Применение
Стремление заставить простейший светодиодный индикатор напряжения работать в широком интервале значений (от единиц до сотен вольт) обычно приводит к тому, что при малом контролируемом напряжении яркость свечения индикатора явно недостаточна, а при большом – чрезмерна. К тому же потребляемая индикатором мощность растёт пропорционально квадрату контролируемого напряжения.
В этой публикации представлена схема, которая свободна от указанных недостатков, применив в индикаторах стабилизаторы тока на полевых транзисторах.
Приведённой ниже схемой можно пользоваться не только при ярком свете, но и при плохом освещении, так как в качестве индикаторного элемента использован светодиод. Он сигнализирует о наличии постоянного или переменного напряжения от 4,5 до 500 В, при этом потребляемый от контролируемой цепи ток не превышает 1 мА. Это достигнуто применением стабилизатора тока на высоковольтном полевом транзисторе.
Схема электрическая
Кроме упомянутого полевого транзистора (VT2), в нем имеется ещё один, биполярный VT1, работающий в цепи обратной связи стабилизатора.
Стабилизируемое значение тока Iст зависит от сопротивления резистора R2: Iст = Uоткр/R2, где Uоткр = 0,55...0,6 В – напряжение база-эмиттер транзистора VT1, при котором он открывается.
Резистор R1 – коллекторная нагрузка транзистора VT1. Диод VD1 выпрямляет переменное напряжение и защищает от неправильной полярности при подаче постоянного.
Так как пороговое значение напряжения затвор-исток полевого транзистора, при котором он начинает открываться, равно приблизительно 3,5 В, минимальное напряжение Ux, наличие которого уверенно покажет устройство – 4...4,5 В.
Максимальное напряжение при использовании указанного на схеме полевого транзистора – 600 В, однако его может ограничить и электрическая прочность диода VD1 или резистора R1.
Чтобы исключить броски тока через светодиод и устранить возможную в некоторых случаях паразитную генерацию, установлен конденсатор С1. Светодиод VD2 применён сверхъяркий, что позволило получить достаточную яркость свечения при небольшом токе.
Проверяя напряжение в цепи постоянного тока, к плюсу его источника следует подключать анод диода VD1, а к минусу – эмиттер транзистора VT1 и нижний (по схеме) вывод резистора R2. В противном случае светодиод светиться не будет, чем можно воспользоваться для определения полярности напряжения.
При проверке переменного напряжения соблюдать полярность подключения не требуется, однако субъективно яркость светодиода станет вдвое меньше, так как ток через него тычет только в одном из двух полупериодов.
Детали
Вместо транзистора VT1 BC547B можно применить наши отечественные: КТ315Б, КТ315Г, КТ315Д или КТ3102 с любым буквенным индексом. Транзистор VT2 IRF840 заменим на IRFBC40, или же другой аналогичный.
Диод VD1 1N4005 – любой выпрямительный с соответствующим обратным напряжением. Вместо светодиода VD2 указанного на схеме типа, подойдут и другие красного свечения.
Для увеличения максимального контролируемого напряжения, в индикаторе следует применять полевой транзистор VT2 и диод VD1 с соответствующими значениями предельного напряжения. Резистор R1 рекомендуется составлять из двух вдвое меньшего номинала, соединив их последовательно.