Индикаторы аварийного отключения источника питания

Неплановое или несанкционированное отключение источника электрической энергии может повлечь для сложнотехниче-ских систем, радиоэлектронного бытового и производственного оборудования катастрофические последствия. Ущерб от создавшейся аварийной ситуации можно снизить за счет использования средств оперативного контроля и оповещения обслуживающего персонала о сложившейся аварийной ситуации.
Для оповещения персонала об аварийном отключении источника питания используют визуальные, звуковые и аудиовизуальные индикаторы. В состав этих устройств, как правило, входят источник автономного питания, устройство контроля наличия сетевого напряжения, релейная схема включения звуковой и/или световой индикации. В ряде схем подобного назначения для защиты собственного источника питания от разряда предусмотрено устройство автовыключения сигнализации через определенный интервал времени.

Рис. 9.1. Схема сигнализатора отключения питания

Для индикации отключения источника электроэнергии на рис. 9.1 использован аналог оптрона на основе неоновой змпы HL1 и фотодиода VD1 (или фотосопротивления) [9.1]. В дущем режиме устройство потребляет от батареи питания на-эяжением 9 В минимальный ток. Пока светится неоновая лампа _1, сопротивление фотодиода VD1 мало, напряжение на входе 2 /ШО/7-тригтера первого элемента микросхемы DD1 минимально, а на выходе 3 — максимально (около 9 S).
При отключении сетевого напряжения неоновая лампа гаснет, сопротивление фотодиода резко возрастает, /ШО/7-триггер первого элемента микросхемы DD1 переключается, конденсатор С1 соединяется с земляной шиной, происходит его заряд через резистор R3. Через некоторое время задержки (время заряда конденсатора С1), пропорциональное произведению C1R3 (т.е. около 20...30 сек), напряжение на выводе 4 микросхемы DD1 возрастает от нуля до 9 Б. В результате включается звуковой индикатор, и пьезокерамический излучатель издает звук, сигнализирующий об аварии.
Частота звукового сигнала определяется индивидуальными свойствами пьезокерамического излучателя и параметрами элементов R4 и С2, поэтому может потребоваться их подбор (R4=39...1000 кОм) до получения требуемой частоты звучания или настройки излучателя BQ1 в резонанс.
После включения сетевого напряжения схема возвращается в исходное состояние, сигнализация прекращается, ток, потребляемый устройством вновь становится минимальным — десятки мкА.
Индикатор отключения сетевого напряжения (рис. 9.2) содержит простейший выпрямитель сетевого напряжения, к выходу которого подсоединен ключевой элемент на транзисторах VT1 и VT2 [9.2]. При наличии сетевого напряжения ключ закрыт, но при пропадании сетевого напряжения ключ открывается и включает звуковой генератор, состоящий из трехчастотного генератора импульсов, выполненного на трех /ШО/7-микросхемах. В генераторе импульсы суммируются и поступают на двухкаскадный усилитель на транзисторах VT3 и VT4 и в итоге в громкоговорителе раздастся звук сирены.
Недостатком устройства является то, что в нем не предусмотрена функция самоотключения, в результате чего может разрядиться элемент питания. Для принудительного отключения звукового сигнала предусмотрен ключ SA1. Для повышения надежности работы устройства в цепь базы транзистора VT3 желательно включить резистор сопротивлением 22...51 кОм, а между базой этого транзистора и эмиттером транзистора VT4 включить резистор сопротивлением 100...300 кОм.

Рис. 9.2. Схема индикатора отключения сетевого напряжения

Цепь С2, R3 сглаживает пульсации сетевого напряжения. При увеличении постоянной времени этой цепи может быть реализована функция задержки сигнализации об отключении сетевого питания, что может быть актуально при использовании устройства в качестве индикатора открытой двери холодильника.
Схема сигнализатора отключения электросети [9.3] показана на рис. 9.3.
Напряжение осветительной сети 220 6 через токоограничи-тельные резисторы R1 и R2 поступает на выпрямитель VD1 и VD2 с параметрическим стабилизатором на стабилитроне VD3. Светящийся в дежурном режиме светодиод HL1 сигнализирует о наличии напряжения в сети и нормальной работе устройства. От бросков сетевого напряжения светодиод защищает резистор R3. В дежурном режиме постоянное напряжение 10,5... 11,5 6 через диод VD4 и резистор R4 поступает на базу транзистора VT1. Он находится в открытом состоянии, и на входе 1 микросхемы DD1.1 напряжение равно логическому нулю. Генератор на элементах DD1.1 и DD1.2 заблокирован, не работает и звуковой генератор на элементах DD1.3 и DD1.4. Устройство находится в ждущем режиме.

Рис. 9.3. Схема сигнализатора отключения электросети

При отключении сетевого напряжения конденсатор С1 начинает разряжаться. Как только напряжение на нем упадет до 2 6 и ниже, транзистор VT1 закроется, и на входе 1 микросхемы DD1.1 появится напряжение единичного уровня. Оба генератора запустятся, и из динамической головки ВА1 будет раздаваться прерывистый тональный сигнал частотой 1 ...2 кГц. В режиме тревожной сигнализации устройство питается от батареи гальванических элементов или аккумуляторов GB1 напряжением 4,5...9 В. В дежурном режиме эта батарея подзаряжается от сети через диод VD5 и токоограничивающий резистор R6. Диод VD4 обеспечивает закрывание транзистора VT1.
Несколько схем аудиовизуальной индикации отключения источника электрической энергии, не имеющих собственного источника питания, были рассмотрены ранее в нашей предыдущей книге [9.4].