Индикаторы отключения источника питания

Март 8, 2011 от admin Комментировать »

Отключение источника электроэнергии может послужить причиной сбоя в работе радиоэлектронной аппаратуры, повреждения технических устройств бытового и производственного назначения. В частности, при отключении холодильника возможно размораживание и порча продуктов, что требует принятия неотложных мер, исключающих неприятные последствия.

Для контроля состояния источника питания (наличия сетевого напряжения, его величины) зачастую используют индикаторы на неоновых лампах или электроизмерительные приборы.

Менее распространены индикаторы аварийного отключения источника питания, индикаторы обрыва предохранителя. Наличие таких устройств позволяет оперативно реагировать на аварийную ситуацию, предпринимать своевременные действия по устранению неполадок.

Обычно устройства подобного назначения содержат малонадежные батарейные или аккумуляторные источники резервного питания, сложную схему формирования сигналов индикации, систему автоматического отключения элементов питания. Приходится также использовать трансформаторы, развязывающие высоковольтную и низковольтную части устройства. Во избежание разряда элементов питания необходимо автоматическое отключение резервного источника через определенное время.

Индикатор отключения источника питания (рис. 36.1) выполнен на микросхеме K561J1E5 [Рл 12/96-21]. Устройство питается от сети переменного тока напряжением 220 В, хотя легко может быть преобразовано для индикации отключения источника питания постоянного или переменного тока напряжением 9…300 В. Потребляемый от сети ток не превышает 0,5 мА. В качестве источника резервного питания использован электролитический конденсатор С2 большой емкости (1000 мкФ).

Устройство работает следующим образом: при включении в сеть на управляющие входы (выводы 6 и 8 микросхемы DD1) генератора звуковых/световых импульсов подается уровень логической единицы, запрещающий работу генераторов. Напряжение

питания микросхемы составляет 9 В и ограничено стабилитроном VD5. Примерно через 10 мин резервный источник питания (конденсатор С2) зарядится до 9 В. При отключении сетевого напряжения происходит следующее: генератор микросхемы DD1 получает питание от резервного источника (конденсатор С2), а управляющие входы генераторов оказываются подключенными через резисторы R4 и R3 к общей шине, т.е. на них поступает уровень логического нуля, разрешающий работу генераторов. В результате совместной работы генераторов импульсов одновременно и синхронно вырабатываются звуковые и световые сигналы. В качестве светоизлучающего диода НИ используется А/1336 (направленный световой поток высокой интенсивности), либо АЛ307 (рассеянное излучение). В качестве звукового излучателя BF1 использован пьезоизлучатель 3/7-/9. Благодаря тому, что ток, потребляемый устройством в режиме аварийной сигнализации, невелик, энергии конденсатора хватает на 5 мин работы звуковой и световой индикации. При подаче сетевого напряжения индикация немедленно выключается.

Индикатор может быть размещен непосредственно в сетевой вилке (или розетке) и установлен в виде заглушки в сетевую розетку. Для повышения громкости звукового сигнала параметры времязадающей RC-цепочки генератора могут быть подобраны для получения максимальной громкости сигнала в пьезоизлучате- ле (по резонансу). Увеличить продолжительность индикации можно за счет большей емкости конденсатора С2, а также за счет изменения скважности генерируемых сигналов. Конденсатор С1 обеспечивает двухсекундную задержку срабатывания устройства после отключения электроэнергии. При установке устройства в холодильник индикатор может быть подключен параллельно выключателю лампы внутренней подсветки. В этом случае дополнительная функция устройства будет заключаться в индикации неплотно закрытой дверцы холодильника.

Устройство на рис. 36.2 также предназначено для световой индикации отключения источника электроэнергии [F 2/98-173]. Оно потребляет от сети не более 100 мВт. Индикатор работает следующим образом: конденсатор большой емкости С1 через резисторы R1, R2, диодный мост VD1 — VD4 и диод VD5 заряжается до напряжения стабилизации стабилитрона VD6 (9 В). Время полного заряда около 10 мин. К конденсатору С1 подключен генератор импульсов, выполненный на кремниевых транзисторах р-п-р и

п-р-п структуры (VT1, VT2) и работающий в ждущем режиме. Нагрузкой генератора является светодиод HL1. В стационарном («нормальном») режиме генератор выключен, поскольку на его управляющий вход через резистор R3 подается запирающее напряжение.

Рис. 36.2

После пропадания напряжения в сети управляющий вход генератора импульсов через резистор R3 и стабилитрон VD6 оказывается подключенным к «общей шине», генератор начинает вырабатывать короткие мощные вспышки света. Диод VD5 обеспечивает развязку цепи управления генератора и источника резервного питания (конденсатор С1). Генерация продолжается 1,5…2 мин до полного разряда конденсатора С1. Частота вспышек составляет примерно 0,67 Гц.

Для управления внешними силовыми цепями, например, системой автоматического резервирования источника питания, в качестве светодиода или последовательно с ним может быть включен светодиод оптронной пары.

Контроллеры сетевого питания (рис. 36.3. 36.4) предназначены для аудиовизуального контроля наличия/отсутствия сетевого напряжения, а также для индикации перегорания предохранителя.

Устройства (рис. 36.3, 36.4) состоят из трех узлов, работающих независимо друг от друга [F 6/99-652].

Индикатор отключения сетевого напряжения (рис. 36.3) содержит генератор импульсов, выполненный на аналоге инжек- ционно-полевого транзистора (VT1, VT2). При включении питания устройства через диоды VD1, VD3, VD4 и резистор R3 происходит заряд конденсатора С1. Стабилитрон VD2 защищает элементы схемы от превышения напряжения. Генерации импульсов не происходит, поскольку управляющий переход транзистора VT1 подключен к прямосмещенному диоду VD1. Конденсатор С4 сглаживает пульсации и исключает отпирание транзистора VT1. Заряд конденсатора С1 продолжается несколько минут. При отключении сетевого напряжения транзистор VT1 открывается, разрешая работу генератора импульсов. Источником резервного питания, обеспечивающего работу генератора импульсов, является конденсатор С1. Короткие импульсы света и звука следуют через 7…8 сек.

Рис. 36.3

Индикатор (рис. 36.4) собран на основе несимметричного мультивибратора, принцип работы которого (включение/выключение) близок к описанному ранее.

В зависимости от разброса параметров используемых элементов, а также их качества (сопротивления утечки конденсатора резервного питания) светозвуковая индикация продолжается 8… 13 мин (рис. 36.3). Частота следования импульсов определяется постоянной времени RC-цепочки R2C3. При уменьшении этой величины время индикации пропорционально снижается, а частота следования светозвуковых посылок растет.

Индикатор сетевого напряжения (рис. 36.3) содержит последовательно соединенные гасящий конденсатор С6, резисторы R6 и R7, светодиоды зеленого свечения HL4 и HL5. При исправном предохранителе через эти светодиоды протекает ток около 7 мА, светодиоды ярко светятся зеленым цветом.

Рис. 36.4. Схема контроллера сетевого питания

Индикатор (рис. 36.4) выполнен на основе релаксационного генератора импульсов на лавинном транзисторе VT3.1. Период вспышек светодиода HL2 близок к 0,9 сек.

Индикатор перегорания предохранителя (рис. 36.3) также содержит последовательно соединенные гасящий конденсатор С5, резисторы R4 и R5, светодиоды красного свечения HL2 и HL3. Эта цепь подключена параллельно предохранителю FU1. При перегорании предохранителя и обрыве нагрузки ток величиной до 3,5 мА протекает через параллельную цепь; светодиоды HL2 и HL3 светятся красным цветом. При перегорании предохранителя и коротком замыкании нагрузки светятся все светодиоды (протекает ток до 7 мА).

Индикатор в схеме на рис. 36.4 выполнен на основе релаксационного генератора импульсов, причем его времязадающую цепь шунтирует предохранитель FU1, поэтому устройство начинает работать только после его перегорания. Устройство вырабатывает вспышки света (светодиод HL3) как при обрыве, так и при коротком замыкании нагрузки. При коротком замыкании нагрузки частота следования импульсов повышается, максимальный ток через короткозамкнутую нагрузку ограничен сопротивлением R7 и не превышает 0,22 мА. Лавинные транзисторы VT1.1 и VT1.2 могут быть заменены аналогами (рис. 36.5). Индикация перегорания предохранителя происходит и при обрыве сопротивления нагрузки: ток через генератор импульсов протекает по цепи VD3, R5.

Индикаторы отключения источника питания 450cxem image932