке.

Чтобы катушка не «пищала» на частоте преобразования, чашку с обмоткой погружают на некоторое время в резервуар с нитролаком, затем извлекают и дают лаку стечь. После этого чашку надевают на предварительно вставленный в соответствующее отверстие платы стягивающий винт, надевают вторую чашку и полученную таким образом сборку стягивают винтом с гайкой и шайбой. После высыхания лака выводы катушки аккуратно зачищают, облуживают и припаивают к соответствующим контактам платы. Затем монтируют остальные детали.

Датчик тока катушки L2 помещают в магнитопровод из двух чашек Ч14 из феррита той же марки, что и катушка L1, и такой же диэлектрической прокладкой. Для обмотки используют провод ПЭЛ 0,5 длиной 700 мм, пропитывать лаком ее не обязательно. Эту катушку можно изготовить и иначе, намотав провод указанных диаметра и длины на стандартный дроссель ДПМ-0,6, однако эффективность подавления импульсов на частоте преобразования в этом случае несколько снизится.

Стабилизатор собирают на печатной плате из односторонне фольгированного стеклотекстолита, чертеж которой показан на рис. 3.

В случае, если ИСН будет использоваться при максимальном токе нагрузки, транзистор VT3 необходимо установить на теплоотводе в виде алюминиевой пластины площадью 100 м2 и толщиной 1,5…2 мм. Если же предполагается долговременная работа устройства в режиме источника тока или короткого замыкания, на этом же теплоотводе через изолирующую прокладку (например, слюдяную) закрепляют и коммутирующий диод VD1. При токах нагрузки менее 1 А теплоотвод для транзистора VT3 и диода VD1 не потребуется, однако в этом случае ток срабатывания защиты необходимо уменьшить до 1,2 А, заменив катушку L2 резистором С5-16 сопротивлением 0,33 Ом и мощностью 1 Вт.

В налаживании описанный ИСН практически не нуждается. Возможно, однако, придется уточнить ток срабатывания защиты, для чего провод катушки L2 следует взять изначально большей длины. Припаяв его к соответствующим контактам платы, постепенно укорачивают до получения необходимого тока срабатывания защиты, а затем наматывают описанным выше способом катушку L2.

Использовать стабилизатор при токах нагрузки более 4 А не следует. Ограничение связано в основном с максимально-допустимым импульсным током коллектора транзистора серии КТ805 (8 А при tимп < 200 мс при Q=1,5), что, в принципе, может иметь место при неблагоприятных условиях.

Автор: А.Москвин, г.Екатеринбург

Источник: www.diagram.com.ua

LT1074 есть в наличии. Линейный стаб lm338 (5А)


При копировании материала укажите ссылку © 2018
контакты
rykovodstvo.ru

Лабораторный БП с защитой

http://kazus.ru/shemes/showpage/0/42/1.html

Под таким заголовком в «Радио», № 11 за 1980 г был описан регулируемый двуполярный источник питания с ограничением тока нагрузки, обладающий, на мой взгляд, хорошими параметрами. Потребность в таком приборе в радиолюбительской практике очевидна. После повторения этого устройства мною выявлен один существенный недостаток при его работе под нагрузкой нагреваются теплоотводы регулирующих транзисторов (в исходном устройстве П217А) и невозможно установить нулевое (или близкое к нему) напряжение на выходе верхнего (по схеме рис 1 статьи) плеча блока. Это заставило меня доработать устройство (см схему).
По цепи VD8R5 на базу регулирующего транзистора VT1 подают закрывающее его отрицательное относительно общего провода напряжение с диодного моста VD1-VD4. Соответственно, на базу транзистора VT6 по цепи VD5R1 — положительное. Теперь блок питания работает стабильно.

Кроме того, добавлены резисторы R21 и R31 в узел защиты для ограничения тока нагрузки на уровне 1,3 А Прибор PV1 (вольтметр) подключен только для измерения выходного напряжения.

Вместо указанных на схеме в источнике питания применимы ОУ DA1 DA2 — К140УД9 транзисторы VT1 — КТ808А, VT2 — КТ814В, VT3, VT5 — КТ815В, VT4 — КТ814В, КТ814Г, VT6 — П210Б, диоды VD1-VD4 — Д243А, VD5 VD8 — КД226В-КД226Д.

Ог редакции. Диоды VD5 и VD8 устанавливать не обязательно Сопротивление резисторов R1 и R5 можно увеличить в три раза. Транзистор VT6 лучше установить кремниевый, например, КТ818В или КТ818Г. Между выводами 7, 1 микросхем DA1 и DA2 и общим проводом желательно установить керамические конденсаторы емкостью 0,1 мкф. Современной заменой транзисторов МП114 и П309 в данном устройстве могут служить КГ502В, КТ502Г и КГ503В, КТ503Г соответственно. Для уменьшения мультипликативных помех каждую половину вторичной обмотки трансформатора Т1 полезно зашунтировать  конденсатором емкостью 0,47 мкф.

Источник: «Радио» №4 2000г.



СДВОЕННЫЙ ДВУПОЛЯРНЫЙ БЛОК ПИТАНИЯ

http://www.irls.narod.ru/bp/bp36.htm

Ю. Тимлия

Применение операционных усилителей в стабилизаторах напряжения позволяет значительно уменьшить их выходное сопротивление и увеличить коэффициент стабилизации. В журнале “Радио”, в выпусках “В помощь радиолюбителю” неоднократно описывались подобные источники. Но они чаще всего позволяют получать стабилизированное напряжение, регулируемое лишь в небольших пределах.

В радиолюбительской практике нередко возникает необходимость иметь один или два универсальных источника питания с широким диапазоном регулировки выходного напряжения. К сожалению, описываемые в печати источники питания обычно не позволяют получать выходное напряжение ниже напряжения стабилизации опорного стабилитрона.

Стабилизатор, упрощенная схема которого приведена на рис. 1, а, свободен от этого недостатка. В нем выходное напряжение поддерживается таким, чтобы напряжение, которое снимается с делителя R1R2 и подается на неинвертирующий вход операционного усилителя (ОУ) МС1, было равно напряжению на его инвертирующем входе, т. е. равно нулю. При этом напряжение, снимаемое с выхода ОУ, будет достаточно для поддержания режима работы транзисторов Т1 и Т2, которые обеспечивают необходимое выходное напряжение. Увеличение (уменьшение) выходного напряжения вызывает увеличение (уменьшение) напряжения на неинвертирующем входе ОУ, что приводит к увеличению (уменьшению) тока базы транзистора Т2 и, в свою очередь, вызывает уменьшение (увеличение) выходного напряжения до тех пор, пока на неинвертирующем входе ОУ оно не будет равно нулю.

Приравняв напряжение на неинвертирующем входе к нулю, получим следующее выражение для напряжения на выходе стабилизатора:

где Uоп — опорное напряжение.

Можно использовать включение регулирующего транзистора T1 по схеме, показанной на рис. 1, б. Здесь нагрузка Rн включена в коллекторную цепь регулирующего транзистора T1. Напряжение с делителя R1R2 необходимо подавать на инвертирующий вход микросхемы.

Уменьшение сопротивления нагрузки, подключенной к выходным зажимам стабилизатора, вызывает уменьшение выходного напряжения, а значит и напряжения, подаваемого на вход операционного усилителя. Это изменение напряжения, усиленное в несколько тысяч раз, воздействует на транзистор Т2, заставляя его открываться. При этом увеличивается и ток базы, и коллектора транзистора T1, что приводит к увеличению напряжения на нагрузке. Условия для статического состояния напряжения на выходе аналогичны стабилизатору по предыдущей схеме.

Сравнивая стабилизаторы, выполненные по схемам рис. 1, а и б, можно сделать вывод, что мощность, рассеиваемая на транзисторах T1, у них одинаковая. О транзисторах Т2 этого сказать нельзя. В первом случае мощность, выделяемая на транзисторе Т2, определяется напряжением на коллекторе этого транзистора, равным выходному напряжению стабилизатора, и током коллектора, который в основном проходит через резистор R3. Эта мощность рассеивается постоянно и не зависит от тока нагрузки. Во втором стабилизаторе мощность, выделяемая на транзисторе 72, определяется питающим напряжением Uвх и током базы транзистора T1, сила которого пропорциональна силе тока нагрузки.

В стабилизаторе, изображенном на рис. 1, а, желательно, чтобы для управления током базы транзистора T1 использовался весь ток транзистора Т2, поэтому сопротивление резистора R3 должно быть больше, чем входное сопротивление транзистора T1. В этом случае при небольшом токе нагрузки транзистор T1 работает в режиме, близком к режиму с “отключенной базой”, и через него постоянно протекает ток, который равен (h31э—1) Iкбо. При этом регулирующий транзистор должен быть кремниевый, так как германиевый из-за значительного обратного тока коллектора Iкбо не позволит получать малые выходные напряжения, особенно при небольшой силе тока нагрузки.

Как уже говорилось, напряжение на выходе стабилизатора определяется сопротивлением резисторов R1 и R2 и опорным напряжением Uоп. Стабильность устройства в целом также будет определяться стабильностью источника опорного напряжения. Но так как этот источник нагружен на резисторы R1 и R2, сопротивления которых могут быть довольно большими, то требования к нагрузочной способности весьма низкие (например, параметрический стабилизатор).

Если коэффициент стабилизации источника питания лежит в пределах от 10 до 100, то в источнике опорного напряжения достаточно одного стабилитрона. Для более высокой стабильности можно применить двухступенчатый параметрический стабилизатор напряжения (рис. 2, а). Первая его ступень выполнена на стабилитронах Д1 и Д2, вторая на стабилитроне ДЗ. Этот же источник можно использовать и для питания микросхем, если его опорное напряжение будет соответствовать питающему напряжению этих микросхем.

Защиту стабилизированного источника питания от перегрузок и ограничение его выходного тока можно сделать по схеме, приведенной на рис. 2, б. С увеличением силы тока, потребляемого нагрузкой, увеличивается падение напряжения на резисторе R4. Когда это напряжение превысит некоторый порог, транзистор Т1 откроется и будет шунтировать резистор R1, что приведет к уменьшению выходного напряжения. При уменьшении тока нагрузки транзистор Т1 закроется.

Предлагаемый сдвоенный двуполярный блок питания, в котором используются операционные усилители, представляет собой два независимых источника питания. Каждый из них позволяет получить стабилизированное напряжение, регулируемое от 0 до 35 В, а при последовательном соединении — от 0 до 70 В. Ограничитель выходного тока — пятипредельный: 10, 50, 100 мА, 0,5 и 1 А. При токе нагрузки 0,5 А коэффициент стабилизации устройства равен 10000. Температурный дрейф выходного напряжения не превышает 0,1% в диапазоне температур от —10 до +30° С. Пульсации выходного напряжения при_токе нагрузки 0,5 А не более 1 мВ. Выходное сопротивление не более 0,02 Ом.

Структурная схема сдвоенного двуполярного источника питания приведена на рис. 3. Он состоит из общего выпрямителя 1, источника опорного напряжения 2, двух стабилизаторов напряжения 3 и 4 с ограничителями выходного тока и вольтметра 5, позволяющего измерять выходное напряжение как в каждом канале, так и суммарное напряжение двух каналов.

Принципиальная схема блока питания показана на рис. 4. О принципе работы его отдельных узлов рассказано выше. Резисторы R8, R24 необходимы Для предохранения входных каскадов микросхем МС1 и МС2 от пробоя высоким напряжением в аварийных ситуациях. Резистор R9 подгружает стабилизатор в режиме холостого хода при малых нагрузках, чем и гарантирует устойчивость работы стабилизатора.

Роль вольтметра ИП1 выполняет миллиамперметр на ток 1 мА с добавочными резисторами R35 и R36. Переключатель В5 позволяет измерить напряжение либо обоих каналов сразу (при этом вся шкала соответствует напряжению 80 В), либо каждого канала отдельно (шкала прибора соответствует 40 В). Во втором случае выбор измеряемого канала осуществляется переключателем ВЗ. Переключателем В4 изменяют чувствительность прибора в 4 раза.

Конструкция и детали двуполярного блока питания показаны на рис. 5—7. Роль задней стенки выполняет радиатор 6 с площадью поверхности около 1500 см2, на котором через тонкие слюдяные прокладки укреплены транзисторы Т1 и Т5. На внутренней стороне радиатора находится трансформатор питания Tp1, помещенный в металлический экран 7. При помощи четырех стяжек 5 радиатор связан с лицевой панелью 1, на которой расположены все переключатели, измерительный прибор, индикаторная лампочка Л1, выходные гнезда-зажимы и переменные резисторы R17, R34. Резисторы R18, R19, R35 смонтированы на переключателях ВЗ, В4 и В5,

а R11 — R14 и R8 — R32 — на переключателе В2. К верхним стяжкам зажимами 3 прижата плата 2 размерами 90 X 55 мм с деталями источника опорного напряжения (показано на рис. 6) и плата 4 размером 90 X 30 мм, на которой расположены: транзисторы Т2, Т6, резисторы R16, R26 и закреплены проводники выводов транзисторов Т1 и Т5. На уголковой стойке 9, прикрепленной к задней стенке и нижней стяжке 5, расположены плата 10 (рис. 7) размерами 90 X 55 мм, на которой смонтированы операционные усилители и ограничители тока, а также плата 8 с конденсаторами С1, С6 и диодами Д1 — Д4 выпрямителя.

Резисторы R11 — R14 и R29 — R32 БЛП-0,1 (или самодельные проволочные), остальные — МЛТ. Электролитические конденсаторы К50-6, остальные—КМ5 или КМ6. Измерительный прибор ИП1 на ток полного отклонения стрелки 1 мА. При использовании другого прибора необходимо подобрать резисторы R18, R19, R35 и R36. Трансформатор питания типа ТА 125-127/220-50. Его можно заменить самодельным с такими данными: площадь поперечного сечения магнитопровода не менее 6 см2; обмотка I—1200 витков провода ПЭВ-1 0,27, обмотка II — две секции по 170 витков провода ПЭВ-1 0,8, обмотка III — 37 витков провода ПЭВ-1 0,1.

При безошибочной сборке и исправности деталей источник питания не требует настройки. Если, однако, появится паразитная высокочастотная генерация, устранить ее можно включением между пятым и девятым выводами (между выходом и инвертирующим входом) операционных усилителей конденсаторов емкостью 3000—10 000 пФ.

ВРЛ 71

ВСТРАИВАЕМЫЙ ЦИФРОВОЙ АМПЕРВОЛЬТМЕТР С ЖК-ИНДИКАТОРОМ ОТ DT890B

http://dkarelov.pp.ua/lcdavmtr.html

Материалы этой статьи были изданы в журнале Радиоаматор — 2012, № 3

В статье описана конструкция амперметра-вольтметра постоянного тока с пределами измерения 10А/200В, изготовленного с использованием ЖК-индикатора и деталей цифрового мультиметра типа DT890B с вышедшей из строя микросхемой АЦП

Все радиолюбители хорошо знают как легко «сжечь» китайский цифровой мультиметр. Причем чаще всего сгорает сердце прибора — микросхема АЦП. И если в старых конструкциях мультиметров использовалась микросхема АЦП в DIP корпусе и ее можно было заменить, восстановив таким образом работоспособность прибора, то в последнее время производители «приклеивают» микросхему АЦП прямо на плату и заменить ее уже не представляется возможным. Конечно, при стоимости мультиметра порядка трех долларов расставаться с ним не очень жалко, но если выходит из строя мультиметр подороже, с крупным дисплеем, то возникает желание хоть как-то его использовать.

Однажды у меня вышел из строя мультиметр типа DT890B. Приобретя на рынке микросхему АЦП типа ICL7106 (она же КР572ПВ5) за 2 доллара, был сконструирован рассмотренный в этой статье цифровой ампервольтметр для будущего лабораторного источника питания. Для простоты использования в ампервольтметре использовано два диапазона измерения: по току = 10А и по напряжению = 200В. Этих диапазонов вполне достаточно для контроля напряжения и тока любительского лабораторного ИП.

Принципиальная электрическая схема ампервольтметра представлена на рисунке. Это типовая схема включения АЦП, которая была скопирована со схемы мультиметра DT890, приведенной в [1]. Для получения необходимых диапазонов измерения с помощью переключателя SA1 «V/A» ко входу АЦП (выводы 30, 31) подключается либо цепь измерения напряжения через делитель, образованный резисторами R3, R4, R6, либо цепь шунта Rш. При этом шунт включен в цепь протекания тока постоянно.

Второй тройник переключателя диапазонов измерения SA1 используется для переключения запятой на индикаторе. При измерении тока предел измерения прибора составляет 9.99, а при измерении напряжения – 199.9. Таким образом одного взгляда на индикатор достаточно, чтобы определить что он должен отображать – напряжение или ток.

Конструкция и детали

Все детали конструкции собраны на двусторонне-фольгированном стеклотекстолите размером 72х67 мм. Чертеж печатной платы вместе со схемой расположения элементов показан на рисунке:

Плата показана со стороны печатных проводников. На схеме видно, что выводы 2…20 микросхемы DA1 припаиваются на дорожки печатной платы поверхностным монтажом со стороны установки компонентов. Микросхема DA1 использована в корпусе DIP-40. Для обеспечения хорошей ремонтопригодности ампервольтметра для установки микросхемы DA1 рекомендуется использовать соответствующую панельку. Выводы 2…20 панельки отгибают и припаивают сверху. Остальные выводы паяются как обычно через отверстия с обратной стороны монтажа. Установка остальных элементов схемы особенностей не имеет

Схема ампервольтметра

.Для комплектации конструкции вместе с ЖК-индикатором из разбираемого мультиметра выпаивают также и остальные элементы схемы. Исключение составляют резисторы R3 и R4. Для обеспечения хорошей точности настройки в качестве резистора R3 использован многооборотный подстроечный резистор типа СП5-2. Резистор R4 – любого типа мощностью 0,25 Вт. Шунт Rш также выпаивают из мультиметра и сгибают его дугой таким образом, чтобы он встал в установочные отверстия и не мешал другим элементам схемы. Номиналы всех элементов указаны на принципиальной электрической схеме.

Контактные площадки для ЖК-индикатора следует аккуратно залудить и слегка отшлифовать мелкой наждачной бумагой. ЖК-индикатор крепится к плате четырьмя штатными шурупами через отверстия, отмеченные точками на чертеже.

Переключатель SA1 удобно расположить под индикатором на скобе из листового металла. Для крепления скобы к плате используют не занятое деталями пространство печатной платы под индикатором.

Сборка и наладка

При сборке схемы ампервольтметра из исправных деталей он начинает работать сразу. После сборки следует произвести его настройку и калибровку. Сначала, вращая движок подстроечного резистора R8, следует выставить образцовое напряжение 100 мВ на выводах 35, 36 DA1. Затем, переключив ампервольтметр в режим измерения напряжения, на его вход подают известное напряжение постоянного тока и, вращая движок резистора R3, добиваются получения правильных показаний значения поданного напряжения.

Более сложным процессом является калибровка амперметра. Для этого ампервольтметр переключают в режим измерения тока и через клеммы «- вход», «- выход» включают в цепь нагрузки с известным током. Изменяя сопротивление шунта Rш добиваются получения правильных показаний значения протекающего через шунт тока. Для уменьшения сопротивления шунта производят более глубокую его посадку на плату, а для увеличения – наоборот – более высокую посадку, а также надкусывание, спиливание и тому подобные процедуры, уменьшающие площадь его сечения либо длину.

В процессе разработки были использованы следующие материалы:

Садченков Д. А. Современные цифровые мультиметры, – Москва, СОЛОН-Пресс, 2002.

Бирюков С. Цифровой мультиметр, – Радио № 9, 1990, стр. 55.

Приложение

Архив со схемой и чертежом печатной платы.

Описанный ампервольтметр был использован при создании блока питания, конструкция которого описана в статье «Двухполярный источник питания – зарядное устройство из компьютерного БП»

© 2015 Дмитрий Карелов

Glass Diodes маркировка и значения помогают

JavaScript отключен. Для лучшего опыта, пожалуйста, включите JavaScript в вашем браузере, прежде чем продолжить.

Перейти к последнему

#1