Люминесцентные лампы дневного света (ЛДС) и баллоны энергосберегающих ламп (БЭЛ) с перегоревшими нитями накала еще успешно могут послужить в качестве источников аварийного освещения помещений

В технических журналах имеется много публикаций различных схем питания (ЛДС) от аккумуляторных батарей с напряжением 12 В (АБ12В) Эти схемы представляют собой, в основном, однотактные генераторы с самовозбуждением и повышающей обмоткой [3, 4], позволяющей зажигать и поддерживать нормальное свечение ЛДС с питанием и без питания нитей накала, что позволяет также использовать и баллоны от энергосберегающих ламп с перегоревшими нитями накала. Опубликовано также несколько схем двухтактных генераторов с самовозбуждением и возбуждением от задающих генераторов [1, 2]. Большинство схем содержат дополнительные элементы для улучшения режимов работы транзисторов.

Читать далее →

Резисторы в устройстве могут быть любых типов. Здесь, как и в любом другом измерительном приборе, действуют общепринятые подходы. При выборе резисторов, руководствуются тем, что номиналы, определяющие сопротивление, задающие порядок номинала, т.е. резисторы R4, R6 — прецизионные с допуском не хуже ±0,5%. Резисторы R3 и R7 — подборные, обычные, например, МЯТ. Резисторы R1 и R2 номиналом 0,12 Ом — проволочные, из широкодоступных. В отличие от самых ходовых, т.е. резисторов номиналом 0,1 Ом, они оказываются вдвое дешевле, поэтому их и применили.

Читать далее →

Основа прибора — это стрелочный измеритель тока на 1 00 мкА типа М2003А. Такой выбор вызван его наличием и, главное, желанием отказаться от китайских тестеров, их проводов и дополнительных нагрузочных резисторов. Вместо М2003А можно применить другой стрелочный измеритель. Важно с помощью резисторов 16 и Я7 добиться, чтобы конечная отметка шкалы вольтметра (БА1 в нижнем положении) соответствовала показаниям 2 В.

Соответственно, подбором резисторов [3 и 14 добивались, чтобы конечная отметка шкалы соответствовала току 1 А. Важным моментом является правильный выбор диодов «разряжателя». Экземпляры диодов вы-

бирают такие, чтобы при напряжении аккумулятора 0,9 В ток через них практически прекращался. Тогда не нужен будет постоянный контроль за процессом разряда аккумулятора. Главное, что не будет опасности глубокого переразряда аккумулятора. Нужно помнить, что аккумуляторы одинаково боятся как глубокого разряда, так и перезаряда. И то, и другое для них «смерти подобно». Правильный подбор диодов позволяет избежать указанных негативных последствий.

Чувствительности головки РА1 хватает, чтобы увидеть этот ток. Затем переключатель БА1 переводят в нижнее (по схеме) положение. Теперь головка РА1 служит вольтметром. Вся шкала соответствует 2 В, что очень удобно для измерения как новых элементов, так и для «севших» или неисправных. Применен переключатель БА2 на два рабочих положения, то есть напряжение «холостого хода» испытываемого элемента даже не представляет интереса. Поэтому от возможности его измерения попросту отказались. В нажатом положении переключателя БА2 параллельно испытываемому аккумулятору подключается цепь разряда. Она представлена двумя диодами: УР1 и УР2. Эти диоды специально подобраны, о чем будет сказано дальше.

Когда нам нужно было разряжать аккумуляторы, то БА2 переводили в правое (по схеме 1) положение. Пока переключатель БА1 находится в показанном на схеме положении, мы контролируем ток разряда аккумулятора. Когда стрелка измерителя РА1 устремляется к нулевой отметке шкалы, аккумулятор с разряда снимают. После этого аккумулятор уже готов к установке в зарядное устройство.

Помимо тока разряда, имеется возможность контроля напряжения на разряжаемом аккумуляторе. Никель-металлогидридные аккумуляторы емкостью 2650 мАч являются мощными малогабаритными аккумуляторами. Но обращаться с ними нужно аккуратно, не перезаряжая, и избегая чрезмерно глубокого разряда.

Самостоятельно убедитесь, что нормально разряженный аккумулятор полноценно возьмет заряд и дольше прежнего будет его отдавать.

Циклы заряд-разряд станут полноценными, такими, какими они и должны быть на самом деле. Шкала на 2 В прибора РА1 дает достоверную картину, т.к. точность головки в этом секторе шкалы сохраняется высокой. Хорошо видно, как разряжается аккумулятор. Мгновенно и удобно наблюдается данным прибором и новый, только что заряженный аккумулятор, насколько хорошо он заряжен. Шкала одинаково удобна и для 1,2-, и для 1,5-вольтовых элементов питания. Новые батарейки могут иметь ЭДС более 1,5 В, часто встречаются экземпляры с ЭДС до 1,55 В и больше.

Если батарейка «свежая» и не «севшая», то при кратковременном подключении ей не страшна разрядная цепь из элементов к 1, 12, УЭ1, У02.

Зато сразу становится ясно, в каком состоянии на-ходится эта батарейка.

Резисторы 11 и [2, помимо шунтов для прибора РА1, выполняют еще и функцию небольших ограничителей тока для диодов УО1 и У02. Таким образом, благодаря совмещению нескольких функций в одном приборе получается простота проверки любых 1,2… 1,5- вольтовых элементов. Можно проверять ЭДС при токе 10 мА, а можно ток резко увеличить до сотен мА. Именно таким будет ток при разряде мощных 2650 мАч аккумуляторов. Часами нужно ждать, чтобы этот ток снизился на порядки, при напряжении на аккумуляторе до 0,9… 1,0 В. А ведь с такими аккумуляторами фотокамеры не хотят вообще работать. Индикаторы фотокамеры мигают уже при ЭДС аккумулятора около 1,1 В, т.е. аккумулятор еще может долго разряжаться, но «электроника» в фотокамерах не позволяет этого сделать и отключает аппаратуру.

Как известно, в процессе работы значительная тепловая мощность выделяется на диодах выпрямителя. Причиной выделения тепла в выпрямителях является падение напряжения на р-п-переходе силового диода, которое составляет величину в пределах 0,5… I В. Устранить его невозможно.

Работа устройства

На микросхеме DA3 выполнен компаратор напряжения по стандартной схеме. Он контролирует напряжение на аккумуляторе. Пока напряжение на неинвертирующем выводе 2 DA3 ниже, чем опорное напряжение на инвертирующем выводе 3 DA3, на выходе 7 присутствует низкий уровень напряжения (транзистор VT3 открыт), а следовательно, синхронный выпрямитель заряжает аккумулятор. По мере заряда аккумулятора напряжение на неинвертирующем выводе 2 DA3 увеличивается, когда оно превысит уровень опорного напряжения на выв. 2, на выходе появится высокий уровень напряжения. В результате на затворе транзистора VT3 присутствует высокий уровень, что проводит к выключению транзистора VT3. Таким образом, ток заряда аккумулятора протекает тогда, когда мгновенное напряжение на обмотке трансформатора превышает ЭДС батареи (один из транзисторов VT1, VT2 и их защитных диодов открыт), и при условии, что ЭДС ниже заданной уставки (транзистор VT3 открыт). Импульсы тока повторяются в каждом полупериоде. Длительность их зависит от соотношения между ЭДС и амплитудой напряжения на обмотке. Таким образом, когда открыт транзистор VT3, через него проходит пачка импульсов, длительность которой определяется компаратором DA5. Заряд аккумулятора идет методом широтно-импульсной модуляции.

Если напряжение на аккумуляторе ниже напряжения «уставки», задаваемое потенциометром R9, то открывается транзистор VT3 и происходит заряд аккумулятора. Напряжение на аккумуляторе через некоторое

время достигает напряжения «уставки», и компаратор выключает транзистор УТЗ. Заряд останавливается.

По истечении определенного времени, зависящего от скорости химических реакций в аккумуляторе, напряжение на аккумуляторе вновь станет ниже напряжения «уставки», и процесс повторится. По мере заряда аккумулятора длительность времени подключения ак-

кумулятора к синхронному выпрямителю уменьшается. При полном заряде аккумулятор отключается транзистором VT3 от синхронного выпрямителя. Напряжение полного заряда устанавливается резистором R9. Питается устройство от выпрямленного напряжения через диод VD2. Это напряжение не стабилизируется, поскольку микросхемы могут работать до 30 В. Так как падение напряжения на транзисторах VT1,VT2 маленькое (внутреннее сопротивление равно 0,001 Ом), то напряжение на обмотках II, III можно выбрать около 10… 12 В. Используемые транзисторы позволяют пропускать ток до 100 А. Для увеличения тока можно установить параллельно несколько транзисторов. При этом изменения в схему вносить не придется.

При использовании устройства в качестве пускового, необходимо выбрать соответствующей мощности трансформатор. В качестве трансформатора TV 1 используются два трансформатора типа ОСМ1-0,4УЗ, с

выходным напряжением 1 2 В. Мощность трансформатора выбирают исходя из мощности, потребляемой стартером автомобиля. Для легковых автомобилей мощность стартера приблизительно 1 кВт [1 ]. В режиме номинальной мощности потребляемый ток составляет

200…300 А. Стартер вращается при минимальном напряжении 8 В. Если предположить, что пускозарядное устройство берет на себя 50% нагрузки (остальные 50% мощности отбираются от аккумулятора), то ток, потребляемый от ПЗУ, составит 100… 150 А, при этом напряжение на его выходе не должно снижаться ниже 8 В, следовательно, мощность трансформатора должна быть 800 Вт и более. Максимальное напряжение на заряженном кислотном аккумуляторе не должно превышать! 4,4 В (2,4 В на одну «банку» аккумулятора). Отсюда следует, что вторичная обмотка должна быть рассчитана на эффективное напряжение 10 В. Амплитудное значение этого напряжения составит 15 В.

Итак, трансформатор должен иметь минимальную мощность 800 Вт, напряжение вторичной обмотки

1. ..1 2 В, ток 100… 150 А. Так как время пуска составляет не более 15 с (3 попытки по 5 с), то можно допустить несколько больший, чем обычно нагрев трансформотора в этом режиме. При токе 1 00 А на транзисторах выделяется всего 1 0 Вт мощности, следовательно, их нужно поставить на радиатор площадью 1 00 см2. Соединительные провода, соединяющие ПЗУ с аккумулятором, имеют сечение 25 мм2. Их выбирают исходя из допустимой плотности тока. Обычно, для таких устройств плотность тока равна 4… 1 0 А/мм2. Чем больше плотность тока, тем сильнее нагрев проводов. В качестве выходных выводов используются клеммы К366УЗ с резьбой М10. Длина соединительных проводов 2,5 м.

Светодиод НИ служит для индикации правильного подключения к аккумулятору соединительных проводов устройства, а также индикации исправной работы устройства. Печатная плата устройства показана на З.

Очевидно, что проигрывает только владелец аккумуляторов. Хуже всего будет ситуация с батарейками. С еще исправными батарейками фотокамера отказывается работать. В тоже время, во многих других устройствах эти же батарейки продолжают исправно служить, причем достаточно долго. Очень наглядно это иллюстрируется их установкой в любой фонарик, потребляющий значительный ток.

Что касается батареек, то они подорожали как минимум в 2-3 раза, и их уже все менее выгодно становится приобретать, тем более нецелесообразно выбрасывать, когда они еще не разряжены полностью.

Таким образом, необходимо самостоятельно определять состояние аккумуляторов и батареек. Аккумуляторы, если нужно, перед подзарядкой разряжают. Использовать всякий раз нагрузочные резисторы и вольтметр с амперметром оказывается крайне неудобно. Особенно, когда диагностику приходится осуществлять часто. При разработке данного измерительного прибора основной упор делали на проверку 1,2- и 1,5-воль- товых элементов питания. То есть их, как самых широко распространенных, приходится проверять чаще всего.

Схема прибора показана на 1.

Фактически, в одном корпусе размещено несколько разных устройств, выполняющих разные функции. Универсальным измерительным прибором является стрелочный измеритель тока РА1. В показанном на схеме положении переключателя БА1 прибор РА1 измеряет ток разряда тестируемого элемента. Подключенный к клеммам 6 аккумулятор, в зависимости от положения переключателя БА2, оказывается подключен либо к «разряжателю», либо к нагрузочному резистору Р5 (110 Ом). На схеме 1 БА2 подключает к выводам аккумулятора небольшую нагрузку — резистор Р5.

Такая нагрузка необходима для проверки любого, пусть даже самого маломощного элемента питания, не важно, батарейки или аккумулятора. Без нагрузки многие «высохшие» элементы ведут себя как исправные. Стоит немного нагрузить элемент, как его напряжение резко снижается, иногда даже до нулевой отметки.

Таким образом, в показанном на схеме положении обоих переключателей тестируемый элемент нагружен током около 10 мА. Такой ток без значительного снижения выходного напряжения должны выдерживать любые кондиционные 1,5 В гальванические элементы, не говоря уже об аккумуляторах.

Во-первых, переключение диапазона требует всякий раз вынимать и вставлять штекер измерительного провода.

Во-вторых, при переходе с диапазона на диапазон необходимо крутить ручку регулятора для установки стрелки прибора на нулевую отметку. Чем больше разряжена батарея, тем чаще и интенсивнее нужно прикладываться к этой ручке.

В-третьих, в приборе использована батарейка дефицитного типоразмера. Несколько лет подряд таковых вообще не было в продаже. Поэтому прибор оснащен дополнительным отсеком, где установлена обычная батарейка напряжением 1,5 В.

В-четвертых, питание прибора всего-навсего составляет 1,5 В, что резко ограничивает практические возможности прибора. Никакие светодиоды проверять уже невозможно. Чтобы не мучиться с подстройкой нуля, в авторском М41070/1 добавлены подстроечные резисторы, а переключение диапазонов осуществляется клавишным переключателем П2К. Теперь каждый диапазон имеет свою персональную регулировку «нуля». При изменении диапазона все провода остаются на своих местах.

В новом приборе применена головка на ток полного отклонения 100 мкА. Так что положительные достижения зависят и от схемы омметра, и от питающего напряжения. «Килоомный» диапазон предназначен как раз для проверки переходов транзисторов на предмет утечек. Хорошо «прозваниваются» и диоды, как в прямом, так и в обратно смещенном включении. В нажатом положении выключателя 6А1 — предел «Ом». Например, проверка исправного диода Шотки типа КД2998Г дает отклонение стрелки на 1 деление шкалы прибора. Для кремниевого мощного диода типа КД21 ЗА — 2 деления шкалы. Для перехода Б-Э мощного транзистора КТ8101 или КТ8102 приходится уже 2,5 деления шкалы прибора.

Поскольку большая разница в сопротивлениях переходов Б-Э считается дефектом, то на это нельзя закрывать глаза. В противном случае, при использовании в мощном источнике питания, при прогреве, такой транзистор может быстро выйти из строя. Как видим, всевозможных нюансов предостаточно.

По размерам рассматриваемый самодельный омметр-пробник получился значительно меньше, чем распространенные мультиметры серии 8300.

Впоследствии данный прибор был доработан согласно схеме 4. Доработке прибор подвергли по причине того, что когда батарейки в приборе начинали «садиться», потребовалась установка «нуля» стрелки прибора. Добавочный резистор Я4 нужен для балансировки чувствительности на диапазоне«Ом», чтобы не крутить подстроечный резистор 15 при переходе с диапазона на диапазон.

Конструкция и детали

Конструктивное исполнение прибора может быть произвольным. Автор применил самый простой выход из положения, если, конечно, нет полностью готового подходящих размеров корпуса. Здесь использован пластмассовый корпус от сетевой (220 В/10 А) советской электророзетки. Привлекает пластик, хорошо поддающийся обработке и не растрескивающийся при пустяковом механическом воздействии. Оставалось вырезать верхнюю и нижнюю крышечки, подобрать втулку с резьбой для стягивания крышек между собой и корпус готов. Со снятой нижней крышкой фото прибора показано на 5.

Детали могут быть любыми. Чтобы самопроизвольно не изменялись показания прибора, резисторы лучше применить прецизионные с допуском ±0,5%. Если резистор Я2 «плавающий», то нет стабильного «нуля» на пределе «кОм», что вынуждает подстраивать резистор 15. В качестве [3 использован обычный МЛТ-2 Вт. Мощные резисторы при работе на малой мощности оказываются более стабильными. Чтобы избежать применения второго подстроечного резистора (на пределе «Ом»), подбирали [4 и [1. На пределе «Ом» ток в измеряемой цепи ограничен до 25 мА. К примеру, в приборе М4107/1 ток в измеряемой цепи превышает 55 мА. Переключатель БА1 обязательно должен быть сдвоенным. Надо исключить ситуацию, когда контакты БА1.1 замкнуты, а контакты БА1.2 разомкнуты.

Иначе произойдет аварийная ситуация для стрелочного прибора, и ток через него многократно превысит его предельное значение 1 00 мкА. Прибор может выйти из строя! Поэтому выключатель должен быть надежным. Кое-что следует сказать и об используемом индикаторе. Сюда индикаторы уровня записи от старых магнитофонов не подходят. С ними получаются плохие результаты. Поэтому здесь применили индикатор от измерительного генератора, приобретенного на рынке.