ממיר בעל הספק נמוך להנעת עומס של 9 וולט מסוללת Li-ion 3,7 וולט. תכנית, תיאור

אינציקלופדיה של רדיו אלקטרוניקה והנדסת חשמל
ספרייה חינם / ערכות של מכשירים רדיו-אלקטרוניים וחשמליים

ממיר בעל הספק נמוך להפעלת עומס של 9 וולט מסולל 3,7 וולט Li-ion. אנציקלופדיה של רדיו אלקטרוניקה והנדסת חשמל

ספריה טכנית בחינם

אנציקלופדיה של רדיו אלקטרוניקה והנדסת חשמל / מטענים, סוללות, תאים גלווניים

חלק מהמכשירים המודרניים בעלי הספק נמוך צורכים מעט מאוד זרם (מספר מיליאמפר), אך לצורך אספקת החשמל שלהם הם דורשים מקור אקזוטי מאוד - סוללת 9 V, שמספיקה גם למקסימום של 30...100 שעות פעולה של המכשיר . זה נראה מוזר במיוחד עכשיו, כאשר סוללות Li-ion מגאדג'טים ניידים שונים כמעט זולות יותר מהסוללות עצמן. לכן, טבעי שחובב רדיו אמיתי ינסה להתאים סוללות להפעלת המכשיר שלו, ולא יחפש מעת לעת סוללות "עתיקות".

אם ניקח בחשבון מולטימטר רגיל (ופופולרי) כעומס בעל הספק נמוך. M830, מופעל על ידי אלמנט מסוג "קורונדום", אז כדי ליצור מתח של 9 V אתה צריך לפחות 2-3 סוללות מחוברות בסדרה, מה שלא מתאים לנו; הן פשוט לא יכנסו לגוף המכשיר. לכן, הדרך היחידה לצאת היא להשתמש בסוללה אחת ובממיר מתח מוגבר.

בחירת בסיס אלמנט

הפתרון הפשוט ביותר הוא להשתמש בטיימר מסוג 555 (או גרסת ה-CMOS שלו 7555) בממיר פולסים (ממירים קיבוליים אינם מתאימים; ההבדל בין מתחי הכניסה והמוצא גדול מדי). "פלוס" נוסף של המיקרו-מעגל הזה הוא שיש לו פלט אספן פתוח, שהוא מתח גבוה למדי ויכול לעמוד במתחים של עד +18 וולט בכל מתח אספקה הפעלה. הודות לכך, אתה יכול להרכיב ממיר ממש מתריסר חלקים זולים ושכיחים (איור 1.6).

ממיר בהספק נמוך להנעת עומס של 9 וולט מסוללת Li-ion של 3,7 וולט
אורז. 1.6. תרשים של ממיר פשוט

פין 3 של המיקרו-מעגל הוא פלט דו-מצבי רגיל, הוא משמש במעגל זה כדי לתמוך בתנודה. פין 7 הוא פלט אספן פתוח שיכול לעמוד במתחים גבוהים יותר, כך שניתן לחבר אותו ישירות לסליל, ללא עוקב טרנזיסטור. כניסת מתח הייחוס (פין 5) משמשת לוויסות מתח המוצא.

עקרון הפעולה של המכשיר

מיד לאחר הפעלת מתח האספקה, הקבל C3 פרוק, לא זורם זרם דרך דיודת הזנר VD1, המתח בכניסת REF של המיקרו-מעגל שווה ל-2/3 ממתח האספקה, ומחזור העבודה של פולסי המוצא הוא 2 (כלומר, משך הדופק שווה למשך ההפסקה), הקבל C3 נטען במהירות המרבית . יש צורך בדיודה VD2 כדי שהקבל C3 הפרוק לא ישפיע על המעגל (אינו מפחית את המתח בפין 5), נגד R2 "למקרה", להגנה.

כאשר קבל זה נטען, דיודת הזנר VD1 מתחילה להיפתח מעט, והמתח בפין 5 של המיקרו-מעגל עולה. כתוצאה מכך, משך הפולס פוחת ומשך ההפסקה גדל עד שמתרחש שיווי משקל דינמי ומתח המוצא מתייצב ברמה מסוימת. הערך של מתח המוצא תלוי רק במתח הייצוב של דיודת הזנר VD1 ויכול להיות עד 15...18 V; במתח גבוה יותר, המיקרו-מעגל עלול להיכשל.

לגבי פרטים

סליל L1 מלופף על טבעת פריט. K7x5x2 (קוטר חיצוני - 7 מ"מ, פנימי - 5 מ"מ, עובי - 2 מ"מ), כ-50...100 סיבובים של חוט בקוטר של 0,1 מ"מ. אתה יכול לקחת טבעת גדולה יותר, ואז ניתן להפחית את מספר הסיבובים, או לקחת משרן תעשייתי עם השראות של מאות מיקרו-הנרים (µH).

ניתן להחליף את שבב 555 ב-K1006VI1 אנלוגי ביתי או בגרסת CMOS 7555 - יש לו פחות צריכת זרם (הסוללה "תחזיק מעמד" קצת יותר) וטווח רחב יותר של מתחי הפעלה, אבל יש לו תפוקה חלשה יותר (אם המולטימטר דורש יותר מ-10 mA, ייתכן שהוא לא יפיק זרם כזה, במיוחד במתח אספקה נמוך כל כך) והוא, כמו כל מבני CMOS, "לא אוהב" מתח מוגבר במוצא שלו.

תכונות מכשיר

המכשיר מתחיל לעבוד מיד לאחר ההרכבה, כל ההתקנה מורכבת מהגדרת מתח המוצא ע"י בחירת דיודת זנר VD1, בעוד שיש לחבר נגד 3 קילו אוהם (סימולטור עומס) ליציאה במקביל לקבל C3,1, אך לא מולטימטר!

אסור להפעיל את הממיר עם דיודת זנר לא מולחמת, אחרת מתח המוצא יהיה בלתי מוגבל והמעגל עלול "להרוג" את עצמו. ניתן גם להגביר את תדר ההפעלה על ידי הפחתת ההתנגדות של הנגד R1 או הקבל C1 (אם הוא פועל בתדר שמע, נשמעת חריקה בתדר גבוה). כאשר אורך החוטים מהסוללה קטן מ-10...20 ס"מ, אין צורך בקבל מסנן כוח, או שניתן למקם קבל בקיבולת של 1 μF או יותר בין פינים 8 ו-0,1 של המיקרו-מעגל.

ליקויים מזוהים

ראשית, המכשיר מכיל שני גנרטורים (מתנד ראשי אחד של המיקרו-מעגל ADC - הממיר האנלוגי לדיגיטלי של המכשיר, המחולל השני של הממיר), הפועלים באותם תדרים, כלומר, הם ישפיעו זה על זה ( פעימות תדר) ודיוק המדידה יתדרדר ברצינות.

שנית, התדר של מחולל הממיר משתנה כל הזמן בהתאם לזרם העומס ולמתח הסוללה (מכיוון שיש נגד במעגל המשוב החיובי, לא מחולל זרם), כך שלא ניתן לחזות ולתקן את השפעתו. במיוחד עבור מולטימטר, האידיאל יהיה גנרטור אחד משותף עבור ה-ADC והממיר עם תדר פעולה קבוע.

הגרסה השנייה של הממיר

המעגל של ממיר כזה הוא מעט יותר מסובך והוא מוצג באיור. 1.7.

אורז. 1.7. מעגל ממיר עם תדר פעולה קבוע

גנרטור מורכב על אלמנט DD1.1; הוא שעון על הממיר דרך הקבל C2, ואת שבב ה-ADC דרך C5. רוב המולטימטרים הזולים מבוססים על האינטגרציה הכפולה ADC ICL7106 או האנלוגים שלו (40 פינים, 3,5 ספרות על הצג); כדי לשעון מיקרו-מעגל זה, אתה רק צריך להסיר את הקבל בין פינים 38 ו-40 (להסיר את הרגל שלו מפין 38 ו הלחמו אותו לפין 11 DD1.1). הודות למשוב דרך נגד בין פינים 39 ו-40, ניתן לזמן את המיקרו-מעגל אפילו על ידי אותות חלשים מאוד עם משרעת של שבריר וולט, כך שאותות 3 וולט ממוצא DD1.1 מספיקים לפעולה הרגילה שלו. .

אגב, כך ניתן להעלות את מהירות המדידה פי 5...10 - פשוט על ידי הגדלת תדר השעון. דיוק המדידה למעשה אינו סובל מכך, מתדרדר במקסימום של 3...5 יחידות מהספרה הפחות משמעותית. אין צורך לייצב את תדר הפעולה עבור ADC כזה, ולכן מחולל RC קונבנציונלי מספיק למדי לדיוק מדידה רגיל.

מולטיוויברטור במצב המתנה מורכב על אלמנטים DD1.2 ו-DD1.3, את משך הפולס שלהם ניתן לשנות מכמעט 2 עד 0% באמצעות טרנזיסטור VT50. במצב ההתחלתי, יש "אחד לוגי" (רמת מתח גבוה) במוצא שלו (פין 6), והקבל C3 נטען דרך דיודה VD1. לאחר הגעת הפולס השלילי המופעל, המולטיוויברטור "מתהפך", מופיע "אפס לוגי" (רמת מתח נמוכה) במוצא שלו, חוסם את המולטיברטור דרך פין 2 של DD1.2 ופותח את הטרנזיסטור VT1 דרך המהפך ב-DD1.4. המעגל יישאר במצב זה עד , עד שהקבל C3 יפרק - לאחר מכן ה"אפס" בפין 5 של DD1.3 "יזרוק" את המולטיברטור בחזרה למצב המתנה (בשלב זה ל-C2 יהיה זמן להיטען ופין 1 של DD1.1 יהיה גם "1"), טרנזיסטור VT1 ייסגר, וסליל L1 ייפרק לקבל C4. לאחר הגעת הדחף הבא, כל התהליכים לעיל יחזרו שוב.

לפיכך, כמות האנרגיה האצורה בסליל L1 תלויה רק בזמן הפריקה של הקבל C3, כלומר במידת הפתוח של הטרנזיסטור VT2, מה שעוזר לו לפרוק. ככל שמתח המוצא גבוה יותר, כך הטרנזיסטור נפתח יותר; לפיכך, מתח המוצא מתייצב ברמה מסוימת, בהתאם למתח הייצוב של דיודת הזנר VD3.

לטעינת הסוללה, נעשה שימוש בממיר פשוט על מייצב ליניארי מתכוונן DA1. צריך רק להטעין את הסוללה, גם בשימוש תכוף במולטימטר, כמה פעמים בשנה, כך שאין טעם להתקין כאן מייצב מיתוג מורכב ויקר יותר. המייצב מוגדר למתח מוצא של 4,4...4,7 וולט, המופחת על ידי דיודה VD5 ב-0,5.0,7 וולט לערכים סטנדרטיים עבור סוללת ליתיום-יון טעונה (3,9...4,1 וולט). דיודה זו נחוצה כדי למנוע מהסוללה להתרוקן דרך DA1 במצב לא מקוון. כדי לטעון את הסוללה, צריך להפעיל מתח של 1...6 וולט לכניסת XS12 ולשכוח מזה למשך 3...10 שעות. במתח כניסה גבוה (יותר מ-9 וולט), שבב DA1 מתחמם מאוד, אז אתה צריך לספק גוף קירור או להוריד את מתח הכניסה.

בתור DA1, אתה יכול להשתמש במייצב 5 וולט KR142EN5A, EH5V, 7805 - אבל אז, כדי לדכא את המתח ה"עודף", VD5 חייב להיות מורכב משתי דיודות המחוברות בסדרה. ניתן להשתמש בטרנזיסטורים במעגל זה כמעט בכל מבנה npn; KT315B נכללים כאן רק בגלל שהמחבר צבר יותר מדי מהם.

KT3102, 9014, BC547, BC817 וכו' יפעלו כרגיל. דיודות KD521 ניתנות להחלפה ב-KD522 או 1N4148, VD1 ו-VD2 צריכות להיות בתדר גבוה, באופן אידיאלי BAV70 או BAW56. VD5 היא כל דיודה (לא שוטקי) בעלת הספק בינוני (KD226, 1N4001). דיודה VD4 היא אופציונלית, רק שלכותב היו דיודות זנר במתח נמוך מדי ומתח המוצא לא הגיע למינימום 8,5 V, וכל דיודה נוספת בחיבור ישיר מוסיפה 0,7 V למתח המוצא. הסליל זהה באשר למעגל הקודם (100. ..200 µH). תרשים השינוי עבור מתג המולטימטר מוצג באיור. 1.8.

ממיר בהספק נמוך להנעת עומס של 9 וולט מסוללת Li-ion של 3,7 וולט
אורז. 1.8. מעגל חשמלי לחידוד מתג המולטימטר

המסוף החיובי של הסוללה מחובר לטבעת המסלול המרכזית של המולטימטר, אך אנו מחברים את הטבעת הזו ל-"+" של הסוללה. הטבעת הבאה היא המגע השני של המתג, והוא מחובר לאלמנטים של מעגל המולטימטר על ידי 3-4 מסלולים. יש לשבור את העקבות הללו בצד הנגדי של הלוח ולחבר אותם יחד, כמו גם עם הפלט +9V של הממיר. אנו מחברים את הטבעת לאפיק החשמל +3 V של הממיר. כך, המולטימטר מחובר ליציאה של הממיר, ובאמצעות מתג המולטימטר אנו מדליקים ומכבים את כוח הממיר. קשיים כאלה צריכים להתבצע בשל העובדה שהממיר צורך זרם מסוים (3...5 mA) גם כאשר העומס כבוי, והסוללה תתרוקן בזרם כזה בעוד כשבוע. כאן אנו מכבים את החשמל לממיר עצמו, והסוללה תחזיק למספר חודשים.

מכשיר המורכב כהלכה מחלקים ניתנים לטיפול אינו זקוק להתאמה; לפעמים אתה רק צריך להתאים את המתח עם נגדים R7, R8 (מטען) ודיודת זנר VD3 (ממיר).

ממיר בהספק נמוך להנעת עומס של 9 וולט מסוללת Li-ion של 3,7 וולט
אורז. 1.9 אפשרויות PCB

ללוח יש מידות של סוללה רגילה ומותקן בתא המתאים. הסוללה ממוקמת מתחת למתג, בדרך כלל יש שם מספיק מקום; ראשית עליך לעטוף אותה בכמה שכבות של סרט חשמלי או לפחות סרט דבק.

כדי לחבר את מחבר המטען, עליך לקדוח חור בגוף המולטימטר. פריסת הפינים של מחברי XS1 שונים לפעמים שונה, ולכן ייתכן שיהיה צורך לשנות מעט את הלוח.

כדי למנוע מהסוללה ומלוח הממיר "להתנדנד" בתוך המולטימטר, יש ללחוץ עליהם עם משהו בתוך המארז.

מחברים: Koshkarov A.P., Koldunov A.S.

ראה מאמרים אחרים סעיף מטענים, סוללות, תאים גלווניים.

תקרא ותכתוב שימושי הערות על מאמר זה.

<< חזרה

חדשות אחרונות של מדע וטכנולוגיה, אלקטרוניקה חדשה:

עור מלאכותי לחיקוי מגע 15.04.2024

בעולם טכנולוגי מודרני בו המרחק הופך להיות נפוץ יותר ויותר, חשוב לשמור על קשר ותחושת קרבה. ההתפתחויות האחרונות בעור מלאכותי על ידי מדענים גרמנים מאוניברסיטת Saarland מייצגים עידן חדש באינטראקציות וירטואליות. חוקרים גרמנים מאוניברסיטת Saarland פיתחו סרטים דקים במיוחד שיכולים להעביר את תחושת המגע למרחקים. טכנולוגיה חדשנית זו מספקת הזדמנויות חדשות לתקשורת וירטואלית, במיוחד עבור אלה שמוצאים את עצמם רחוקים מיקיריהם. הסרטים הדקים במיוחד שפיתחו החוקרים, בעובי של 50 מיקרומטר בלבד, ניתנים לשילוב בטקסטיל וללבוש כמו עור שני. סרטים אלה פועלים כחיישנים המזהים אותות מישוש מאמא או אבא, וכמפעילים המשדרים את התנועות הללו לתינוק. הורים הנוגעים בבד מפעילים חיישנים המגיבים ללחץ ומעוותים את הסרט הדק במיוחד. זֶה ... >>

פסולת חתולים של Petgugu Global 15.04.2024

טיפול בחיות מחמד יכול להיות לעתים קרובות אתגר, במיוחד כשמדובר בשמירה על ניקיון הבית שלך. הוצג פתרון מעניין חדש של הסטארטאפ Petgugu Global, שיקל על בעלי החתולים ויעזור להם לשמור על ביתם נקי ומסודר בצורה מושלמת. הסטארט-אפ Petgugu Global חשפה אסלת חתולים ייחודית שיכולה לשטוף צואה אוטומטית, ולשמור על הבית שלכם נקי ורענן. מכשיר חדשני זה מצויד בחיישנים חכמים שונים המנטרים את פעילות האסלה של חיית המחמד שלכם ופועלים לניקוי אוטומטי לאחר השימוש. המכשיר מתחבר למערכת הביוב ומבטיח פינוי פסולת יעיל ללא צורך בהתערבות של הבעלים. בנוסף, לאסלה קיבולת אחסון גדולה הניתנת לשטיפה, מה שהופך אותה לאידיאלית עבור משקי בית מרובי חתולים. קערת המלטה לחתולים של Petgugu מיועדת לשימוש עם המלטה מסיסת במים ומציעה מגוון זרמים נוספים ... >>

האטרקטיביות של גברים אכפתיים 14.04.2024

הסטריאוטיפ שנשים מעדיפות "בנים רעים" כבר מזמן נפוץ. עם זאת, מחקר עדכני שנערך על ידי מדענים בריטים מאוניברסיטת מונאש מציע נקודת מבט חדשה בנושא זה. הם בדקו כיצד נשים הגיבו לאחריות הרגשית של גברים ולנכונותם לעזור לאחרים. ממצאי המחקר עשויים לשנות את ההבנה שלנו לגבי מה הופך גברים לאטרקטיביים לנשים. מחקר שנערך על ידי מדענים מאוניברסיטת מונאש מוביל לממצאים חדשים לגבי האטרקטיביות של גברים לנשים. בניסוי הראו לנשים תצלומים של גברים עם סיפורים קצרים על התנהגותם במצבים שונים, כולל תגובתם למפגש עם חסר בית. חלק מהגברים התעלמו מההומלס, בעוד שאחרים עזרו לו, כמו לקנות לו אוכל. מחקר מצא שגברים שהפגינו אמפתיה וטוב לב היו מושכים יותר לנשים בהשוואה לגברים שהפגינו אמפתיה וטוב לב. ... >>

חדשות אקראיות מהארכיון

מגבר הפעלה אנלוגי של טרנזיסטור דו מימדי 18.09.2020

צוות חוקרים מהאוניברסיטה הטכנולוגית של וינה (אוסטריה), אוניברסיטת פיזה (איטליה) ו-AMO (גרמניה), שהדגימו בהצלחה מעבד 2D לפני כמה שנים, ייצר לאחרונה מגבר תפעולי אנלוגי באמצעות מגבר אטומי דק (2D) ) מוליכים למחצה, מוליבדן דיסולפיד (MoS2 ).

הודות לסרט ה-MoS2 ההומוגני שגדל על ידי שקיעת אדים כימית, ניתן היה להשיג טרנזיסטורים בעלי מאפייני ביצועים מעולים: היסטרזיס נמוך, יחס ON/OFF העולה על 8 סדרי גודל, ניידות עד 20 cm2/Vs. בדיקה של יותר מ-40 מכשירים הראתה יכולת שחזור טובה של אינדיקטורים אלה עם שינויים קטנים במתח הסף ובניידות נושא המטען.

תוצאות אלו אפשרו למחברים לבנות מכשיר בן 4 שלבים עם רווח כולל של 40 דציבלים. הוא מבוסס על טרנזיסטורי אפקט שדה N-ערוץ עם שער אחורי מקומי והוא אחד המעגלים האנלוגיים המורכבים ביותר שפותחו עד כה על מוליכים למחצה חד-שכבתיים.

כדי להדגים את הפוטנציאל של מגבר ההפעלה שלהם, החוקרים השתמשו בו כדי לייצר מספר מעגלי משוב טיפוסיים, כולל מגבר הפוך, אינטגרטור, מגבר לוגריתמי ומגבר טרנס-אימפדנס.

למרות שמגבר ההפעלה עדיין בשלב אב-טיפוס וימשיך להשתפר, הניתוח שבוצע מצביע על כך שניתן לייצר אותו בקנה מידה תעשייתי.

עוד חדשות מעניינות:

▪ על ידי ניתוח פעולות המשתמש, הטלפון עובד זמן רב יותר

▪ שבבי Ethernet Multi-Gig של Aquantia עבור כלי רכב בנהיגה עצמית

▪ מעשנים מכורים יותר לאלכוהול

▪ דבק מתכת

▪ אנזים לפירוק פלסטיק ביום

עדכון חדשות של מדע וטכנולוגיה, אלקטרוניקה חדשה

חומרים מעניינים של הספרייה הטכנית החופשית:

▪ קטע אתר פרמטרים של רכיבי רדיו. בחירת מאמרים

▪ מאמר עשן טבק, מרכיביו והשפעתם על גוף האדם. יסודות חיים בטוחים

▪ מאמר האם חלב זהה? תשובה מפורטת

▪ העורך הראשי של המאמר. תיאור משרה

▪ מאמר גלאי מתכות. אנציקלופדיה של רדיו אלקטרוניקה והנדסת חשמל

▪ מאמר ניחוש אובייקטים לפי צבע. פוקוס סוד

השאר את תגובתך למאמר זה:

כל השפות של דף זה

בית | הספרייה | מאמרים | <font><font>מפת אתר</font></font> | ביקורות על האתר