Контроль и индикация параметров источников питания
Второй альтернативой неоновым лампам являются светодиоды [1.4].
На рис. 1.4 приведена схема индикаторной отвертки, выполненной на полупроводниковом светодиодном индикаторе. При подключении отвертки к "фазе" (и касании пальцем сенсорной площадки отвертки) через ее электрическую цепь на "землю" протекает ток. Он создает падение напряжения на последовательно включенных элементах цепи. На диодном мосте, в диагональ которого включен мостовой релаксационный генератор импульсов, появляется напряжение. Его величины достаточно для возникновения релаксационных колебаний: происходит периодический (с частотой 2…3Гц при 220 В) разряд конденсаторов на светодиод HL1.
Рис. 1.4. Схема индикатора "фазы", полярности и напряжения на светодиодах
Для индикации напряжения постоянного тока или для повышения яркости свечения индикатора HL1 может быть использован выносной щуп, подключаемый к индикаторной отвертке со стороны сенсорной площадки (см. рис. 1.4). При этом могут быть реализованы следующие варианты подключения: при неполном включении штекера в гнездо последовательно с выносным щупом включается диод VD5; при полном включении штекера диод VD5 отключается (шунтируется); в окне заглушки штекера, соответственно, изменяется надпись (с "-" на "-"). Как вариант, в разрыв цепи (точка "а") могут быть включены светодиоды HL2, HL3 (рис. 1.4 а); в этом случае необходимость в использовании диода VD5 отпадает.
При непосредственном подключении индикаторной отвертки к источнику контролируемого напряжения возможна индикация напряжений от 10 до 300 В и выше при частоте тока до нескольких кГц (определяется частотными свойствами диодов VD1 – VD5).
В качестве диодов VD1 – VD4 могут быть использованы любые низковольтные слаботочные диоды (падение напряжения на элементах моста не превышает 10 В). В качестве диода VD5 может быть использован слаботочный диод (цепочка диодов), предельное обратное напряжение которого в 1.5…2 раза превышает максимальную величину контролируемого напряжения. Для контроля высокочастотных цепей (при напряжении до 100 S) используют высокочастотные диоды.
Другие варианты индикаторов "фазы" на светодиодах с визуальной и аудиовизуальной индикацией рассмотрены в книге [1.5].
Для индикации опасных уровней электрического поля зачастую используют простейшие индикаторы. Описываемые ниже устройства [1.6] могут определять наличие электростатических потенциалов. Эти потенциалы опасны для многих полупроводниковых приборов (микросхем, полевых транзисторов); малейшая искра от статического электричества может вызвать взрыв пылевого или аэрозольного облака. Индикаторы также могут дистанционно определять наличие электрических полей высокой напряженности (высоковольтные и высокочастотные установки, электросиловое высоковольтное оборудование).
Чувствительным элементом всех устройств (рис. 1.5-1.10) являются полупроводниковые элементы (полевые транзисторы), электрическое сопротивление которых зависит от напряжения на их управляющем электроде – затворе. При появлении потенциала на управляющем электроде полевого транзистора его сопротивление сток – исток заметно изменяется. Соответственно, изменяется и величина тока, протекающего через полевой транзистор.
Изменение тока через полевой транзистор показывают светодиоды. Индикатор (рис. 1.5) содержит три детали: полевой транзистор VT1 – датчик электрического поля; светодиод HL1 – индикатор тока, стабилитрон VD1 – элемент защиты полевого транзистора. Отрезок толстого изолированного провода является антенной. Ее длина 10… 15 см. Чем больше длина антенны – тем выше чувствительность устройства.
Рис. 1.5. Схема индикатора электрического поля со светодиодом