Bộ chuyển đổi năng lượng thấp để cấp nguồn cho tải 9 volt từ pin Li-ion 3,7 volt. Bách khoa toàn thư về điện tử vô tuyến và kỹ thuật điện

Bách khoa toàn thư về điện tử vô tuyến và kỹ thuật điện / Bộ sạc, pin, tế bào điện

 Bình luận bài viết

Một số thiết bị năng lượng thấp hiện đại tiêu thụ rất ít dòng điện (vài milliamp), nhưng để cung cấp năng lượng, chúng yêu cầu một nguồn rất kỳ lạ - pin 9 V, cũng có thời gian hoạt động tối đa là 30...100 giờ của thiết bị . Điều này hiện có vẻ đặc biệt kỳ lạ, khi pin Li-ion của nhiều thiết bị di động khác nhau gần như rẻ hơn chính pin đó. Vì vậy, điều tự nhiên là một người vô tuyến nghiệp dư thực sự sẽ cố gắng điều chỉnh pin để cung cấp năng lượng cho thiết bị của mình và sẽ không định kỳ tìm kiếm pin “cổ”.

Nếu chúng ta coi đồng hồ vạn năng thông thường (và phổ biến) là tải điện năng thấp. M830, được cung cấp bởi phần tử loại “Corundum”, sau đó để tạo ra điện áp 9 V, bạn cần ít nhất 2-3 pin nối tiếp, điều này không phù hợp với chúng ta; đơn giản là chúng sẽ không vừa với thân thiết bị. Vì vậy, lối thoát duy nhất là sử dụng một cục pin và bộ chuyển đổi điện áp tăng cường.

Lựa chọn cơ sở phần tử

Giải pháp đơn giản nhất là sử dụng bộ định thời loại 555 (hoặc phiên bản CMOS 7555) trong bộ chuyển đổi xung (bộ chuyển đổi điện dung không phù hợp; chênh lệch giữa điện áp đầu vào và đầu ra quá lớn). Một “điểm cộng” bổ sung của vi mạch này là nó có đầu ra cực thu hở, có điện áp khá cao và có thể chịu được điện áp lên đến +18 V ở bất kỳ điện áp nguồn hoạt động nào. Nhờ đó, bạn có thể lắp ráp một bộ chuyển đổi từ hàng chục bộ phận thông thường và rẻ tiền (Hình 1.6).

Cơm. 1.6. Sơ đồ của một bộ chuyển đổi đơn giản

Chân 3 của vi mạch là đầu ra hai trạng thái bình thường, nó được sử dụng trong mạch này để hỗ trợ dao động. Chân 7 là ngõ ra cực thu hở có khả năng chịu được điện áp cao hơn nên có thể đấu trực tiếp vào cuộn dây mà không cần đi theo bóng bán dẫn. Đầu vào điện áp tham chiếu (chân 5) được sử dụng để điều chỉnh điện áp đầu ra.

Nguyên lý hoạt động của thiết bị

Ngay sau khi cấp điện áp vào, tụ C3 phóng điện, không có dòng điện chạy qua diode zener VD1, điện áp ở đầu vào REF của vi mạch bằng 2/3 điện áp nguồn và chu kỳ làm việc của các xung đầu ra là 2 (tức là thời lượng xung bằng thời gian tạm dừng), tụ C3 được tích điện với tốc độ cực đại. Cần có Diode VD2 để tụ C3 phóng điện không ảnh hưởng đến mạch điện (không làm giảm điện áp ở chân 5), điện trở R2 “đề phòng”, để bảo vệ.

Khi tụ điện này tích điện, diode zener VD1 bắt đầu mở nhẹ và điện áp ở chân 5 của vi mạch tăng lên. Kết quả là thời lượng xung giảm và thời lượng tạm dừng tăng cho đến khi xảy ra trạng thái cân bằng động và điện áp đầu ra ổn định ở một mức nhất định. Giá trị của điện áp đầu ra chỉ phụ thuộc vào điện áp ổn định của diode zener VD1 và có thể lên tới 15...18 V, ở điện áp cao hơn, vi mạch có thể bị hỏng.

Về chi tiết

Cuộn dây L1 được quấn trên vòng ferit. K7x5x2 (đường kính ngoài - 7 mm, trong - 5 mm, độ dày - 2 mm), khoảng 50...100 vòng dây có đường kính 0,1 mm. Bạn có thể lấy một vòng lớn hơn, khi đó số vòng dây có thể giảm đi, hoặc lấy một cuộn cảm công nghiệp có độ tự cảm hàng trăm microhenries (µH).

Chip 555 có thể được thay thế bằng K1006VI1 tương tự trong nước hoặc bằng phiên bản CMOS 7555 - nó có mức tiêu thụ dòng điện ít hơn (pin sẽ “kéo dài” lâu hơn một chút) và phạm vi điện áp hoạt động rộng hơn, nhưng nó có đầu ra yếu hơn (nếu đồng hồ vạn năng yêu cầu nhiều hơn 10 mA, nó có thể không tạo ra dòng điện như vậy, đặc biệt là ở điện áp cung cấp thấp như vậy) và nó, giống như tất cả các cấu trúc CMOS, “không thích” điện áp tăng ở đầu ra của nó.

Tính năng thiết bị

Thiết bị bắt đầu hoạt động ngay sau khi lắp ráp, toàn bộ thiết lập bao gồm cài đặt điện áp đầu ra bằng cách chọn diode zener VD1, trong khi điện trở 3 kOhm (bộ mô phỏng tải) phải được kết nối với đầu ra song song với tụ điện C3,1, nhưng không phải đồng hồ vạn năng!

Cấm bật bộ chuyển đổi có diode zener không được hàn, nếu không điện áp đầu ra sẽ không giới hạn và mạch có thể tự "tắt". Bạn cũng có thể tăng tần số hoạt động bằng cách giảm điện trở của điện trở R1 hoặc tụ điện C1 (nếu nó hoạt động ở tần số âm thanh, bạn sẽ nghe thấy tiếng rít tần số cao). Khi chiều dài dây dẫn từ pin nhỏ hơn 10...20 cm thì không cần dùng tụ lọc nguồn hoặc có thể đặt tụ điện có công suất 1 μF trở lên giữa chân 8 và chân 0,1 của vi mạch.

Những thiếu sót đã xác định

Đầu tiên, thiết bị chứa hai bộ tạo (một bộ tạo dao động chính của vi mạch ADC - bộ chuyển đổi tương tự sang số của thiết bị, bộ tạo thứ hai của bộ chuyển đổi), hoạt động ở cùng tần số, nghĩa là chúng sẽ ảnh hưởng lẫn nhau ( nhịp tần số) và độ chính xác của phép đo sẽ giảm đi nghiêm trọng.

Thứ hai, tần số của máy phát chuyển đổi thay đổi liên tục tùy thuộc vào dòng tải và điện áp ắc quy (vì có một điện trở trong mạch phản hồi dương chứ không phải máy phát điện) nên không thể dự đoán và điều chỉnh ảnh hưởng của nó. Cụ thể đối với đồng hồ vạn năng, lý tưởng nhất sẽ là một máy phát chung cho ADC và bộ chuyển đổi có tần số hoạt động cố định.

Phiên bản thứ hai của trình chuyển đổi

Mạch của một bộ chuyển đổi như vậy phức tạp hơn một chút và được thể hiện trong Hình. 1.7.

Cơm. 1.7. Mạch chuyển đổi có tần số hoạt động cố định

Một máy phát điện được lắp ráp trên phần tử DD1.1, nó điều khiển bộ chuyển đổi thông qua tụ điện C2 và chip ADC thông qua C5. Hầu hết các đồng hồ vạn năng rẻ tiền đều dựa trên bộ ADC ICL7106 tích hợp kép hoặc các loại tương tự của nó (40 chân, 3,5 chữ số trên màn hình); để bấm giờ cho vi mạch này, bạn chỉ cần tháo tụ điện giữa các chân 38 và 40 (không hàn chân của nó khỏi chân 38 và hàn nó vào chân 11 DD1.1). Nhờ phản hồi thông qua điện trở giữa các chân 39 và 40, vi mạch có thể được điều chỉnh xung nhịp ngay cả khi có tín hiệu rất yếu với biên độ chỉ bằng một phần vôn, do đó tín hiệu 3 vôn từ đầu ra DD1.1 là khá đủ để nó hoạt động bình thường .

Nhân tiện, bằng cách này, bạn có thể tăng tốc độ đo lên 5...10 lần - chỉ bằng cách tăng tần số xung nhịp. Độ chính xác của phép đo trên thực tế không bị ảnh hưởng bởi điều này, giảm đi tối đa 3...5 đơn vị của chữ số có nghĩa nhỏ nhất. Không cần phải ổn định tần số hoạt động cho một ADC như vậy, do đó, một máy phát RC thông thường là khá đủ cho độ chính xác của phép đo thông thường.

Một bộ dao động đa năng dự phòng được lắp ráp trên các phần tử DD1.2 và DD1.3, thời lượng xung của chúng có thể thay đổi từ gần 2 đến 0% khi sử dụng bóng bán dẫn VT50. Ở trạng thái ban đầu, có một “mức logic” (mức điện áp cao) ở đầu ra của nó (chân 6) và tụ điện C3 được sạc qua diode VD1. Sau khi xung âm kích hoạt đến, bộ hài hòa “lật ngược”, “số 2 logic” (mức điện áp thấp) xuất hiện ở đầu ra của nó, chặn bộ hài hòa thông qua chân 1.2 của DD1 và mở bóng bán dẫn VT1.4 thông qua biến tần trên DD3. Mạch sẽ duy trì ở trạng thái này cho đến khi tụ điện C5 được xả - sau đó số “1.3” ở chân 2 của DD1 sẽ “lật” bộ dao động trở về trạng thái chờ (lúc này C1.1 sẽ có thời gian để sạc và chân 1 của DD1 cũng sẽ là “1”), bóng bán dẫn VT4 sẽ đóng và cuộn LXNUMX sẽ phóng điện vào tụ CXNUMX. Sau khi có xung tiếp theo, tất cả các quá trình trên sẽ lặp lại.

Như vậy, lượng năng lượng tích trữ ở cuộn dây L1 chỉ phụ thuộc vào thời gian phóng điện của tụ C3, tức là vào độ mở của Transistor VT2 giúp nó phóng điện. Điện áp đầu ra càng cao thì bóng bán dẫn mở càng nhiều; Như vậy, điện áp đầu ra được ổn định ở một mức nhất định, tùy thuộc vào điện áp ổn định của diode zener VD3.

Để sạc pin, người ta sử dụng một bộ chuyển đổi đơn giản trên bộ ổn định tuyến tính có thể điều chỉnh DA1. Bạn chỉ phải sạc pin, ngay cả khi sử dụng đồng hồ vạn năng thường xuyên, một vài lần trong năm, vì vậy chẳng ích gì khi lắp đặt một bộ ổn định chuyển mạch phức tạp và đắt tiền hơn ở đây. Bộ ổn định được cấu hình cho điện áp đầu ra 4,4...4,7 V, được diode VD5 giảm 0,5.0,7 V xuống giá trị tiêu chuẩn cho pin lithium-ion đã sạc (3,9...4,1 V). Diode này cần thiết để ngăn chặn việc xả pin qua DA1 ở chế độ ngoại tuyến. Để sạc pin, bạn cần cấp điện áp 1...6 V vào đầu vào XS12 và quên nó trong 3...10 giờ. Ở điện áp đầu vào cao (hơn 9 V), chip DA1 rất nóng, do đó bạn cần cung cấp bộ tản nhiệt hoặc giảm điện áp đầu vào.

Là DA1, bạn có thể sử dụng bộ ổn áp 5 volt KR142EN5A, EH5V, 7805 - nhưng sau đó, để triệt tiêu điện áp “dư thừa”, VD5 phải được tạo thành từ hai điốt mắc nối tiếp. Các bóng bán dẫn trong mạch này có thể được sử dụng trong hầu hết mọi cấu trúc npn; KT315B được đưa vào đây chỉ vì tác giả đã tích lũy quá nhiều chúng.

KT3102, 9014, BC547, BC817, v.v. sẽ hoạt động bình thường.Điốt KD521 có thể được thay thế bằng KD522 hoặc 1N4148, VD1 và VD2 nên có tần số cao, lý tưởng nhất là BAV70 hoặc BAW56. VD5 là bất kỳ diode nào (không phải Schottky) có công suất trung bình (KD226, 1N4001). Diode VD4 là tùy chọn, chỉ là tác giả có điốt zener điện áp quá thấp và điện áp đầu ra không đạt tối thiểu 8,5 V, và mỗi diode bổ sung trong kết nối trực tiếp sẽ cộng thêm 0,7 V vào điện áp đầu ra. như mạch trước (100. ..200 µH). Sơ đồ sửa đổi cho công tắc vạn năng được hiển thị trong Hình. 1.8.

Cơm. 1.8. Mạch điện để tinh chỉnh công tắc vạn năng

Cực dương của pin được kết nối với vòng theo dõi trung tâm của đồng hồ vạn năng, nhưng chúng tôi kết nối vòng này với dấu “+” của pin. Vòng tiếp theo là tiếp điểm thứ hai của công tắc và nó được kết nối với các phần tử của mạch vạn năng bằng 3-4 rãnh. Các dấu vết này ở phía đối diện của bo mạch cần được ngắt và kết nối với nhau, cũng như với đầu ra +9V của bộ chuyển đổi. Chúng tôi kết nối vòng với bus nguồn +3 V của bộ chuyển đổi. Do đó, đồng hồ vạn năng được kết nối với đầu ra của bộ chuyển đổi và chúng ta bật và tắt nguồn của bộ chuyển đổi bằng công tắc vạn năng. Những khó khăn như vậy phải được thực hiện do bộ chuyển đổi tiêu thụ một lượng dòng điện (3...5 mA) ngay cả khi tắt tải và pin sẽ xả với dòng điện như vậy trong khoảng một tuần. Ở đây chúng tôi tắt nguồn của bộ chuyển đổi và pin sẽ tồn tại được vài tháng.

Một thiết bị được lắp ráp chính xác từ các bộ phận có thể sử dụng được thì không cần điều chỉnh, đôi khi bạn chỉ cần điều chỉnh điện áp bằng điện trở R7, R8 (bộ sạc) và diode zener VD3 (bộ chuyển đổi).

Cơm. 1.9 Tùy chọn PCB

Bảng có kích thước của pin tiêu chuẩn và được lắp đặt trong ngăn thích hợp. Pin được đặt dưới công tắc, thường có đủ không gian ở đó, trước tiên bạn cần bọc nó bằng nhiều lớp băng keo điện hoặc ít nhất là băng dính.

Để kết nối đầu nối bộ sạc, bạn cần khoan một lỗ trên thân đồng hồ vạn năng. Bố cục chân cắm của các đầu nối XS1 khác nhau đôi khi khác nhau, do đó bo mạch có thể cần được sửa đổi một chút.

Để tránh tình trạng pin và bo mạch chuyển đổi bị “lủng lẳng” bên trong đồng hồ vạn năng, chúng cần được ấn bằng vật gì đó bên trong vỏ.

Tác giả: Koshkarov A.P., Koldunov A.S.

Xem các bài viết khác razdela Bộ sạc, pin, tế bào điện.

Đọc và viết hữu ích bình luận về bài viết này.

<< Quay lại

Tin tức khoa học công nghệ, điện tử mới nhất:

Da nhân tạo để mô phỏng cảm ứng 15.04.2024

Trong thế giới công nghệ hiện đại, nơi khoảng cách ngày càng trở nên phổ biến, việc duy trì sự kết nối và cảm giác gần gũi là điều quan trọng. Những phát triển gần đây về da nhân tạo của các nhà khoa học Đức từ Đại học Saarland đại diện cho một kỷ nguyên mới trong tương tác ảo. Các nhà nghiên cứu Đức từ Đại học Saarland đã phát triển những tấm màng siêu mỏng có thể truyền cảm giác chạm vào từ xa. Công nghệ tiên tiến này mang đến những cơ hội mới cho giao tiếp ảo, đặc biệt đối với những người đang ở xa người thân. Các màng siêu mỏng do các nhà nghiên cứu phát triển, chỉ dày 50 micromet, có thể được tích hợp vào vật liệu dệt và được mặc như lớp da thứ hai. Những tấm phim này hoạt động như những cảm biến nhận biết tín hiệu xúc giác từ bố hoặc mẹ và đóng vai trò là cơ cấu truyền động truyền những chuyển động này đến em bé. Việc cha mẹ chạm vào vải sẽ kích hoạt các cảm biến phản ứng với áp lực và làm biến dạng màng siêu mỏng. Cái này ... >>

Cát vệ sinh cho mèo Petgugu Global 15.04.2024

Chăm sóc thú cưng thường có thể là một thách thức, đặc biệt là khi bạn phải giữ nhà cửa sạch sẽ. Một giải pháp thú vị mới từ công ty khởi nghiệp Petgugu Global đã được trình bày, giải pháp này sẽ giúp cuộc sống của những người nuôi mèo trở nên dễ dàng hơn và giúp họ giữ cho ngôi nhà của mình hoàn toàn sạch sẽ và ngăn nắp. Startup Petgugu Global đã trình làng một loại bồn cầu độc đáo dành cho mèo có thể tự động xả phân, giữ cho ngôi nhà của bạn luôn sạch sẽ và trong lành. Thiết bị cải tiến này được trang bị nhiều cảm biến thông minh khác nhau để theo dõi hoạt động đi vệ sinh của thú cưng và kích hoạt để tự động làm sạch sau khi sử dụng. Thiết bị kết nối với hệ thống thoát nước và đảm bảo loại bỏ chất thải hiệu quả mà không cần sự can thiệp của chủ sở hữu. Ngoài ra, bồn cầu có dung lượng lưu trữ lớn có thể xả nước, lý tưởng cho các hộ gia đình có nhiều mèo. Bát vệ sinh cho mèo Petgugu được thiết kế để sử dụng với chất độn chuồng hòa tan trong nước và cung cấp nhiều lựa chọn bổ sung. ... >>

Sự hấp dẫn của những người đàn ông biết quan tâm 14.04.2024

Định kiến ​​phụ nữ thích “trai hư” đã phổ biến từ lâu. Tuy nhiên, nghiên cứu gần đây được thực hiện bởi các nhà khoa học Anh từ Đại học Monash đã đưa ra một góc nhìn mới về vấn đề này. Họ xem xét cách phụ nữ phản ứng trước trách nhiệm tinh thần và sự sẵn sàng giúp đỡ người khác của nam giới. Những phát hiện của nghiên cứu có thể thay đổi sự hiểu biết của chúng ta về điều gì khiến đàn ông hấp dẫn phụ nữ. Một nghiên cứu được thực hiện bởi các nhà khoa học từ Đại học Monash dẫn đến những phát hiện mới về sức hấp dẫn của đàn ông đối với phụ nữ. Trong thí nghiệm, phụ nữ được cho xem những bức ảnh của đàn ông với những câu chuyện ngắn gọn về hành vi của họ trong nhiều tình huống khác nhau, bao gồm cả phản ứng của họ khi gặp một người đàn ông vô gia cư. Một số người đàn ông phớt lờ người đàn ông vô gia cư, trong khi những người khác giúp đỡ anh ta, chẳng hạn như mua đồ ăn cho anh ta. Một nghiên cứu cho thấy những người đàn ông thể hiện sự đồng cảm và tử tế sẽ hấp dẫn phụ nữ hơn so với những người đàn ông thể hiện sự đồng cảm và tử tế. ... >>

Tin tức ngẫu nhiên từ Kho lưu trữ Tàu ngầm điện cho khách du lịch 28.10.2021 Công ty U-Boat Worx của Hà Lan vừa trình làng một chiếc tàu ngầm điện nhờ tốc độ cao và khả năng điều khiển dễ dàng, có thể cạnh tranh tốc độ với các sinh vật biển đang hoạt động và các sản phẩm của đối thủ cạnh tranh. Mô hình Super Sub nhanh hơn ba lần so với tàu ngầm du lịch thông thường. Ví dụ, tàu ngầm thương mại Triton 3300/6 chỉ phát triển ở dưới nước với tốc độ 3 km / h, trong khi mẫu siêu tinh gọn DeepFlight Dragon - 5,5 hải lý / giờ (4 km / h). Điều này đôi khi không đủ để chiêm ngưỡng sinh vật biển - trước mắt một "con cá lớn", cư dân biển thích lao đi với tốc độ cao. Bạn có thể bắt kịp với hệ động vật dưới nước và chỉ có một cái nhìn tốt trên một chiếc tàu ngầm nhanh. Super Sub phát triển tuyệt vời cho loại thiết bị này với tốc độ 8 hải lý / giờ (14,8 km / h). Tuy nhiên, những con cá mập trắng lớn có thể di chuyển dưới nước nhanh gấp XNUMX lần, chưa kể những "bậc thầy" thực sự như cá buồm. Ngoài hệ thống động lực 60 kW và thiết kế thủy động học, Super Sub tự hào có cabin bong bóng ba chỗ ngồi với tầm nhìn tuyệt vời, điều khiển hướng và độ sâu tự động cùng các tính năng thông minh khác. Pin có dung lượng 62 kWh có thể hoạt động đến 8 giờ dưới nước mà không cần sạc lại, và nếu có sự cố xảy ra, theo kế hoạch, hệ thống hỗ trợ sự sống sẽ duy trì ở điều kiện chấp nhận được cho tuổi thọ trong 96 giờ. Đồng thời, độ sâu lặn của tàu ngầm không quá 300 m. Mẫu Super Sub sẽ có mặt trên thị trường từ năm 2023 và sẽ trở thành nền tảng chính để tạo ra các tàu lặn - một số biến thể đã được lên kế hoạch.

Tin tức thú vị khác:

▪ Chuẩn Wi-Fi lên đến 4,6 Gbps

▪ mô-đun flash eMMC

▪ Balun BALF-CC26-05D3 cho bộ thu phát CC26xx

▪ Muối rắc lên đuôi nòng nọc

▪ Ổ cắm gas gia đình

Nguồn cấp tin tức khoa học và công nghệ, điện tử mới

Tài liệu thú vị của Thư viện kỹ thuật miễn phí:

▪ phần công trường Thiết bị hàn. Lựa chọn bài viết

▪ bài báo Hãy đứng dậy, Đếm, những điều tuyệt vời đang tìm kiếm bạn! biểu hiện phổ biến

▪ bài báo Ai ở thời Trung cổ, không thể chinh phục lâu đài, đã mua nó? đáp án chi tiết

▪ bài Bạch yến nguyên củ. Truyền thuyết, canh tác, phương pháp áp dụng

▪ bài viết Bật ampli công suất mượt mà. Bách khoa toàn thư về điện tử vô tuyến và kỹ thuật điện

▪ Bài báo UMZCH. Bách khoa toàn thư về điện tử vô tuyến và kỹ thuật điện

Để lại bình luận của bạn về bài viết này:

Tất cả các ngôn ngữ của trang này

Arabic	Hebrew	Polish
Bengali	Hindi	Portuguese
Chinese	Italian	Spanish
English	Japanese	Turkish
French	Korean	Ukrainian
German	Malay	Vietnamese

Trang chủ | Thư viện | bài viết | Sơ đồ trang web | Đánh giá trang web

www.diagram.com.ua
2000-2024