Индикатор состояния сетевого предохранителя аппаратуры

Первая часть настоящей статьи посвящена описанию двух конструкций, которые были опубликованы в чешском журнале [1]. К сожалению, автор схем неизвестен, и установить, кто допустил ошибку в схемах, невозможно. Остается лишь разобраться в ней. Без этого схемы не только неработоспособны, но и потенциально опасны для потребителей.

Вторая часть статьи посвящена простым индикаторам состояния сетевого предохранителя аппаратуры. В ней показано, как очень часто можно применить уже известные технические решения для своих нужд в другой сфере.

Плавкие предохранители уже очень давно применяются в технике. Их широкое использование вызвано, в первую очередь, простотой конструкции, а значит, и дешевизной. Они устанавливаются в специальные патроны-держатели или непосредственно запаиваются в схему. При этом есть очень много устройств, где проверка или замена предохранителя крайне затруднена. Естественно, прежде чем проводить работы по замене

плавкого предохранителя в такой аппаратуре, крайне желательно получить какую-либо информацию о необходимости его замены. Большую помощь в этом может оказать даже простейшее индикаторное устройство. В [1 ] были описаны две, как считает автор той публикации, практических схемы светодиодных индикаторов состояния сетевого предохранителя аппаратуры. Почему появился скептицизм в оценке качества этих схем, читатели поймут из нижеследующего описания.

В схеме 1 для индикации использованы красный светодиод LD1 (RED) и зеленый светодиод LD2 (GREEN). Падение напряжения на красном светодиоде при его свечении всегда меньше, чем падение напряжения на зеленом светодиоде. Это обусловлено физическими свойствами кристаллов этих радиокомпонентов. Падение напряжения на кремниевых диодах Dl, D2 составляет 0,6…0,8 В. При исправном предохранителе FU1 в положительную полуволну сетевого напряжения на светодиоде LD2 будет падение напряжения порядка 1,8 В, а на LD1 — менее ! В.Светодиод LD1 светиться не сможет, а исправность плавкого предохранителя FU1 индицирует своим свечением светодиод LD2.

При перегорании предохранителя свечение светодиода LD2 становится невозможным из-за наличия в схеме диодов Dl, D2 и LD1. В свою очередь, падение напряжения на светодиоде LD1 увеличится, и он начнет светиться красным светом, индицируя перегорание предохранителя. Так могло бы быть, если на выход устройства (к контактам К2) не была подключена какая- либо нагрузка. При ее наличии в положительную полуволну сетевого напряжения светодиод LD2 оказывается подключенным к сети через открытые диоды Dl, D2, светодиод LD 1.

Известно, что светодиоды допускают обратное напряжение не более 3…5 В. Некоторые экземпляры — до 8… 10 В. Естественно, при амплитудном значении положительной полуволны сетевого напряжения светодиод Ю2 пробивается. Ток в цепи обоих светодиодов ограничивается теперь только сопротивлением нагрузки схемы. Реальный ток нагрузки неизвестен, но, зная типовой ряд номиналов плавких предохранителей бытовой аппаратуры — 0,1 6…4 А, можно предположить, что он не менее 0,1 А. Даже такой ток нагрузки неминуемо приведет к мгновенному выходу из строя светодиодов LD1 и LD2.

В случае наличия у нагрузки сетевого трансформатора ситуацию усугубляет тот факт, что после перегорания плавкого предохранителя FU1 диоды Dl, D2 обеспечивают однополупериодное выпрямление переменного сетевого напряжения. Сопротивление сетевой обмотки даже маломощного сетевого трансформатора на постоянном токе невелико, значит, все вышеуказанные элементы «обязаны» выйти из строя.

Ситуация кардинально изменится, если последовательно с зеленым светодиодом LD2 включить диод D4. Этот диод защитит все вышеназванные элементы схемы от выхода из строя при перегорании предохранителя FU 1. Для того чтобы не изменился алгоритм работы светодиодов, в схеме достаточно к диодам Dl, D2 добавить диод D3.

Вышеуказанный недостаток присущ и схеме З [1 ]. Следовательно, для обеспечения ее работоспособности необходимо включить последовательно со светодиодами LD1 и LD2 диоды D2, D3.

Обращаю внимание читателей — во избежание возможности поражения электрическим током нельзя даже пытаться соединить какую-либо точку схем, показанных на 1—4, с заземлением!

Одновременно хотелось бы остановиться и на других «шероховатостях» схемы З. В [1] предполагалось, что оптотранзистор ICI управляет работой пьезоизлучателя «PIEZO». Сетевое напряжение имеет частоту 50 Гц. Неужели пьезоизлучатель может эффективно работать на низкой частоте? Не может, не должен и не будет.

В схеме, показанной на 4, использован излучатель BF1 со встроенным генератором НЧ. Поскольку для его работы требуется ток 25…35 мА, чтобы не перегружать выходной транзистор оптопары ICI, применен согласующий маломощный транзистор VT1. Для его надежного запирания используется резистор R3, а резистор R2 ограничивает ток базы транзистора VT1 и ток через транзистор оптопары ICI.

Не следует забывать, что излучатели со встроенным генератором НЧ требуют соблюдения полярности их включения в схему. Напряжение питания такого радиокомпонент а зависит от его типа, поэтому на схеме, показанной на 4, оно условно обозначено, как Uc.

В схемах, показанных на 1 и З [1 ], рекомендовалось использовать резистор R1 номиналом 100 кОм и мощностью 2 Вт. При таком сопротивлении резистор будет существенно греться, а ток зажженного светодиода менее 2 мА, и он будет очень слабо светиться. Необходимо, как минимум, увеличить допустимую мощность рассеивания этого резистора, включив, например, 2-3 двухватных резистора параллельно или последовательно. Это техническое мероприятие позволит несколько увеличить ток светодиода, хотя в настоящее время в продаже уже имеются экономичные светодиоды с высокой отдачей при малых токах.