Вы еще ставите "Кроны" в свои мультиметры? Тогда мы идем к вам!

 

Картинка с просторов интернета. Вероятно, с pikabu.ru

Есть несколько методов отказа от использования батареек типоразмера 6F22 "Крона" в своих любимых показометрах.

1. Колхозинг повышайки на рассыпухе - было много статей и схем, как на одном-двух транзисторах, трансформаторе/дросселе сделать повышайку. 
Для изготовления нужно мотать трансформатор, обычно на мелком колечке. Иногда схема требовала наладки. Нужен был отдельный выключатель либо повышайку надо включать в разрыв цепи питания мультиметра после встроенного выключателя, что есть вмешательство в схему мультиметра. Зато питание хоть от одного АА-элемента.

2. Использование аккумуляторной Ni-MH "Кроны". 
У большинства этих аккумуляторов ощутимый саморазряд. Ну и еще необходимость для заряда доставать крону из мультиметра. Меньшее рабочее напряжение никеля - около 8.2 вольта.

3. Использование батарей на литиевых аккумуляторах.
Тут есть 2 вида аккумуляторов
Первые - со встроенной повышайкой до 9 вольт от одного аккумулятора - тут проблема в саморазряде - повышайка работает все время и в части случаев невозможность отследить разряд.
Вторые - внутри батарейки стоит 2 литиевых банки последовательно, которые дают рабочее напряжение от 8.5 вольт на свежезаряженной батарее и до 6 вольт на севшей. 
Опять же, для зарядки этих аккумуляторов их нужно доставать из мультиметра.
Ну и не все мультиметры нормально работают при такой сильной просадке напряжения.

4. Изготовление повышайки на современной элементной базе с использованием готовых моточных элементов. Обычно это один дроссель. Плюс наличие обратной связи, которое позволяет иметь стабильное выходное напряжение при нестабильном входном.

Вот про последний метод поговорим подробнее.

Все повышайки строятся по одному принципу. Нужно взять низкое напряжение батарейки и сделать из него высокое напряжение для мультиметра.

Типичная повышайка выглядит так:

Есть задающий генератор. Он включается и выключается по сигналу ENABLE (так же по этому сигналу и остальные узлы переходят в экономичный режим, но это сейчас не важно).
Скважность сигнала генератора может регулироваться. 

Генератор периодически открывает и закрывает транзистор. При открытии транзистора через него начинает течь ток, энергия запасается в дросселе, а после закрытия транзистора эта энергия через диод улетает в накопительный конденсатор. 

Напряжение на накопительном конденсаторе через делитель подается на вход обратной связи, сравнивается с каким то опорным напряжением и далее вырабатывается сигнал, управляющий скважностью генерации. Тем самым обеспечивается стабилизация выходного напряжения вне зависимости от входного.

Зачастую ключевой транзистор в маломощных повышайках встроен в саму микросхему.

Ну и исходя из схемы можно увидеть одну особенность:
На выходе повышайки ВСЕГДА ПРИСУТСТВУЕТ НАПРЯЖЕНИЕ, равное входному минус падение на диоде Шоттки. Независимо от того, включен генератор или выключен.

Ну и еще нужно понимать, что у любой повышайки есть КПД и он меньше 100%. 
У повышаек из лучших домов Филадельфии он приближается к 90-95%.... Обычно же это 80-85%. 
И еще не стоит забывать о законе сохранения энергии.... Если мы получили одну корову, то и сдать должны не менее одной коровы. Ну что б отчетность сходилась.
И если наша нагрузка кушает 2 мА от 9 вольт - т.е. 18 мВт, то и из батарейки будут высасываться те же 18 мВт + потери. Т.е. 18 мВт + 15% потерь - это почти 21 мВт.
При напряжении батарейки 3.7 вольта это около 5.6 мА.

Отсюда, кстати, и растут встреченные в сети заявления - повышайки прожорливы, высадили мои 2 АА-батарейки за 3 дня... Сколько энергии в батарейках было - столько и ушло в потребителя. За вычетом налогов.

А еще повышайки, как бы они не были построены, на холостом ходу продолжают кушать энергию из батарейки. 

Можно провести эксперимент. Взять USB-разъем, припаять к нему светодиод через резистор килоом в 20-30 и вставить это дело в Пауэрбанк.

И можно увидеть, как эта "банка силы" пытается поддерживать 5 вольт на своем разъеме даже в ждущем режиме, когда мощный преобразователь в 5 вольт выключен. 

Соответственно, для наших мультиметров надо придумывать какие то хитрые ходы, что б выключать повышайку (или даже ее полностью отключать от батарейки) при выключении мультиметра штатным выключателем.

Тут тоже есть разные методы.

Самый простой - вмешательство в схему мультиметра и подключение повышайки ПОСЛЕ штатного выключателя.

Но это уже вмешательство, на что пойтить могут не все. Шеф может не одобрить. Тогда можно попробовать внешними способами понять, а включен ли мультиметр.

Обычно в цепь питания включается чувствительный элемент, который определяет прохождение через него тока и генерирует сигнал для включения повышайки.
Из простых и доступных вариантов - это резистор или оптрон.

Резистор.

На резисторе должно упасть не менее 0.7 вольта, что б можно было открыть транзистор, управляющий повышайкой. Соответственно, нужно померять минимальный потребляемый мультиметром ток в различных режимах и рассчитать этот резистор так, что б на нем упало 0.7 вольта. Тогда при включении мультиметра откроется транзистор, разрешающий вход преобразователя подтянет к питанию - и преобразователь радостно сделает 9 вольт.
Правда, мультиметру достанется на 0.7 вольта меньше. Но тут можно подкрутить повышайку, что б давала больше.
Но опять же - резистор - линейная штука. И если мультиметр в режиме вольтметра кушает 2 мА, а в режиме прозвонки - 6 мА - то на резисторе может упасть слишком много напряжения. Если при 2 мА там 0.7 вольта, то при 6 мА - уже целых 2.1 вольта.
Решением тут может быть подключение цепей обратной связи повышайки в точку после резистора. Если повышайка делается на своей плате - то можно. Если это готовый модуль - то неможко сложнее.

Оптопара.

Тут еще проще - при включении мультиметра ток начинает течь через светодиод, открывает транзистор оптопары и на разрешающий вход преобразователя подается высокий потенциал.
У типовых оптопар ток диода может быть достаточно большим. Та же РС817 спокойно протаскивает через свой светодиод до 50 мА. И падение напряжения на диоде почти не зависит от тока - это порядка 1.2-1.4 вольта. Т.е. настроив повышайку на 10.2 вольта получим наши 9 вольт во всем диапазоне потребления мультиметра. Готовое описание этого метода с фотографиями есть в [1].

Но есть еще вариант включения повышайки.
Без вмешательства, но с подключением к цепям мультиметра.
А именно - нужно припаять один проводок к любой точке питания мультиметра после выключателя. И это и будет сигнал включения повышайки.

Использование выключателя мультиметра

Здесь совсем просто. Если мультиметр выключен - повышайка не работает. Если включен - работает.
Это минимальное вмешательство - достаточно найти контакт выключателя и к нему припаяться. Не нужно резать дорожки и легким движением руки мультиметр может быть приведен к первозданному виду.

Но во всех вышеуказанных вариантах повышайки никак не решены вопросы контроля и индикации разряда батарейки.  
Если делать индикацию разряда без вмешательства в цепи мультиметра, то необходимо делать какой то пороговый элемент, переключающий обратную связь преобразователя для снижения выходного напряжения. Такая попытка была реализована в [2].

Я же остановлюсь пока что только на отключении преобразователя при снижении напряжения питания ниже порогового уровня.

Здесь добавлена микросхемка TL431. Она питается от цепи питания мультиметра после выключателя. Т.е. при выключенном мультиметре на транзисторе Q1 отсутствует какое либо напряжение и повышайка остановлена. При включении питания, если напряжение на делителе R2R3 выше порога переключения TL-ки - через R4 будет течь ток, Q1 откроется и запустит преобразователь. Тут нужно подбирать резистор R3 делителя для выключения повышайки при падении напряжения батарейки ниже желаемого уровня.

_______________________________________________________________________________

Все вышеописанные схемы можно применять в мультиметрах с физическим выключателем, разрывающим цепь питания. В простых мультиметрах с автовыключением, реализованным на отдельных дискретных элементах, можно применять схему повышайки, описанную мною ранее.

Но эти схемы, включая последнюю, никак не решают вопрос полного разряда батарейки "в ноль", если забыть выключить выключатель мультиметра. Но это уже вопрос совсем другой статьи.

Ну и отмазка. Все делается на свой страх и риск. Если у кого то в результате сгорит мультиметр, взорвется телевизор и из ванной хлынет цунами - я не виноват.

_______________________________________________________________________________

Литература для ознакомления :

[1] https://radiokot.ru/artfiles/6679/

[2] https://www.radiokot.ru/forum/viewtopic.php?f=11&p=4344694

..........