Светодиодный индикатор включения с сетевым фильтром
Относительно недавнее появление в продаже недорогих светодиодов видимого спектра излучения с высоким КПД и большой яркостью свечения при номинальном токе через кристалл дает возможность создавать компактные и долговечные индикаторы напряжения переменного тока. Всего лишь пару лет назад вызывали удивление и восторг светодиоды с яркостью свечения свыше 4000 мкд. Сейчас же в каталогах фирм можно встретить светодиоды с яркостью свечения свыше 20000 мкд при токе 20 мА. Многие годы производители промышленной аппаратуры и радиолюбители строили узлы индикации наличия сетевого напряжения 127/220/380 В на миниатюрных лампах накаливания, подключенных к одной из вторичных обмоток силового понижающего трансформатора или на газоразрядных индикаторных лампах - «неонках», подключенных через высокоомный гасящий резистор к напряжению 60...380 В постоянного или переменного тока. При крайней дешевизне и простоте схем на газоразрядных индикаторах у них есть и недостатки, такие как старение, нестабильность геометрии холодной плазмы (колыхание), чувствительность к внешним электромагнитным полям и то, что напряжение зажигания может быть значительно больше рабочего напряжения. Довольно давно радиолюбители создают сетевые индикаторы и на светодиодах. К сожалению, для достаточно яркого свечения большинства отечественных светодиодов требуется довольно большой рабочий ток, что для индикаторов наличия сетевого напряжения 220 В вынуждает применять или мощный двухваттный гасящий резистор, или высококачественный высоковольтный пленочный конденсатор с рабочим напряжением не ниже 400 В.
Ранее в литературе был описан индикатор на одной неоновой лампе, который отображал выключенное состояние электроприбора свечением меньшей яркости, а включенное - большей. О типичных недостатках старых «неонок» уже упоминалось, а наиболее слабое место того индикатора в том, что понятие «большеменьше» относительно и поэтому не всегда имеется возможность однозначно определить, во включенном или в выключенном состоянии находится электроустановка.
Рис 2.13
Используя современный трехвыводной двукристальный светодиод фирмы KINGBRIGHT с разным светом свечения кристаллов (красный кристалл - 600 мкд, сплав GaAIAs, зеленый кристалл -200 мкд, сплав GaP), можно построить простой, надежный, достаточно яркий и экономичный индикатор «вкл/выкп» для различной элекгро- и радиоаппаратуры. Принципиальная схема такого индикатора показана на рис. 2.13. Кроме индикации наличия сетевого напряжения и включенного состояния этот узел фильтрует импульсные помехи, воздействующие на подключенное устройство со стороны сети, а так же препятствует проникновению в сеть помех, создаваемых самой работающей электроустановкой, например, содержащей мощный коллекторный электродвигатель или сими-сторный регулятор мощности.
Светодиод светится красным цветом, когда нагрузка отключена, и желто-зеленым - когда питание на нагрузку подается. Такой режим работы более удобен, чем режим работы индикатора с большей и меньшей яркостью, и благодаря применению только одного светодиода позволяет обойтись меньшим количеством отверстий на лицевой панели прибора. Мощный варистор R1 ограничивает размах всплесков напряжения, а двухобмоточный дроссель L1, конденсаторы С1, С2 и дроссели L2, L3 фильтруют помехи. Предохранители FU1, FU2 перегорают при перегрузке или коротком замыкании в нагрузке.
В конструкции применен двукристальный светодиод с диаметром корпуса 5 мм. Вместо такого светодиода можно использовать другие 5-миллиметровые светодиоды - L59SURKSGC (1600/200 мкд), L59EGC (150/150 мкд), L59SURKMGKW (800/170 мкд), 8-миллимет-ровые - L799SURKMGKW (600/130 мкд), L799SRCGW/CC (200/50 мкд), 3-миллиметровый - L93WEGC. Перечисленные светодиоды все красного и зеленого цветов свечения кристаллов. Если вы предпочтете другую комбинацию цветов, то можно применить желто-зеленый L59GYC (150/60 мкд). Резисторы можно применить любого типа мощностью не менее указанной на схеме, например, С2-23, МЛТ. Варистор R1 - FNR-20K431, FNR-10K471, FNR-20K391 или другой аналогичный с напряжением открывания 390...470 В. Выпрямительные диоды VD1, VD2 можно заменить на 1 N4004-1 N4007, КД243 (Г-Ж), КД247 (В-Д), КД102Б, КД105Б. Конденсаторы С1, С2 - высоковольтные керамические К15-5. Все дроссели намотаны обмоточным проводом диаметром 1,35 мм. Двухобмоточный дроссель L1 содержит по 30 витков провода, намотанных синфазно на двух сложенных вместе кольцах К38-32-7 из феррита М2000НМ-А. Дроссели L2, L3 содержат по 45 витков. Каждый из них намотан на одном кольце того же типа. В зависимости от ваших возможностей и конструктивных особенностей конструкции и/или электроустановок можно использовать и сердечники других типов, например, малогабаритные ферритовые сердечники от вышедших из строя трансформаторов ТДКС от переносных телевизоров. Выключатель питания SA1 - штатная кнопка включения аппарата с двумя группами контактов или дополнительно установленная.
Литература: А. П. Кашкаров, А. Л. Бутов - Радиолюбителям схемы, Москва 2008