Универсальные светодиодные индикаторы токовой перегрузки для источников питания

Превышение выходного тока в источниках питания свидетельствует об увеличении потребляемой мощности в устройстве нагрузки. Иногда потреблявмый ток в нагрузке (из-за неисправности соединений или самого устройства нагрузки) может увеличиться вплоть до значения тока короткого замыкания (к/з), что неминуемо приведет к аварии (если источник питания не снабжен узлом защиты от перегрузки).
Последствия перегрузки могут оказаться более существенными и непоправи-мыми, если использовать источник питания без узла защиты (как сегодня часто делают радиолюбители, изготавливая простые источники и покупая недорогие адаптеры) — увеличится энергопотребление, выйдет из строя сетевой трансформатор, возможно возгорание отдельных элементов и неприятный запах.
Для того чтобы вовремя заметить выход источника питания в "заштатный" режим, устанавливают простые индикаторы перегрузки. Простые — потому, что они, как правило, содержат всего несколько элементов, недорогих и доступных, а установить эти индикаторы можно универсально практически в любой самодельный или промышленный источник питания.
Самая простая электронная схема индикатора токовой перегрузки показана на рис. 3.4.

Работа ее элементов основана на том, что последовательно с нагрузкой в вы¬ходной цепи источника питания включают офаничивающии резистор малого сопротивления (R3 на схеме). Данный узел можно применять универсально в источниках питания и стабилизаторах с разным выходным напряжение (ис¬пытано в условиях выходного напряжения 5—20 В). Однако значения и номиналы элементов, указанных на схеме рис. 3.4, подобраны для источника питания с выходным напряжением 12 В. Соответственно, для того чтобы расширить диапазон источников питания для данной конструкции, в выход-ном каскаде которых будет эффективно работать предлагаемый узел индика-ции, потребуется изменить параметры элементов R1—КЗ, VD1, VD2.


Пока перегрузки нет, источник питания и узел нагрузки работают в штатном режиме, через R3 протекает допустимый ток и падение напряжения на резисторе невелико (менее 1 В). Также невелико в этом случае и падение напря¬жения на диодах VD1, VD2, при этом светодиод HL1 едва светится.
При увеличении тока потребления в устройстве нагрузки или коротком за-мыкании между точками А и Б ток в цепи возрастает, падение напряжения на резисторе R3 может достигнуть максимального значения (выходного напря¬жения источника питания), вследствие чего светодиод HL1 загорится (будет мигать) в полную силу. Для наглядного эффекта в схеме применен мигающий светодиод L36B. Вместо указанного светодиода можно применить аналогич¬ные по электрическим характеристикам приборы, например, L56B, L456B (повышенной яркости), L816BRC-B, L769BGR, TLBR5410 или подобные им.
Мощность, рассеиваемая на резисторе R3 (при токе к/з) более 5 Вт, поэтому этот резистор изготавливается самостоятельно из медной проволоки типа ПЭЛ-1 (ПЭЛ-2) диаметром 0,8 мм.
Ее берут из ненужного трансформатора. На каркас из канцелярского каран¬даша наматывают 8 витков этого провода, концы ее облуживают, затем кар¬кас вынимают. Проволочный резистор КЗ готов.
3.4.1.0 деталях
Все постоянные резисторы типа МЛТ-0,25 или аналогичные.
Вместо диодов VD1, VD2 можно установить КД503, КД509, КД521 с любым буквенным индексом. Эти диоды защищают светодиод в режиме перегрузки (гасят излишнее напряжение).
К сожалению, на практике нет возможности постоянно визуально следить за состоянием индикаторного светодиода в источнике питания, поэтому разум¬но дополнить схему электронным узлом звукового сопровождения. Такая схема представлена на рис. 3.5.

Как видно из схемы, она работает по тому же принципу, но в отличие от пре¬дыдущей, это устройство более чувствительно и характер его работы обу¬словлен открыванием транзистора VT1, при установлении в его базе потен¬циала более 0,3 В. На транзисторе VT1 реализован усилитель тока. Транзи¬стор выбран германиевым. Из старых запасов радиолюбителя. Его можно заменить на аналогичные по электрическим характеристикам приборы: МП 16, МП39—МП42 с любым буквенным индексом. В крайнем случае,Рис. 3.5. Электрическая схема узла звукового и светового индикатора перегрузки
Порог включения транзистора VT1 зависит от сопротивления резисторов R1 и R2 и в данной схеме при напряжении источника питания 12,5 В индикация включится при токе нагрузки, превышающем 400 мА.
В коллекторной цепи транзистора включен мигающий светодиод и капсюль со встроенным генератором 34 НА1. Когда на резисторе R1 падение напря¬жения достигнет 0,5...0,6В, транзистор VT1 откроется, на светодиод HL1 и капсюль НА1 поступит напряжение питания. Поскольку капсюль для свето-диода является активным элементом, ограничивающим ток, режим работы светодиода в норме. Благодаря применению мигающего светодиода капсюль также будет звучать прерывисто — звук будет слышен во время паузы между вспышками светодиода.
В этой схеме можно достичь еще более интересный звуковой эффект, если вместо капсюля НА1 включить прибор KPI-4332-12, который имеет встроен¬ный генератор с прерыванием. Таким образом звук в случае перефузки будет напоминать сирену (этому способствует сочетание прерываний вспышек све¬тодиода и внутренних прерываний капсюля НА1). Такой звук достаточно фомкий (слышно в соседнем помещении при среднем уровне шума), обяза¬тельно будет привлекать внимание людей.
Еще одна схема индикаторов перегрузки представлена на рис. 3.6.

В тех конструкциях, где установлен плавкий (или иной, например, самовос¬станавливающийся) предохранитель, часто требуется визуально контролиро¬вать их работу. Простая разработка, схема которой показана на рис. 3.6, по-
 
зволяет это сделать. Здесь применен двухцветный светодиод с общим като¬дом и соответственно тремя выводами. Кто на практике испытывал эти дио¬ды с одним общим выводом, знают, что они функционируют несколько ина¬че, чем ожидается. Шаблон мышления в том, что казалось бы, зеленый и красный цвета будут появляться у светодиода в общем корпусе соответст¬венно при приложении (в нужной полярности) напряжения к соответствен¬ным выводам R или G. Однако, это не совсем так.
Пока предохранитель FU1 исправен, к обоим анодам светодиода HL1 прило¬жено напряжение. Порог свечения корректируется сопротивлением резистора R1. Если предохранитель обрывает цепь питания нагрузки, то зеленый свето¬диод гаснет, а красный остается светить (если напряжения питания совсем не пропало). Поскольку допустимое обратное напряжение для светодиодов мало и офаничено, то для указанной конструкции в схему введены диоды с раз¬ными электрическими характеристиками VD1—VD4. То, что к зеленому све-тодиоду последовательно включен только один диод, а к красному три, объ-ясняется особенностями светодиода АЛС331А, замеченными на практике. При экспериментах оказалось, что порог напряжения включения красного светодиода меньше, чем у зеленого. Чтобы уравновесить эту разницу (замет¬ную только на практике), количество диодов неодинаково.
При перегорании предохранителя к зеленому светодиоду (G) прикладывается напряжение в обратной полярности.
Номиналы элементов в схеме даны для контроля напряжения в цепи 12 В. Вместо светодиода АЛС331А допустимо применять другие аналогичные приборы, например, КИПД18В-М, L239EGW.

 
 



Яндекс.Метрика
Яндекс цитирования