AC mains LED indicator
Často potřebujeme
kontrolku zapnutí nějakého přístroje. Pokud
napájíme indikační LED ze zdroje malého
stejnosměrného napětí, stačí do série s LED
zařadit rezistor s vhodným odporem. Jiná situace
nastane, není-li malé napětí k dispozici, případně
když je potřeba indikovat síťové napětí ještě
před pojistkou napájeného zařízení. V takových
případech se používá již dlouhá léta doutnavka s
předřadným rezistorem, viz obr.
1. Toto řešení není příliš
elegantní, je však poměrně spolehlivé a levné.
Síťovou kontrolku můžeme vyrobit i s LED. Použít srážecí rezistor však v tomto případě není vhodné. Zatímco u doutnavky je provozní napětí 70 až 150 V a proud jen zlomky miliampér, standardní LED potřebuje proud okolo 10 mA při napětí přibližně 2 V. Zapojení kontrolky s LED je na obr. 2.
Podívejme se však na toto zapojení
podrobněji. Jeho vtip spočívá v tom, že proud
procházející LED není omezen odporem rezistoru, ale
kapacitní reaktancí kondenzátoru. Kapacitu
kondenzátoru lze zvolit tak, aby proud jím
procházející mohl po usměrnění přímo napájet
LED. Protože proud předbíhá napětí o 90°,
nevzniká na (ideálním) kondenzátoru žádná
výkonová ztráta a kondenzátor se nezahřívá.
Reaktanci kondenzátoru lze snadno spočítat Připojíme-li tento kondenzátor na napětí sítě, bude jím protékat proud 230/31831 = 0,0072 A. Zapojíme-li do série s kondenzátorem usměrňovací můstek s LED podle obr. 2, proud se již podstatně nezmění. Rezistor R1 má jediný úkol – při vypnuté kontrolce vybít kondenzátor a zabránit nepříjemnému „kopnutí” při manipulaci s vypnutým zařízením. Přitom je zcela lhostejné, zda je do obvodu zapojen podle obr. 2 nebo 3. Může být vypuštěn, je-li vybití kondenzátoru zajištěno jiným způsobem, např. připojením kontrolky paralelně k primárnímu vinutí transformátoru. |
Z hlediska funkčnosti je mnohem důležitější často opomíjený rezistor R2. V praxi se totiž jen zřídka povede zapnout zařízení v okamžiku, kdy napětí sítě je právě blízké nule. Hloubavější povahy si mohou spočítat, že polovinu času je napětí fázového vodiče proti nulovému dokonce větší než uváděné efektivní napětí 230 V. Zapneme-li kontrolku, musí se nejdříve nabít kondenzátor C1. V ten okamžik projde kondenzátorem (a tím i LED) proudový impuls, který může být o několik řádů větší, než je ustálený střídavý proud. Proudový impuls vznikne i při skokové změně síťového napětí – např. při zapnutí a vypnutí spotřebiče s velkým odběrem. Proudový impuls je velmi krátký – svítivá dioda viditelně ani neblikne – avšak i tak může poškodit polovodičové přechody. Nejvíce trpí právě svítivá dioda, což jsem si ověřil již před mnoha lety, kdy se u obdobně zapojené kontrolky jas svítivé diody postupně zmenšoval, a asi po půl roce byl sotva patrný. Pro rezistor R2 mám vyzkoušený odpor 470 až 1000 Ohmů. Proudový impuls je omezen na několik set miliampér a úbytek napětí na tomto rezistoru je v ustáleném stavu tak malý, že neovlivní funkci obvodu.
Je třeba zmínit ještě zapojení podle obr. 4. Místo usměrňovací diody lze také zapojit svítivou diodu. Protože však proud prochází svítivou diodou jen při jedné půlperiodě, je pro stejný svit diody třeba použít kondenzátor s dvojnásobnou kapacitou. K použitým součástkám. Kondenzátor musí být na napětí nejméně 400, lépe však 630 V. Vhodné jsou také kondenzátory pro střídavé napětí 250 V (viz. např. katalog GM electronic). Rezistory mohou být miniaturní, stejně jako diody (KA.., KY..,1N4148 apod.). Na závěr lze ještě připomenout, že zapojení z obr. 2 a 3 lze použít
také jako jednoduché nabíječe článků NiCd,
nahradíme-li svítivou diodu jedním nebo několika
články. Stejným způsobem byl zapojen nabíječ v
akumulátorové svítilně, kterou vyrábělo družstvo
Mechanika. Nabíjecí proud je, podobně jako
v případě svítivé diody, jen asi 7 mA na každých
100 nF kondenzátoru C1 a hodí se proto spíše pro
články s menší kapacitou. Jaroslav Belza Částečně podle Praktické elektroniky 11/96 28. 5. 1999 |
