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可發出高電壓警報的安全閃光器

2014年05月30日  | Clive Bolton

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在高壓電路上工作是非常危險的。即使電源斷開後,電容器還可以使系統中的高壓持續相當長的時間。


LED脫離高壓源運行意味著限流電阻器(current limiting resistor)中的大功率逐漸消失。使用電阻器則意味著電路以滿工作電壓運行時LED會發亮,但在電壓下降的情況下,LED會變得越來越暗。事實上,即使在不安全電壓產生的情況下,LED是無法提供警報的。


本文中使用了Linear Technology LTC1540CS8組合奈米功率比較器和基準,當有高壓時,高亮度LED就會閃光。在高電壓情況下,LED快速閃爍;在低壓情況下,LED閃爍速度減慢。由於LED的占空比較小,因此電流消耗也很低。在光照良好的情況下,高亮度LED也能吸引人們的注意力。


圖1


通過電阻梯(resistor ladder )R1-R3對C1充電。電阻分壓器R4和R7對C1內的電壓進行調整。比較器將該電壓與內部參考二極體中的1.18V電壓進行比較。R5和小型信號二極體D1可產生遲滯。根據圖中顯示的數值,當C1內電壓為5.5V時,LED開啟,當C1內電壓降低至3.6V時,LED關閉。名義上,LED的開啟工作時間為5ms。


電壓為210V時,LED以25Hz的頻率閃爍,電路消耗約300μA的電流。電壓為100V時,LED以11Hz的頻率閃爍,電路消耗約100μA的電流。電壓為50V時,LED以1Hz的頻率閃爍,電路消耗約60μA的電流。在原型設計中,當輸入電壓降至20V這一安全數值時,LED電路仍會以0.5Hz的頻率閃爍。


可修改該電路以滿足不同的要求。將C1的值加倍則可使閃爍頻率減半。增加電阻梯R1-R3的值可使電路在更高電壓下運行,儘管這一情形下,工作電壓範圍也會成比例地向較低位偏移。根據圖中顯示的數值,電路可在20V以下至500V以上的範圍內運行。值得注意的是,當電路在較高電壓下運行時,用於R1-R3的0603尺寸電阻器的電壓必須設置為額定的75V,且可能需要用到更多的串聯電阻器。若在電阻梯頂部增設一個高壓二極體,則電路還可在AC電壓下運行。


若想要獲得一個相對?定的閃爍頻率,可以使用電流源Q1-Q2替換R1-R3。根據圖中數值,當供應電壓從250V下降至50V時,LED的閃爍頻率將被控制在極為有限的2~1Hz範圍內。





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