ЕЛ Яковлев. г.Ужгород
Существует ряд устройств как бытового, так и промышленного применения, не имеющих индикаторов наличия сети на входе источников питания. Хорошо, если удается косвенно судить об этом по наличию индикации во вторичных источниках питания, а если их нет? Например, некоторые блоки авиационного наземного радиолокатора расположены в колонне привода антенны на высоте более пяти метров над землей. Индикация большинство напряжений имеется, кроме высоковольтного 2кВ. Для получения этого напряжения используется отдельный трансформатор 220 В / 2 кВ со своим предохранителем по первичной цепи, поэтому без индикации отказ предохранителя или выход из строя трансформатора определить практически очень сложно.
Наиболее целесообразно ислользовать для индикации наличия сети светодиод. Его размеры невелики, не сложно монтировать в любую аппаратуру, в том числе и бытовую.
Схема рис. 1 предельно проста [1 ]. Резистивный делитель напряжения R1 /R2 ограничивает напряжение на светодиоде VD1, который светит во время положительных полуволн сетевого напряжения. Экслериментально схема, как и другие в этой статье, проверялась и была работоспособной. Однако во время отрицательных полуволн сети, когда светодиод VD1 находится в запертом состоянии, к нему прикладывается напряжение, превышающее допустимое по TУ. Это нецелесообразно. Появляется и другая дилемма. Так, если использовать R1 указанного в первоисточнике номинала (для ограничения рассеиваемой резистором мощности и его нагрева), то требуется подбор типа свето-диода по максимальной яркости свечения на небольших, порядка 1 ...3 мА токах. А это уже затруднительно: чем больше ток светодиода, тем большая мощность будет рассеиваться на резисторе.
 
 
 
В схеме рис.2 один из отмеченных недостатков схемы рис. 1 устранен - во время отрицательных полуволн сетевого напряжения светодиод VD1 шунтируется сопротивлением открытого диода VD2. Падение напряжения на нем не превышает 0,8 В.
Коэффициент полезного действия большинства устройств, к сожалению, невелик. С этим мы привыкли мириться, хотя путей его повышения может быть много. Так, если вместо диода VD2 (рис.2) применить светодиод (рис.3), то потребление энергии схемой останется прежним, надежность работы не изменится, а сила света индикатора увеличится вдвое, т.к. во время отрицательных полуволн сетевого напряжения светодиод VD2 (рис.3) будет не только защищать светодиод VD1, но и излучать сеет.
Установив диод VD2 (рис.4) можно уменьшить рассеиваемую резистором R1 мощность вдвое по сравнению со схемой, показанной на рис.1.
Для повышения надежности работы светодиода целесообразно эашунтировать его обратносмещенньм диодом VD3 (рис.5).
Нагрев сопротивления входного делителя напряжения устраняется при использовании реактивного сопротивления конденсатора С1 (рис.6) [2]. Если используется светодиод VD1 с высокой светоотдачей при малом токе через него (2...3 мА), то емкость конденсатора С1 может быть около 33 нФ. Если же такой светодиод приобрести проблематично, то достаточно увеличить емкость конденсатора. Ориентировочно можно считать, что конденсатор емкостью 0,1 мкФ имеет реактивное сопротивление на частоте 50 Гц около 32 кОм. При этом он может обеспечить ток светодиода величиной окало 7 мА при напряжении сети 220 В.
Резистор R1 ограничивает бросок тока через светодиод при подаче сетевого напряжения на схему.
Резистор R2 - защитный. При отключении устройства от се-
ти он участвует в разрядке конденсатора. Наличие диодов VD1, VD2 обязательно для работы конденсатора С1 на переменном токе.
При использовании двух светодиодов (рис.7) принцип роботы схемы сохраняется, но суммарная яркость свечения индикатора возрастает вдвое без увеличения потребляемой мощности. Если все же ограничиться одним светодиодом, то его можно включить в диагональ диодного место VD1...VD4 (рис.8) [4]. Избыточность схемы компенсируется использованием маломощных низковольтных диодов с небольшим допустимым напряжением, например, КД522.
Для повышения информативности работы схемы контроля напряжения можно использовать мигающие светодиоды (цена их около 3 грн.).
В схеме рис.9 [3] для обеспечения возможности роботы стандартного светодиода, например АЛ307Б, в импульсном режиме применен симметричный динистор VD1 типа DB3. Сейчас эти полупроводниковые изделия имеются набольшинстве радиорынков по цене 25 коп., но спросом не пользуются - еще не оценили всех возможностей этих очень маленьких (размером с диод КД522, например) симметричных динисторов.
Конденсатор С1 заряжается через резистор R1 и диод VD3. При достижении напряжения пробоя динистора VD1 он подключает к конденсатору С1 светодиод VD2 (через резистор R2). Разряжая конденсатор, светодиод VD2 ярко вспыхивает. Частоту вспышек можно изменять, варьируя емкость конденсатора С1 Так, при изменении емкости от 10 до 30 мкФ частота вспышек изменялась ориентировочно от 2 до 0,7 Гц. Схема легко размещается на печатной плате (рис.11), можно использовать и навесной монтаж.
Если имеется двухцветный светодиод, например R/G, то целесообразно использовать схему, показанную на рис.10 [3]. Она обладает большими функциональными возможностями. При разомкнутом положении выключателя SA1 (показан на чертеже) будет светиться светодиод VD1 (красный). Это будет происходить в положительные полуволны сетевого напряжения. Ввиду того, что емкостное сопротивление конденсатора С1 во много раз больше сопротивления нагрузки RH, светодиод VD2 (зеленый) светиться не будет.
Если же в цепи нагрузки RH будет обрыв, то светодиоды VD 1 (R) и VD2 (G) будут включены последовательно. Цвет свечения индикатора сигнализирует об этом.
При включении нагрузки RH выключателем SA1 цепь светодиода VD1 (R) шунтируется, и этот светодиод не зажигается. Происходит свечение светодиода VD2 (зеленого) в отрицательные полуволны сетевого напряжения. Назначение элементов С2 R2 аналогично назначению элементов С1, R1 соответственно.
Резистор R3 используется для разряда конденсаторов после отключения сетевого напряжения от устройства.
Диоды VD3, VD4 могут быть слаботочными и низковольтными, например, типа КД522.
В заключение хотелось бы обратить внимание на ориентировочный характер указанных на чертежах элементов схем. Их конкретные значения зависят от параметров используемых светодиодов, в частности, от величины тока светодиода, необходимого для обеспечения приемлемой яркости свечения. Необходимые значения величин элементов схем уточняются при макетировании.
Радиосхема №3, 2006г.