Сетевой блок питания для мультиметра
Источники питания 12:45 / 13.07.2010 26 489
С. ЗОРИН, г. Мичуринск Тамбовской обл.
Предлагаемый сетевой импульсный блок питания, отличающийся малой проходной емкостью, имеет небольшие габариты и может быть размещен непосредственно в отсеке для батареи.
Кроме повышения экономичности эксплуатации мультиметра в стационарных условиях, с таким блоком питания возможны измерения в цепях, непосредственно связанных с сетью, без дополнительной погрешности.
![Сетевой блок питания для мультиметра Сетевой блок питания для мультиметра](/uploads/posts/2010-07/1279010672_mult_1.jpg)
Ток, потребляемый переносным цифровым мультиметром (например, М8*), М838, М890, MY68 и др), обычно не превышает 10 мА. В таких приборах в качестве автономного источника питания используют, как равило, гальванические батареи или аккумуляторы на напряжение 9 В ("Крона" или 6F22) При ежедневной работе прибора батарея (при емкости 170...250 мА-ч) может разрядиться менее чем за месяц.
Для питания цифровых мультиметров от сети переменного тока необходимо, чтобы проходная емкость между первичной и вторичной цепями блока питания была минимальной, а сопротивление изоляции значительно превышало входное сопротивление прибора.
Тогда возможны измерения и в цепях, имеющих связь с питающей сетью, без возникновения дополнительных погрешностей la рис. 1 представлена схема такого блока питания.
Основные технические характеристики:
Номинальное выходное напряжение, В 9
Ток нагрузки, мА, не Более 10
Частота преобразования, кГц, 200-250
Амплитуда пульсаций, мВ при токе 10 мА, не более 100
Относительная нестабильность выходного напряжения при изменении тока нагрузки в пределах 0 - 100мА, не более, % 2
Относительная нестабильность выходного напряжения при изменении входного напряжения в пределах 170...240 В при токе нагрузки 1 (10) мА, % 0,6 (1) Проходная емкость пф, 5
Сопротивление изоляции между первичной к вторичной цепями, МОм, не менее 500
![Сетевой блок питания для мультиметра Сетевой блок питания для мультиметра](/uploads/posts/2010-07/1279010735_mult_2.jpg)
В устройстве применен выпрямитель с гас щим конденсатором на диодном мосте VD1. Выпрямленное напряжение (его значение на конденсаторе фильтра С2 ограничено напряжением стабилизации стабилитрона VD2 — примерно 15 В) питает микросхему DD1 — четыре триггера Шмитта 2И-НЕ На них собран генератор импульсов (DD1.1) и усилитель мощности (DD1.2—DD1.4). Особенность генерагора — небольшой потребляемый ток в режиме холостого хода. При частоте 200 кГц микросхема потребляет около 1 мА. Трансформатор Т1 служит для развязки между первичной и вторичной цепями. Вторичная обмотка трансформатора Т1 подключена к удвоителю напряжения (С6, С7, VD3 и VD4). Выходное напряжение стабилизирует стабилитрон VD5. На рис. 2 представлена зависимость выходного напряжения от тока нагрузки.
При разработке этой конструкции минимизировано число используемых деталей и упрощено изготовление разделительного трансформатора. Этим же обусловлено использование удвоителя напряжения во вторичной цепи;
![Сетевой блок питания для мультиметра Сетевой блок питания для мультиметра](/uploads/posts/2010-07/1279010745_mult_3.jpg)
мостовой выпрямитель потребовал бы увеличения числа витков во вторичной обмотке трансформатора Т1 Плату с преобразователем размещают в батарейном отсеке мультиметрв (рис. 3), а элементы С1, R1 и R2 — в корпусе сетевой вилки (рис. 4). Чертеж печатной платы и расположение элементов показаны на рис. 5.
Конденсаторы С1 — К73-17, СЗ—С7 — керамические КМ-4, КМ-5, КМ-6, К10-17 или аналогичные импортные; полярные конденсаторы С2, С8 — оксидные, любые малогабаритные.
![Сетевой блок питания для мультиметра Сетевой блок питания для мультиметра](/uploads/posts/2010-07/1279010707_mult_4.jpg)
Стабилитрон VD2 — любой с напряжением стабилизации 12... 15 В и допустимым током не менее 20 мА. Диоды КД522А можно заменить диодами серии КД521 или аналогичными малогабаритными импульсными диодами с допустимым средним прямым током не менее 20 мА. Стабилитрон VD5 — любой с напряжением стабилизации 9 В и допустимым током не менее 20 мА.
HEF4093 или их отечественный аналог К561ТЛ1.
![Сетевой блок питания для мультиметра Сетевой блок питания для мультиметра](/uploads/posts/2010-07/1279010670_mult_5.jpg)
Обмотки трансформатора Т1 наматывают на кольцевом магнитопроводе размерами 10x6x5 мм из феррита 2000НМ. Острые грани кольца аккуратно стачивают мелкой наждачной бумагой. Кольцо обматывают двумя-тремя слоями ленты ФУМ толщиной 0,1 и шириной 10 мм. Такую ленту обычно использую т для уплотнения резьбовых соединений при проведении сантехнических и авторемонтных работ, приобрести ее можно в хозяйственном магазине. Лента ФУМ изготовлена из фторопласта-4Д, который по физическим характеристикам практически не отличается от хорошо известного фторопласта-4, обладающего хорошими диэлектрическими свойствами. Обмотки наматывают "внавал" с противоположных сторон ферритового кольца.
Они содержат по 30 витков провода ПЭЛ 0,12. Для намотки можно использовать и провод марки ПЭЛШО, проходная емкость при этом несколько уменьшится.
Полезно проверить сопротивление изоляции между первичной и вторичной цепями при напряжении 1000 В.
Важно обеспечить надежную фиксацию шнура питания в мультиметре, чтобы исключить его случайное выдергивание.
![Сетевой блок питания для мультиметра Сетевой блок питания для мультиметра](/uploads/posts/2010-07/1279010683_mult_6.jpg)
Налаживание устройства удобно производить с лабораторным блоком питания, который подключают к контактам монтажной колодки на плате устройства.
На выходе блока питания устанавливают напряжение 12... 15 В и с помощью осциллографа контролируют импульсное напряжение на выводах 4 10 или 11 DD1.
Амплитуда импульсов должна быть соответственно 9... 12 В, а период — 4...5 мкс.
Если период не укладывается в указанный интервал, его подстраивают изменением параметров элементов R3, С4.
Далее устройство отключают от блока питания и подключают к сети 220 В согласно схеме через элементы С1, R1 и R2. Следует помнить, что первичные цепи устройства не имеют гальванической развязки от сети, поэтому при налаживании нужно соблюдать особую осторожность Цифровым мультиметром измеряют напряжение на выходе устройства без нагрузки и с нагрузкой сопротивлением 910 Ом.
Разность его значений не должна превышать 2 %. В противном случае возможно, что емкость конденсаторов С1, С5 или С6 далека от номиналов. Затем с помощью осциллографа измеряют напряжение пульсаций, оно не должно превышать 0,1 В при нагрузке 910 Ом.
Если все-таки оно больше, нужно увеличить емкость конденсатора С7 или подобрать другой тип конденсатора.
![Сетевой блок питания для мультиметра Сетевой блок питания для мультиметра](/uploads/posts/2010-07/1279010730_mult_7.jpg)
При использовании элементов для поверхностного монтажа (SMD компоненты) размеры устройства можно значительно уменьшить; его внешний вид представлен на рис. 6, 7. Параметры блока питания не отличаются от предыдущего варианта. Элементы С1, R1 и R2 расположены на печатной плате. Объем такого блока питания приблизительно в два раза меньше объема батареи "Крона".
![Сетевой блок питания для мультиметра Сетевой блок питания для мультиметра](/uploads/posts/2010-07/1279010716_mult_8.jpg)
В качестве DD1 используется CD40106BM (6 триггеров Шмитта с инверсией), поэтому схема несколько изменена (рис. 8). Чертеж печатной платы и расположение элементов показаны на рис. 9. Конденсаторы СЗ—С7 и резистор R3 — типоразмера 1206. Диоды VD3, VD4 и мостового выпрямителя VD1 — BAS32 или аналогичные. В остальном элементы и налаживание не отличаются от предыдущего варианта преобразователя От редакции. Для повышения надежности рекомендуем использовать конденсатор К73-17на номинальное напряжение 630 В.
Разместив описанный здесь преобразователь питания полностью в блок-вилке, можн повысить эксплуатационную безопасность.
Источник: "Журнал Радио"