Что такое детектор напряжения

Микромощные детекторы напряжения Diodes контролируют источники питания компьютерных и цифровых систем

Компания Diodes представила микромощный детектор напряжения APX803L, предназначенный для схем супервизоров микропроцессоров и микроконтроллеров. Микросхема точно контролирует уровни напряжений и вырабатывает сигнал сброса, если напряжение шины питания падает ниже определенного порога. Эта функция востребована многими системами, такими как компьютеры, компьютерная периферия и портативные устройства с батарейным питанием. Низкий ток потребления делает APX803L также очень привлекательным прибором для использования в бытовой электронике, работающей в дежурном режиме, такой, например, как телевизоры.

Пороговые напряжения детекторов, максимальные отклонения которых не превышают ±1.5%, можно выбирать любыми из диапазона от 1.2 В до 5.0 В с шагом 0.1 В. Микросхемы потребляют всего 1 мкА и не требуют внешних компонентов. Если контролируемое напряжение на шине питания VCC падает ниже выбранного уровня порога, APX803L через 20 мкс вырабатывает сигнал сброса, который удерживается до тех пор, пока напряжение на шине питания не вернется к уровню, превышающему порог. Потребителю доступны варианты устройств с задержкой восстановления 0 мс, 55 мс, 220 мс или 450 мс. Выход сброса имеет активный низкий уровень и открытый сток.

Блок-схема детектора напряжения APX803L.

APX803L выпускаются в 3-выводных корпусах SOT23, SOT323 и SC59, а также в 5-выводном корпусе SOT25, и могут использоваться как в оригинальных конструкциях, так и для прямой замены приборов других производителей.

Перевод: AlexAAN по заказу РадиоЛоцман

Купить APX803L на РадиоЛоцман.Цены — от 0.10 до 22 ₽

21 предложений от 9 поставщиков

DIODES INC. — APX803L-50W5-7 — Voltage Detector, 1 Monitor, 5 V Threshold, 0.9 V to 5.5 V Supply, 5 Pin, SOT-25.

Схемотехника: Типовая схема Супервизора питания (детектор пониженного напряжения). Методика расчёта [2015.03.24]

Полезна ли эта статья? Однако, меня заворожила красота математических выкладок и пришедших идей. Поэтому захотел её опредметить…

(Примечание: картинки в статье кликабельны и ведут на увеличенное изображение.)

Вступление

Определение: Супервизор — это микросхема детектор пониженного напряжения, для защиты схемы/устройства от некачественного питания (по англ. «Undervoltage Protection», «Undervoltage Sensing Circuit», «Supply Voltage Supervisor» и т.п.)

1. Некоторые схемы основаны на классической конфигурации, когда эталонный Источник Опорного Напряжения (ИОН) подключается Анодом к Земле и подпирает один из входов Компаратора — это, ИМХО, более естественно и привычно.
   Обычно, в такой схеме, ИОН подпирает инверсный вход (-), тогда при снижении напряжения питания ниже Порога — выход компаратора переключается в состояние «лог.0», что значит: «ошибка» или «нет питания»… (см. схему «Рис.2»)
2. Но как ни странно, большинство Супервизоров общего назначения реализованы на перевёрнутой конфигурации: когда ИОН подключается как-то хитро… Катодом к шине Питания… Запутанная схема — вызвала желание разобраться… (см. схему «Рис.1»)

Таким образом, в этой статье представлен разбор принципа работы двух схем. Методика расчёта обвязки компаратора, для обоих схем. И мои рекомендации, какая из двух схем лучше.

1. Типовая схема Супервизора «Рис.1»

По этой схеме выполнены микросхемы Супервизоров: KIA70xx Series; PST529 Series; отечественные серии К1171СП2хх, К1274хх. То есть, здесь, большинство простейших универсальных трехвыводных супервизоров питания общего назначения.

Рис.1 — Типовая схема Супервизора:

Пояснение работы схемы

На компаратор поступает два напряжения, формируемые:
(1) каскадом со стабилитроном = Vcc — dUстаб. (фиксированная аддитивная добавка)
(2) резистивным делителем = Vcc * R2/(R1+R2) (пропорциональная часть)

Изначально: (1)>(2), компаратор выдаёт «лог.0» на выходе.

При уменьшении Vcc, пропорциональная часть (2) от Vcc — уменьшается медленнее, чем целое Vcc (1)… В конце концов, потенциал (1) нагонит и сравняется с (2).

Смещение dUстаб. не влияет на скорость схождения — это лишь небольшая фора для (1), чтобы успеть нагнать напряжение (2), которое стартует при изначально более «выгодных» условиях Хотя, скорость снижения напряжения (1) быстрее. Однако, если бы не было смещения dUстаб., то (1) никогда бы не догнал (2), но они бы лишь сравнялись только в точке =0V.

Практически, процессы можно проиллюстрировать графиком «Рис.3», который облегчает настройку параметров системы и делает вещи более очевидными.
Точка равенства напряжений (1)=(2): Uпорог-dUстаб. = Uпорог*R2/(R1+R2)

Рис.3 — Точка переключения компаратора:

Примечание: Для универсальности, далее в расчётах и по тексту, будем обозначать смещение и Стабилитрона, и ИОНа одинаково: dUстаб. (номинал стабилитрона) = Uref (номинал ИОН). По сути, это одно и тоже, тождественно.

Расчёт схемы

Пусть, требуется Uпорог=3.2V

Номинал стабилитрона: Uref=3/4*Uпорог=2.4V (меньше не бывает, и в рекомендуемый диапазон попадает)
Стабилитрон BZV55-B/C2V4 имеет ток утечки Irmax=50uA.
Следовательно, в него надо загонять ток на порядок больше >500uA.
Следовательно, номинал токоограничивающего резистора должен быть менее R3 < (Uпорог-Uref)/500uA=1600R, т.е. R3=1.5k

Компаратор должен иметь «Выход с открытым коллектором»…
В модели использован Идеальный компаратор (для безглючности симуляции и чётких графиков), но входные каскады рассчитаем, для примера, на реальные компараторы общего назначения:

LMx39 (4шт. Компаратора, Питание single +2..36V, или dual +-1..18V)
у него, средний входной ток: «Input Bias Current Max.» = 250nA
плюс, для верности, дифференциал между входами: «Input Offset Current Max.» = 50nA

LMx93 (2шт. Компаратора, Питание single +2..36V, или dual +-1..18V)
у него, средний входной ток: «Input Bias Current Max.» = 500nA
плюс, для верности, дифференциал между входами: «Input Offset Current Max.» = 200nA
(хм, этот — вообще, так себе. )

Предположим, реальная схема будет построена на компараторе «LMx39». Максимальный ток по входу, при самых неблагоприятных условиях, будет = «Input Bias Current Max.» + «Input Offset Current Max.» = 300nA
Следовательно, через резистивный делитель должен протекать ток, как минимум, на порядок больше >3uA. Тогда, сумма номиналов резисторов должна быть, как минимум, меньше: (R1+R2) < Uпорог/3uA=1M
Хотя, для точности — желательно, конечно, чтобы через резистивный делитель протекал ток на два порядка больше >30uA. Тогда, сумма номиналов резисторов должна быть меньше: (R1+R2) < Uпорог/30uA=100k…
Но при таком грубоватом компараторе (со значительными утечками) — мы не будем гнаться за идеальной схемотехникой. Тем более, что «типичные» токи утечки ожидаются на порядок меньше, чем «максимальные»… Поэтому, здесь, рекомендую рассчитывать на границу: (R1+R2)

Второе уравнение системы, для расчёта резисторов:
(Uпорог-Uref)=Uпорог*R2/(R1+R2) или
R2/R1=(Uпорог/Uref-1)
а учитывая, что у нас Uref=3/4*Uпорог:
R1=3*R2.
Решив систему уравнений, получаем номиналы: R1=150k, R2=51k…
Окончательную подстройку границы срабатывания производим экспериментально…

2. Классическая схема Супервизора «Рис.2»

По этой схеме выполнены микросхемы Супервизоров: ADM705, ADM706, ADM707, ADM708; TLC7701, TLC7725, TLC7703, TLC7733, TLC7705; и возможно, MN1280x, MN1281x. Это всё сложные специализированные супервизоры питания для микропроцессоров, с кучей дополнительных функций. Диапазон питания у данных супервизоров ограничен максимумом 6-7V. А компаратор напряжений, выполненный по «классической схеме», присутствует в них отдельным функциональным узлом.
Но сюда же попадают и простейшие супервизоры общего назначения: MC34064, MC33064.

Рис.2 — Классическая схема Супервизора:

Расчёт схемы

Первая часть расчётов — абсолютно такая же, как и для схемы «Рис.1» — можно не смотреть…
Различия проявляются только во второй части расчётов. Причём, заметьте: полученные номиналы для R1 и R2 — абсолютно те же, что и для схемы «Рис.1», но взаимообратные, т.к. схема симметрична!

Второе уравнение системы, для расчёта резисторов:
Uref=Uпорог*R2/(R1+R2) или
R1/R2=(Uпорог/Uref-1)
а учитывая, что у нас Uref=3/4*Uпорог:
R2=3*R1.
Решив систему уравнений, получаем номиналы: R1=51k, R2=150k…
Окончательную подстройку границы срабатывания производим экспериментально…

3. Сравнение схем

Предыдущая схема «Рис.1», поначалу, меня очень удивляла: странно, почему Диод Зеннера в верхнем плече (это же источник опорного напряжения — обычно, его ставят от Земли до некоторого порога Uref)? Да ещё и выходы компаратора пришлось менять местами, для требуемой логики переключения (схема «Рис.1» выглядит перевёрнутой)?
Классическая схема «Рис.2» — прямая и ясная: здесь, чётко виден уровень Vref; делитель входного (тестового) напряжения Vtest… Диод Зеннера (или ИОН) задаёт эталонное опорное напряжение, равное части Uпорогового…

Так зачем же путать себя (и природу), выдумывая хитрости конфигурации «Рис.1»?
Догадываюсь: возможно, схема «Рис.2» хоть и проще/понятнее, но менее технологична для настройки и изготовления? У производителей свои причины…

По схемотехнике и принципиальной возможности для реализации — разницы нет, куда ставить Стабилитрон/ИОН, в верхнее плечо или в нижнее. Реализовать ИОН «от верхнего уровня» плавающего Питания (VCC) — столь же просто, в схемотехническом плане, как и «от нижнего уровня» фиксированной Земли (GND).
Если задействуется простой Стабилитрон — там напряжение смещения формируется чисто физическими процессами PN-перехода, а не хитрой схемой ИОН — нет схемотехнических изысков, которые нужно упорядочивать… Однако, микросхемы ИОН имеют столь же простое подключение к схеме: имеют выводы условно именуемые «Анод» и «Катод». А «универсальные микросхемы» имеют ещё вывод обратной связи «ADJ» или «FB», для подстройки порогового номинала внешним резистивным делителем (вместо встроенного и фиксированного), но от своих же выводов «Анод» и «Катод».

Что лучше: Типовая схема «Рис.1» или Классическая «Рис.2»?

1. Ведь, что такое наклон прямой графика? Это изменяющееся входное напряжение.
2. А что означает «изменение входного напряжения» — это перетекание зарядов, переходные процессы.
3. А переходные процессы — конечны во времени! Следовательно, имеют место «гонки сигналов».
4. А гонки сигналов — нарушают стабильность характеристик переключения Компаратора.

Однако, Vga обратил внимание на важный параметр Компараторов и ОУ: «Input Common Mode Voltage Range» (в datasheet обозначается как: Vicm или Vcmr), учёт которого разительно меняет всю картину:

Vga : при использовании LM358 или LM393 лучше поставить стабилитрон сверху, т.к. допустимый уровень сигнала на входах этих микросхем — 0V..Vcc-1.5V, т.е. при опоре в 2.4В снизу питание требуется не менее 4В. При стабилитроне сверху будет работать от 3В (ограничение самого LM358).

• Vicm = [0… Vcc-1.5V], при температуре +25°C
• Vicm = [0… Vcc-2.0V], во всём температурном диапазоне

• Компаратор серии «MCP6541,1R,1U,2,3,4» имеет: «Input Voltage Range» Vcmr = [Vss-0.3V… Vdd+0.3V]
• Линейный ОУ серии «MCP6001/2/4» — также, специфицирует: «Common Mode Input Range» Vcmr = [Vss-0.3V… Vdd+0.3V] (и обещает полный «Rail-to-Rail Input/Output»)

• Вот, например, ОУ серии «MCP601/1R/2/3/4» специфицирует: «Common Mode Input Range» Vcmr = [Vss–0.3V… Vdd–1.2V] (т.е. обещают лишь «Input Range Includes Ground»).

Таким образом, абсолютное большинство существующих Компараторов/ОУ (и все традиционные, схемотехника которых рассчитана на широкий диапазон напряжений питания +2..36V) — очень плохо переносят высокие входные напряжения (приближённые к питанию). Хотя, при этом, зачастую хорошо принимают низкие напряжения, вплоть до уровня Земли. Это очень важный аргумент в пользу схемы «Рис.1»!
Наверное, это всё и объясняет: Производители выбирают Типовую схему «Рис.1» для всех простейших Супервизоров — поскольку они предназначены для работы в широком диапазоне напряжений питания, и в особенности для пониженных напряжений (смотри пример на «Рис.5»).

Что лучше: Стабилитрон или ИОН?

Стабилитрон гораздо дешевле и доступнее (везде можно купить)…
Модельный ряд Стабилитронов гораздо шире: существуют Диоды Зеннера на довольно большие номиналы напряжений (до 100-200V)!
В то время как, ИОНы: выпускаются только на малые напряжения (до ~10V), и только для характерных пороговых напряжений (что диктуется технологически).

Однако, для Супервизора большие номиналы напряжений не нужны — чаще требуются малые… И вот тут, ограничение: стабилитроны не бывают на очень малые напряжения! До А ещё, по сравнению с ИОН, Стабилитроны гораздо менее точны (разброс параметров в серии, и температурный дрейф)…

Поэтому, для построения Супервизора — предпочтительнее использовать ИОНы.
Хотя, если не требуется большая точность срабатывания (если у вас не супер мощный микропроцессор с узким диапазоном напряжений питания), и если порог срабатывания схемы не очень мал (выше >4V) — то можно использовать и Стабилитрон, как дешёвую альтернативу.

Зачем нужен выходной транзистор Q1?

Этот вопрос лучше задать иначе: Почему на функциональной схеме Супервизора, в datasheet, после ОУ изображён дополнительный выходной каскад на биполярном транзисторе?
Ответ: Нет там никакого ключа! Это условное графическое изображение (УГО) того факта, что выход Супервизора — с открытым коллектором (англ. «Open collector» or «Open-Drain» Output).

Есть одно важное Функциональное Требование: от Супервизора требуется ВЫХОД С ОТКРЫТЫМ КОЛЛЕКТОРОМ. Ведь, одно из самых традиционных применений Супервизоров — это давить шину RESET к Земле (при некачественном питании)…

Как правило, и для большинства выпускаемых Компараторов это так: выход Компаратора напряжений представляет собой «выход с открытым коллектором»!
Почему именно выход с открытым коллектором? Это лёгкий и доступный, и наверное самый простой, способ обеспечить необходимую универсальность применения Компараторов: совместимость выходов логическим уровням TTL и CMOS. А также, для специфических схем, где требуется открытый коллектор: например, соединять выходы нескольких компараторов по «логике ИЛИ»… или вот, подобно Супервизору, для непосредственного подключения к «Шине с открытым коллектором»…

Но не смотря на то, что Компаратор — это разновидность ОУ… Однако, выходные каскады Операционных усилителей (ОУ) — построены по Двухтактной схеме (как в комплементарной логике), и не являются «выходами с открытым коллектором»!
Поэтому, Операционные усилители (такие как LM324, LM358 и LM741), обычно, не используются в радиоэлектронных схемах в качестве компаратора напряжений, из-за их биполярных выходов (и низкой скорости). Тем не менее, эти операционные усилители могут быть использованы в качестве компаратора напряжений, если к выходу ОУ подключить диод или транзистор — для того чтобы воссоздать выход с открытым коллектором… (Приятный бонус: использование внешнего транзистора позволит обеспечить бОльший ток нагрузки, чем у обычного компаратора.)

Поскольку условное графическое изображение (УГО) компараторов и ОУ практически не различаются, то на схемах в datasheet, чтобы подчеркнуть факт «открытого коллектора» — специально дорисовывают дополнительный выходной каскад на биполярном транзисторе (с открытым коллектором)…

Какой номинал «эталонного смещения» выбрать?

Теоретически, можно построить всю серию Супервизоров (весь номинальный ряд от и до [Uпорог_min..Uпорог_max]) на одном единственном ИОН, с фиксированным опорным Uref. Единственное условие, здесь: чтобы опорное напряжение было меньше всех, Uref

Сразу забрезжили «розовые перспективы»: Для всей серии, внутри микросхемы, использовать один и тот же Стабилитрон/ИОН — отлаженной схемы, исследованных и фиксированных характеристик. А вся подстройка на требуемый порог (Uпорог) осуществляется только подбором резисторов в делителе R1:R2…
Преимущества: Технологичность производства (повторяемость характеристик изделий с конвейера), Простота проектирования и перенастройки оборудования для разных номиналов серии… Температурная нестабильность параметров одинаковая во всей серии (т.к. схема одна и та же).

Но это теоретически… А так ли это здорово практически?

Disclamer: На самом деле, я конечно не знаю наверняка, как в промышленных интегральных супервизорах — используется ли один и тот же стабилитрон во всей серии? всеми ли производителями?
В зависимости от технологии производства, в микросхеме могут использоваться как простые «стабилитроны в интегральном исполнении», так и некие «схемы ИОН»… И их может быть несколько номиналов на всю серию, для повышения точности и надёжности конечного Супервизора…

Разбор графиков, ниже, показывает: для повышения точности и надёжности конечного Супервизора — на разные поддиапазоны Uпорогового, следует подбирать своё оптимальное эталонное смещение (Uref)…

4. Методические рекомендации по расчёту Компаратора напряжений в схеме Супервизора

Для настройки схемы Супервизора (точнее, его центрального узла: Компаратора) на конкретный порог срабатывания — первым делом, нужно выбрать оптимальный номинал эталонного смещения: Стабилитрон (dUстаб.) или ИОН (Uref)…

Сперва, разберём Типовую схему «Рис.1» — как самую непонятную, и потому, интересную.

Если есть возможность выбирать номинал Стабилитрона/ИОН (а в схеме на дискретных компонентах такая возможность имеется) то, для повышения надежности работы схемы и чёткости настройки: лучше брать Стабилитрон/ИОН номиналом = [1/2*Uпорог… 3/4*Uпорог], чтобы прямые (1) и (2) на графиках «Рис.4»,«Рис.5»,«Рис.6» сходились под как можно более тупым углом!

• Если взять большое опорное напряжение — это очень сильно ограничит диапазон пороговых напряжений, на которые можно построить Супервизор — потому что требуется: Uref
• Но при слишком маленьком опорном, графики (1) и (2) сходятся уже под таким острым углом, что начинает играть очень большую роль чувствительность входов реального Компаратора/ОУ (см. влияние параметров «Input offset voltage» и «Input offset Drift») — пропорционально, набегает очень большая погрешность измерений входного/тестируемого напряжения питания. Например, пусть Vcc упало на -1V, но при делителе R1:R2 в 1000 раз, Vtest упадёт всего на -1mV.

Рис.4 — Рекомендуемый диапазон выбора dUстаб. для Типовой схемы «Рис.1»:

А теперь, чтобы проверить методику (и себя), рассмотрим самый трудный случай для этой «Типовой схемы» (стабилитрон в верхнем плече): при малом Uпороговом=2V и размахе питания до Vcc_max=16V — замечу, что этот режим достигается и промышленными микросхемами Супервизоров, самыми малыми в серии.

График, ниже, показывает, что углы схождения прямых сохраняются — методика работает… Номинал эталонного смещения, при этом, выбирается из диапазона dUстаб.=[1-1.5V] — конечно, это будет не Стабилитрон (столь малых не существует), но ИОН стандартного номинала 1.25V.

Рис.5 — Пример режима работы при малом Uпор. (самый трудный случай) для Типовой схемы «Рис.1»:

Далее, разберём Классическую схему «Рис.2» — традиционную и понятную, хороший пример для сравнения.

Аналогичный анализ углов схождения графиков для схемы «Рис.2» (классической) показывает, что для повышения надёжности работы схемы и чёткости настройки, рекомендуется использовать Стабилитрон/ИОН с номинальным Uref, также, из диапазона [1/2*Uпорог… 3/4*Uпорог].
И в целом, такая схема выгоднее (стабильнее) — при равных граничных условиях, углы на графике «Рис.6» больше (тупее), чем на графике «Рис.4»… Поэтому, с некоторой натяжкой, допустимо ещё использовать Стабилитрон/ИОН с Uref из диапазона [1/4*Uпорог… 1/2*Uпорог].

Рис.6 — Рекомендуемый диапазон выбора Uref для Классической схемы «Рис.2»:

Здесь, в точках пересечения графиков (1) и (2), соблюдается условие: Vref=Uпорог*R2/(R1+R2)

1. Сперва, выбирается «эталонное смещение» (dUстаб. или Uref) как часть от требуемого Uпорогового,
   ближайшим номиналом из диапазона [1/2*Uпорог… 3/4*Uпорог],
   из доступных в наличии Стабилитронов или ИОНов.
2. Затем, окончательная подстройка точки схождения производится номиналами резисторов R1 и R2.

Примечание к выбору dUстаб. и Uref:
Почему рекомендованы такие ограничения?
Все ОУ плохо работают при входных напряжениях в окрестностях 0V или приближённых к VCC. Поэтому, настоятельно не рекомендуется выбирать точку переключения (напряжение компарации) в верхней или нижней четверти Uпорогового. Т.е. не следует (нельзя) выбирать значение dUстаб./Uref из диапазонов [0… 1/4*Uпорог] && [3/4*Uпорог… Uпорог].

Кроме того, есть и чисто схемотехническое ограничение: Не забывайте о необходимости наличия токоограничивающего резистора R3 (необходимого как Стабилитрону, так и ИОНу). На этом резисторе упадёт ещё очень приличное напряжение! Так что, точка компарации естественно опустится из верхней четверти (для схемы «Рис.2») или поднимется над нижней четвертью (для схемы «Рис.1»)… Слишком уменьшать номинал R3 тоже нельзя — увеличится лишний ток через стабилитрон. (Рекомендации по оптимизации токопотребления схемы — см. в следующем блоке.)

Как следствие, принципиально нельзя отказываться от наличия резистивного делителя R1:R2 по входу компаратора. Не смотря на то, что резисторы вносят дополнительную погрешность измерений, усложняют схему — но точку компарации приходится смещать. Рассмотренные схемы содержат необходимый минимум деталей.

1. В цепи делителя R1:R2 должен протекать ток, как минимум, на порядок больше (в x10 раз), чем входной ток ОУ (который мал, но ненулевой).
2. Аналогично, и для тока через каскад со Стабилитроном/ИОНом… Но тут есть ещё и дополнительное условие: ток должен быть на порядок больше, чем «минимальный требуемый схеме стабилизации ток для выхода на режим» — см. в datasheet:
   • для Стабилитрона — это параметр «Max reverse Leakage Current, Ir»;
   • а для ИОН — это параметр «Minimum Operating current, Irmin».
3. Наконец, если в схеме, после Компаратора, присутствует ещё выходной усиливающе-инвертирующий транзисторный ключ Q1… То базовый резистор этого выходного ключа (ранее обозначавшийся как R4, на первых версиях схем «Рис.1»/«Рис.2») рассчитывается по правилам «Инвертора на биполярном транзисторе» (методика)… Основной тезис здесь: базовый ток должен быть достаточным для уверенного поддержания открытого биполярного транзистора в насыщении, даже при минимальном напряжении питания Vcc_min — это определяет верхнюю границу для номинала R4 (реальный номинал выбирается чуть меньше, но приближённым к границе, чтобы минимизировать нецелевой ток).

Приложение: Улучшение работы Супервизора с помощью ПОС

Рис.7 — ПОС на Компараторе добавляет гистерезис переключения:

Пояснение работы схемы:

Положительная Обратная Связь (ПОС) на Компараторе добавляет гистерезис переключения. (Это как «взрывающийся вертолёт» улучшает любой «экшн» — так и ПОС улучшит любой Супервизор!)

Возьмём за основу Классическую схему, где Стабилитрон подключается от Земли — здесь, к «прямому» входу компаратора подключён каскад резистивного делителя (повезло: гистерезис получится).

Особо замечу, что если бы в схеме к «прямому» входу компаратора подключалась цепочка со Стабилитроном D1, то последний бы нивелировал весь ток через резистор R4, и поддерживал бы уровень Vref неизменным — и никакого гистерезиса не наблюдалось бы, как ни крути!

Силу ПОС — а значит и ширину петли гистерезиса — можно регулировать величиной резистора R4. Номинал R4 рекомендую выбирать на порядок больше, чем (R1+R2)… Можно рассчитать и точно, но предупреждаю, что формулы будут скучные (громоздкие, а толку мало):

Когда выход ОУ в «High» состоянии, то R4 запараллелен с R1 в резистивном делителе (R1||R4):R2.
пусть a=1/(1/R1+1/R4),
тогда Vtest1 = Vcc * R2/(a+R2)

Когда выход ОУ в «Low» состоянии, то R4 запараллелен с R2 в резистивном делителе R1:(R2||R4).
пусть b=1/(1/R2+1/R4),
тогда Vtest2 = Vcc * b/(R1+b)

Итоговая Ширина Гистерезиса: dVtest=|Vtest1-Vtest2|
или dVtest = Vcc * |1/(a/R2+1) — 1/(R1/b+1)|

Таким образом, последняя формула показывает, что величину гистерезиса лучше считать не в абсолютных единицах, а в процентах от Vcc. Кроме того, величина гистерезиса меняется от изменения уровня Vcc (что логично)… Поэтому, нас интересует гистерезис именно в окрестностях порогового значения: Uпорог=3.2V
Например, если подставить текущие схемные номиналы в вышеприведенные формулы, то получим: dVtest=3.7% от VCC, или в абсолютной величине (при VCC=Uпорог) dVtest=0.117V

Только учтите, что данное значение дельты dV — действительно применимо к показателю Vtest (который является малополезным)! Чтобы получить оценку гистерезиса применительно к уровню Vcc, нужно ещё домножить эту дельту пропорционально резистивному делителю: dVcc = dVtest * (R1/R2+1)
Например, если подставить текущие схемные номиналы в вышеприведенные формулы, то получим: dVcc=5% от VCC, или в абсолютной величине для dUпорог=0.16V

Недостатки схемы:

• ПОС R4 будет значительно засаживать выходное напряжение!
• И как следствие, на внешнюю схему (на всю шину к которой подключён выход Супервизора) пойдут очень большие глюки.
• А также, из-за просадки выходного напряжения — эффективность ПОС тоже будет неконтролируемо уменьшаться (ширина гистерезиса входных сигналов будет сужаться).

Дополнительная литература

• Супервизоры питания и их применение (Схемотехнические решения) [Владимир Дьяконов, г.Смоленск]
• Индикатор разряда АКБ на специализированной микросхеме серии КР1171СПxx (отечественная, 2-16V) или PST529x (зарубежная, 2.3-4.5V) [Кондратьев В.Ю.]

• Википедия — Источник опорного напряжения (ИОН)
• Википедия — Бандгап (стабильный транзисторный ИОН, на малые Uref)
• Википедия — Стабилитрон со скрытой структурой (интегральный, со стабильными характеристиками)

• Википедия — Параметры реального Компаратора, которые влияют на погрешность измерений: «Input offset voltage» and «Input offset Drift», «Input bias current» and «Input offset current».
  • SLOA059 (Application Report) — «DC Parameters. Input Offset Voltage (Vio)» [Texas Instruments, Richard Palmer, March 2001].pdf
  • Для преодоления ограничений по входным и выходным напряжениям, в ОУ используются технологии: «Rail-to-Rail» (от шины до шины — имеется в виду способность принимать на вход или выдавать на выход напряжения «от уровня Земля до уровня Питания»)…
    а также, технология «Beyond-the-Rails» (обеспечивает работоспособность ОУ при входных СИНФАЗНЫХ сигналах, выходящих за рамки уровней шин питания!) — см. Maxim Tutorial: «Rail-to-Rail Outputs and Beyond-the-Rails Inputs. The Inside Story on Micropower Op Amps» (eng)
  • Википедия — Что такое Компаратор аналоговых сигналов?
  • Справочник на Joyta.ru — Компаратор. Описание и применение. Часть 1(компараторы имеют выход с открытым коллектором) и Часть 2(ОУ можно использовать в качестве компаратора, если подключить к выходу диод или транзистор)
  • Статья: Компараторы, как они работают? Внесение в компаратор положительной обратной связи (ПОС).

  Что такое детектор напряжения

  

  Две необходимые в электромонтаже штуковины: бесконтактный детектор напряжения и инфракрасный пирометр.

  

  Бесконтактный детектор напряжения

  

  Многие ошибочно считают что этой штучки достаточно чтобы работать с электрикой, мол ткнул и если лампочка не горит значит можно лезть. Это грубейшее заблуждение которое может стоить жизни. Любые бесконтактные способы замера в какой-то момент могут быть ошибочными/не точными из-за наводок, т.к. полагаются на магнитную индуктивность. Только контактный замер дает 100% гарантию того что электричества в цепи нет. Для этого используются вот такие специализированные измерители напряжения, с возможностью отображения фазы в отличии от простых мультиметров.

  

  А бесконтактный детектор с лампой индикации — устройство для определения фазы и не может применяться как единственный способ определения наличия напряжения. Это не безопасно, запомните это. И уж тем более вот это…

  НЕТ смертельно опасным «неоновым отверточкам»

  

  Нет ничего лучше чем работать со смертельно опасными напряжениями вот такой но-нейм фигней.

  Никогда не применяйте подобные китайские «отверточки с неоновой лампочкой» которые работают по принципу «палец в розетку». Сделанные без соблюдений чего либо (здравого смысла в первую очередь), они представляют смертельную опасность даже в бытовой проводке. Они особенно опасны во влажной среде и если внутри выпал конденсат. Так же если ткнете ей куда-нибудь где произошла серьезная электро авария, вы с большой вероятность превратитесь в труп.

  Да что там авария… Они там на китайском подпольном производстве ошибутся и этого уже хватит чтобы вы в прямом смысле слова сунули палец в розетку.
  При таком раскладе зацеперство на крыше электропоезда уже не выглядит столь опасным развлечением. ��

  Используйте либо бесконтактные детекторы которые изолированы и у них нет открытых металлических частей, либо полноценные измерительные устройства с щупами соответствующих, тому куда вы ими лезете, категорий.

  Инфракрасный пирометр

  

  Необходим для определения температуры проводов, их соединений а так же автоматов. С его помощью можно легко обнаружить плохой контакт, опять же безопасным бесконтактным способом. Модели с лазерной указкой предпочтительны.

  

  Т.к. он универсален, он мега полезен в быту, им можно измерять все что угодно (с оговоркой на правильно выставленный коэффициент EMS). Можно даже готовить при точных температурах.

  Неплохо бы иметь и тепловизор, но это не дешево и «просто так» не каждый себе позволит.

  P.S.
  У кого нет денег (или желания) на Fluke, покупают Mastech или UNI-T — очень годные и качественные изделия по доступным ценам. Второй чуток дороже первого. Сам пользую и то и другое.
  Так что любые претензии не принимаются.

  P.S.S.
  Специально для одного изысканного любителя лютой подвальной китайчатины с али. Сверху его вариант за 20 рублей, который конечно же ничем не хуже… ��

  

  Но надо отметить — даже это зеленое чудо за 20р лучше чем железячка воткнутая в розетку с подключенным к ней пальцем (та самая отверточка с лампочкой).

  Для быдло-электриков с «35-ти летнем стажем» и прочих пытающихся что-то доказывать необразованных личностей.

  Любому электроизмерительному устройству присваивается категория рабочих напряжений. Их можно увидеть везде, с первую очередь на щупах которые вы держите в руках.

  СAT II CAT IV

  Категория свидетельствует об уровне защиты оператора изделия от поражения электрическим током, ну и вообще о возможности пробоя изоляции прибора. Можно ведь быть в диэлектрических перчатках но «слабым» щупом устроить дугу в электроустановке. Но это уже больше к подстанциям относится.

  

  Ничего подобного на китайских но-нейм отверточках с лампочкой вы не найдете. Т.е. производитель даже ничего и не гарантирует. А если найдете — то это как правило фейк, просто надпись. Никто на самом деле ничего не тестировал и за качеством не следит.

  Покупайте только качественные изделия, известных производителей, целей будете.

  Обзоры бесконтактных индикаторов напряжения

  Бесконтактный индикатор напряжения – прибор, с использованием которого есть возможность определять контакты под напряжением, расположенные в изолированных проводах и кабелях, а также в проводке под штукатуркой.

  Такой индикатор представляет собой небольшое по размерам устройство, которое удобно носить с собой, бывает полезным не только профессиональным электрикам, но и обычным потребителям – используя его, можно находить скрытые провода под напряжением не только под штукатуркой, но и под кафелем, плиткой и прочими отделочными материалами.

  Для точного обнаружения проводки бесконтактным индикатором по ней должен проходить ток, если при этом стена будет влажной – электромагнитное поле, созданное прибором, будет отражаться от влаги, так что выданные им показания будут ошибочными.

  • Магазины Китая
  • GEARBEST.COM
  • Инструменты
  • Радиотовары

  

  1. Цена: $6.05
  , , , ,
  • 22 июля 2016, 17:05
  • автор: geovas
  • просмотры: 10248
  • комментарии: 35
  • AliExpress
  • Товары проф. использования

  

  1. Цена: $8.90
  , , ,
  • 21 июня 2016, 23:26
  • автор: Klod
  • просмотры: 14974
  • комментарии: 41
  • AliExpress
  • Инструменты
  • Мультиметры

  

  1. Цена: $1.90
  , , , ,
  • 03 июля 2015, 18:15
  • автор: ksiman
  • просмотры: 57163
  • комментарии: 133
  • Магазины Китая
  • DX.COM
  • Мультиметры
  • Хобби

  

  1. Цена: 28,27
  , , , ,
  • 13 сентября 2014, 05:02
  • автор: VitruM
  • просмотры: 20791
  • комментарии: 15
  • Ebay
  • Инструменты
  1. Цена: $19,85

  Существует целая прорва не сильно известных в широких кругах товаров, совершенно незаменимых в быту. Об одном и хочу написать. Это бесконтактный тестер напряжения Fluke VoltAlert.

  , , , ,
  • 07 сентября 2014, 19:07
  • автор: dec99
  • просмотры: 14293
  • комментарии: 95
  • Магазины Китая
  • DEALEXTREME.COM
  • Инструменты

  

  Тестер напряжения (в том числе и бесконтактным способом), т.н. индикаторная отвертка. Должен определять наличие напряжения постоянного/переменного тока 12-250 В с приблизительным указанием вольтажа, а также определять наличие тока в проводах без вмешательства в цепь, что позволяет, например, определить место, где проходит проводка или находится ли под напряжением конкретный провод.

  Супервизоры и детекторы напряжения Microchip Technology

  Компания Microchip Technology Inc., один из ведущих мировых производителей 8- и 16-разрядных микроконтроллеров, производит также широкий ассортимент аналоговых микросхем, в том числе супервизоров, предназначенных для управления напряжением питания микроконтроллеров. В данной статье рассматриваются вопросы применения внешних супервизоров при разработке микропроцессорных систем, а также особенности микропотребляющих схем сброса компании Microchip.

  Самым эффективным и дешевым способом управления напряжением питания при разработке микропроцессорных систем является использование внешней микросхемы супервизора питания. Она позволяет не только поддерживать контроллер в состоянии сброса перед его пуском (функция POR — power on reset), но и контролировать уровень и стабильность питания во время выполнения программы (функция BOR — brown out reset), выполнять функции сторожевого таймера (WDT), а также реализовывать другие сервисные функции, например, внешний сброс.

  Зачем нужен супервизор?

  Супервизоры питания микроконтроллеров используются в различных приложениях, но две основные задачи, которые они позволяют решать, следующие:

  1. Удержание контроллера в состоянии сброса до тех пор, пока напряжение питания не достигнет заданного значения и не стабилизируется (POR).
  2. Сброс контроллера при снижении напряжения питания ниже критического уровня или при внезапном провале напряжения (BOR).

  Несмотря на то, что большинство современных микроконтроллеров уже имеет в своем составе встроенные модули POR и BOR, применение внешних супервизоров оправдано по следующим соображениям:

  1. Ограниченное число контрольных точек для сброса микроконтроллера при использовании внутренних функций, по сравнению с супервизором.
  2. Ток потребления внешнего супервизора в сотни раз меньше по сравнению с потреблением при подключении внутренней функции BOR и POR, что связано в первую очередь с технологией производства микроконтроллеров и аналоговых микросхем.

  В таблице 1 приводится сравнение двух контроллеров PIC производства Microchip Technology Inc. и супервизоров MCP121 и MCP111 по количеству пороговых значений напряжения и току потребления, подтверждающее эти положения.

  

  Помимо описанных функций, супервизоры могут использоваться в качестве сторожевого таймера (WDT) для контроля времени выполнения программы, а также для организации так называемого «оконного» режима. В последнем случае используется два супервизора: один непосредственно для сброса контроллера, а второй — для выявления факта снижения напряжения, чтобы иметь возможность корректно сохранить данные в промежутке времени перед перезагрузкой процессора.

  Далее рассмотрены примеры реализации всех указанных функций.

  Функция POR

  В спецификации на большинство микроконтроллеров указываются параметры, характеризующие, в частности, режим нарастания питания. Неравномерность в нарастании напряжения, несоответствие реальной скорости нарастания и скорости, указанной в спецификации на контроллер, может привести к сбоям в работе контроллера или некорректному запуску.

  Как уже упоминалось выше, супервизоры питания позволяют решить подобные проблемы путем удержания микроконтроллера в состоянии сброса до тех пор, пока напряжение питания не достигнет заданного уровня и не стабилизируется. Как только питание стабилизируется, контроллер запускается и начинает выполнение своей программы (рис. 1).

  

  Обычно период сброса для различных супервизоров варьируется в диапазоне от 150 до 500 мс. Детекторы напряжения, позволяющие контролировать уровень напряжения питания, отличаются от супервизоров отсутствием задержки импульса сброса.

  Функция BOR

  Под понятием brown out или потерей напряжения питания (рис. 2) подразумевают различные случаи колебания, «провисания» или превышения напряжением безопасного порогового уровня.

  

  Такие колебания, вызванные различными причинами, могут привести к некорректной работе контроллера, сохранению неверных данных в памяти и, как следствие, к неправильному функционированию системы в целом.

  К сожалению, не всегда на этапе проектирования и разработки системы предусматриваются подобные случаи потери напряжения, и проблемы обнаруживаются уже потом, когда изделие запущено в массовое производство.

  Постепенное снижение напряжения

  Помимо колебаний и резких провалов напряжения, типичным является постепенное медленное снижение питания (рис. 3). Речь, в первую очередь, идет о приложениях с батарейным питанием, где такая ситуация возможна при разряде батареи.

  

  Подобные ситуации могут, в частности, приводить к тому, что собьется счетчик команд, и программа начнет работать неправильно.

  Если в системе используется внешняя энергонезависимая память EEPROM, которая работает при напряжениях питания от 1,2 В, то возможна ситуация, когда микроконтроллер будет работать неправильно и запишет случайные данные в EEPROM, что может быть обнаружено (или нет) при последующей перезагрузке.

  Как подобрать супервизор?

  Для реализации функций POR/BOD необходимо обратить внимание на следующие основные факторы:

  1. Напряжение сброса (большинство супервизоров имеют ряд фиксированных напряжений срабатывания для поддержки 5 и 3 В систем).
  2. Тип выхода (с открытым стоком, с внутренним подтягивающим резистором или комплементарный).
  3. Полярность импульса сброса (низкий/высокий уровень).

  В таблице 2 приводятся типичные номиналы напряжений на сброс. Выбор номинала напряжения определяется в первую очередь напряжением питания контроллера и диапазоном напряжения питания элементов всей цепи.

  

  К примеру, для контроллера с питанием 5 В ±10%, работающего в диапазоне 4,5–5,5 В, выбор супервизора с минимальной и максимальной точками сброса 4,5 и 4,75 В соответственно гарантирует сброс микроконтроллера до достижения нижнего порога работы процессора.

  Выбор полярности импульса сброса супервизора определяется активным уровнем на входе сброса контроллера. К примеру, у супервизоров MCP100/120/130 активный уровень сброса низкий, а у MCP101 — высокий.

  Помимо перечисленных свойств, супервизоры характеризуются такими параметрами, как:

  • величина задержки импульса сброса (у детекторов напряжения задержки нет);
  • ток потребления;
  • наличие входа сторожевого таймера;
  • наличие входа для подключения внешнего сброса (MR).

  

  Особенности супервизоров и детекторов напряжения компании Microchip

  Микропотребление

  Компания Microchip Technology производит ряд супервизоров питания, рекомендуемых для применения в портативных и батарейных приложениях (табл. 3). Их особенностью является сверхнизкий ток потребления — единицы и доли микроампер.

  

  Это дает возможность интегрировать супервизоры Microchip в системы, чувствительные к току потребления, экономя мощность и одновременно повышая надежность системы.

  Супервизоры со входом сторожевого таймера

  Microchip производит супервизоры с функцией сторожевого таймера WDT, позволяющие контролировать (рис. 5), помимо напряжения питания, время выполнения программы микроконтроллера (табл. 4).

  

  

  Если заданное гарантированное время выполнения программы оказывается больше программируемого таймаута сторожевого таймера (t_WD), на выходе супервизора /RST устанавливается низкий уровень, и микроконтроллер сбрасывается.

  Супервизоры со входом для подключения кнопки сброса

  

  В некоторых портативных приложениях требуется иметь кнопку ручного сброса. Microchip предлагает ряд супервизоров со входом для непосредственного подключения кнопки сброса микроконтроллера (/MR) без дополнительного проектирования внешних цепей. Время Trst, указываемое в документации на супервизоры, определяет продолжительность импульса сброса микроконтроллера.

  Супервизоры со входом для подключения кнопки сброса отмечены в таблице 4 аббревиатурой MR в колонке «Другие особенности».

  Использование супервизоров для организации «оконного» режима

  

  В некоторых случаях перед сбросом контроллера при снижении напряжения питания необходимо предварительно корректно сохранить все промежуточные данные и программный контекст. Для того чтобы за время снижения напряжения питания с уровня V1 до критического уровня сброса V2 контроллер успел соответствующим образом обработать это событие и сохранить необходимые данные в энергонезависимой EEPROM или Flash-памяти, в системе ставят два супервизора. Один — для выявления факта снижения напряжения и информирования контроллера, а второй — непосредственно для сброса контроллера при достижении критического уровня значения напряжения питания. Такой прием позволяет повысить надежность системы за счет контроля напряжения питания МК, а также за счет своевременного оповещения о снижении напряжения до критического уровня.

  Детекторы напряжения

  Детекторы напряжения, как уже упоминалось ранее, отличаются от супервизоров отсутствием задержки на выходе сброса RST.

  Microchip производит ряд детекторов в миниатюрных корпусах 3/SOT-23, 3/SOT-89, 3/TO-92, отличающихся сверхнизким собственным потреблением (табл. 5).

  

  Заключение

  Применение внешнего супервизора питания в микропроцессорных системах определяется двумя факторами: это малое энергопотребление (менее 1 мкА) и большее количество напряжений на сброс по сравнению со встроенными в микроконтроллер модулями POR.

  Основными параметрами супервизоров, на которые следует обратить внимание при выборе супервизора питания, являются:

  • пороговое напряжение;
  • тип выхода;
  • полярность напряжения сброса;
  • величина импульса сброса;
  • собственное потребление;
  • температурный диапазон.

  Компания Microchip производит микропотребляющие недорогие супервизоры в миниатюрных корпусах с различными номиналами напряжений на сброс, типами выхода и величиной импульса сброса.

  Обзор индивидуальных средств электробезопасности «В электроэнергетике мелочей нет»

  

  В статье рассмотрены новые электротестеры, индикаторы и указатели напряжения, которые являются важной категорией контрольно-диагностического электрооборудования. Выполненные на современной элементной базе с учётом жестких условий эксплуатации они служат для детектирования опасного напряжения, определения правильности чередования фаз при подключении цепей, обеспечивая тем самым электробезопасность электриков, монтажников, строителей и других категорий электротехнического персонала, чья деятельность связана с риском поражения электротоком

  Тестеры индикаторы, детекторы-указатели высокого напряжения, измерители порядка чередования фаз, все эти приборы наиболее востребованы при проведении строительных, монтажных и пуско-наладочных работ. От надёжности, качества и удобства этих приборов во многом зависит безопасность работы персонала, обслуживающего действующие электроустановки (ЭУ).

  Портативные указатели для индикации фазного напряжения и определения его значения, как самостоятельная группа приборов известны уже достаточно давно. Несколько лет назад широко применялись контактные индикаторы, в состав которых обычно входили последовательно подключённые элементы: щуп (обычно в форме отвёртки), ограничитель тока, диодная (неоновая) лампочка и сенсорная площадка. При контакте наконечника щупа с фазовым проводником и касанием сенсорной площадки загоралась лампочка, сигнализируя о наличии опасного потенциала. Основными недостатками подобных индикаторов являлись: проверка наличия опасного напряжения контактным методом (на оголённых участках проводки) и сравнительно узкий рабочий диапазон напряжения (до 220 В/380 В).

  В настоящее время находят широкое применение тестеры-индикаторы для бесконтактного детектирования высокого напряжения с увеличенной функциональностью. Современный мультирежимный индивидуальный детектор напряжения, может использоваться практически во всех сферах промышленной деятельности человека. Для специалистов электриков, которым простого индикатора порой бывает недостаточно, были разработаны комплексные приборы, позволяющие не только обнаруживать фазное напряжение, но и определять порядок чередования фаз, а также определять порядок подключения обмоток с целью контроля направление вращения электродвигателей.

  Карманные тестеры-индикаторы

  

  Рисунок 1. Однополюсный тестер-индикатор фазного напряжения HT70

  При необходимости определить лишь наличие / отсутствие напряжения в ходе эксплуатационного контроля оборудования (при работе непосредственно в электроцепях и токоведущих частях ЭУ), с успехом могут применяться индикаторы опасного напряжения.

  Одним из таких компактных приборов является карманных индикатор HT70 (рис. 1) от компании HT Italia (Италия). HT70 представляет собой многофункциональный детектор напряжения, совмещающий в себе сигнализатор фазного напряжения в диапазоне 100 … 1000 В частоты 50 Гц и тестер для определения порядка чередования фаз.

  Прибор выполнен в корпусе карандашного типа со сдвижной крышкой батарейного отсека. Наличие фазного напряжения сигнализируется непрерывным красным свечением встроенного в наконечник щупа светодиода (LED) повышенной яркости и включением звукового извещателя (рис. 2).

  

  Рисунок 2. Результат тестирования визуализируется 2-х цветным светодиодом: зелёный – означает положительный результат теста; красный цвет со звуковым сигналом – отрицательный (ошибка в последовательности чередования фаз).

  Детектор HT70 обладает уникальным запатентованным режимом однополюсного детектирования правильности чередования фаз в ЭУ трёхфазной сети. Он может применяться для определения синфазности в различных ВРЩ (поиск цепей электроустановок, подключённых к одной и той же фазе), что в свою позволяет оценивать направление вращение электромоторов.

  Наконечник тестера-индикатора HT70 имеет хорошо различимую предупредительную маркировку зоны безопасного удержания при работе с объектами находящимися под напряжением. Питание индикатора от 2-х батареек 1,5 В (тип ААА), испытательный ресурс не менее 9000 тестов. Для экономии срока службы элементов питания служит функция автовыключения питания (отключение через 5 мин «простоя»).

  Особенность HT70 заключается в том, что детектор обеспечивает тестирование цепи без необходимости гальванического контакта, другими словам, поиск может выполняться даже на проводниках в изоляции. При таком бесконтактном детектировании отпадает необходимость в поиске токоведущих элементов, соединительной клеммы или в зачистке диэлектрической оплётки кабеля. Бесконтактное тестирование с использованием HT70 — максимально безопасно, очень удобно и эффективно.

  Если возникает потребность только в определении наличия фазного напряжения, то с такой задачей успешно справится детектор VP-1 (рис. 3) от компании APPA (Тайвань), который имеет исполнение для “жестких” условий эксплуатации.

  

  Рисунок 3. Карманный детектор напряжения APPA VP-1 (Voltpen)

  Индикатор APPA VP-1 по техническим характеристикам и конструктивному исполнению аналогичен HT70, но имеет торцевое крепление крышки батарейного отсека и герметичный корпус (IP-65). Такой высокий уровень защиты корпуса означает, что прибор может использоваться в условиях повышенной влажности (росы), он практически полностью защищён от проникновения пыли и грязи. Интересной особенностью этого индикатора является то, что сигнал акустического зуммера автоматически варьируется в зависимости от уровня фазного напряжения в тестируемой точке. Бесконтактное определение напряжения, герметичный корпус и привлекательная цена делают этот прибор незаменимым помощником электрика.

  Основные технические характеристики индикаторов приведены в нижеследующей таблице (в том числе, ряд похожих моделей от других производителей для сравнения).

  Таблица: основные техническиехарактеристики карманные тестеров-индикаторов

  Параметры	APPA VP-1	HT70	Fluke 1AC II	LVD-15
  Диапазон	200…1000 В	100…1000 В	200…1000 В	50…1000 В
  Частота напряжения	50/60 Гц	50/60 Гц	50/60 Гц	50…500 Гц
  Визуальный индикатор	красный светодиод	красный и зелёный светодиод	красный светодиод	красный светодиод
  Акустический индикатор	Вариационный зуммер	Зуммер	Зуммер	Зуммер
  Определение чередования фаз	Нет	Да	Нет	Нет
  Безопасность	IEC/EN61010-1, 1000В (кат IV)	IEC/EN61010-1, 1000В (кат IV)	IEC/EN61010-1, 1000В (кат IV)	IEC/EN61010-1, 600В (кат III)
  Степень защиты, IP	65	—	40	—
  Температура	0 °C … 50 °C	-10 °C … 50 °C	-10 °C … 50 °C	0 °C … 40 °C
  Диодный фонарик	Нет	Нет	Нет	Да
  Габаритные размеры	18 × 151 × 22 мм	20 × 160 × 26 мм	148 мм	28 × 142 × 27 мм
  Масса	120 г	48 г	100 г	45 г

  Индивидуальные детекторы опасного напряжения

  Индивидуальные детекторы опасного напряжения необходимы не только персоналу обслуживающему ЭУ. Такие устройства необходимы также для сотрудников, работающих в условиях возможного опасного приближения к источникам высокого напряжения (например, пожарные, спасатели). В таких ситуациях удобно использовать индивидуальные носимые детекторы, которые имеют подготовку для крепления на спецодежде или на защитной экипировке.
  Таким постоянно носимым индивидуальным средством является указатель напряжения 286 SVD (рис. 4) от компании SEW (Тайвань). У этого высоковольтного детектора есть несколько возможностей крепления: с помощью клипсы – на пояс или карман, с помощью эластичного ремня – на головной убор (каску) или на предплечье (рис. 5).

  Рисунок 4. Указатель опасного напряжения 286 SVD

  Рисунок 6. Указатель опасного напряжения 288 SVD

  Высоковольтные ручные детекторы-указатели напряжения

  Ручные детекторы высокого напряжения (до 275 кВ) применяются в основном на электростанциях, силовых подстанциях, на производстве электроустановок и в лабораторных исследованиях.

  Бесконтактный детектор 275HP (рис. 7) от компании SEW представляет собой много диапазонный регулируемый детектор с переключателем на 8 номиналов напряжения (от 240 В до 275 кВ). 275HP состоит из внутренней сенсорной пластины, переключателя чувствительности, визуальных и звуковых сигнализаторов.

  

  Рисунок 7. Детектор-указатель опасного напряжения 275 HP

  Чувствительный элемент детектора регистрирует поле окружающее проводник под напряжением. Дистанция индикации напряжения в 250 В для одножильного кабеля составляет 10 см, при работе с многожильными проводами дистанция индикации падает до 5 см.

  Индикатор 275HP может применяться в следующих случаях: обнаружение и проверка кабеля под напряжением; выявление повреждений гибкого кабеля; проверка оборудования на заземление; обслуживание неоновых ламп; проверка высокочастотного излучения, обнаружение остаточного или наведённого напряжения. Главное помнить, что данный индикатор служит для бесконтактного обнаружения напряжения, и ни в коем случае нельзя допускать контакта с объектом под напряжением. Непосредственный контакт прибора с силовым элементом может привести к выходу его из строя и возникновению опасности поражения электрическим током.

  Детектор оснащён зуммером высокой громкости и ярким световым (LED) индикатором, что позволяет заметить сигнал о наличии опасного напряжения даже в местах с высоким уровнем шума или низкой освещённостью.

  В детекторе 275 HP помимо режима контроля исправности, реализована функция самодиагностики функционирования прибора. Для проверки на функциональность достаточно установить переключатель диапазона чувствительности в положение «240 В» и затем потереть сенсорный колпак (чувствительный элемент) о ткань одежды для создания разрядов статического электричества. Появление звукового и светового сигнала свидетельствует об исправности прибора и правильном его функционировании.

  Для дополнительного удобства и безопасной работы с детектором есть возможность крепить его на различные удлинительные диэлектрические штанги (рис. 8). На конце рукоятки 275 HP имеется универсальное крепёжное отверстие (проушина). Благодаря наличию фиксирующих пазов индикатор можно крепить на штангу под любым углом.

  Наличие нескольких колен штанги и зажимной механизм крепления «ласточкин хвост» позволяют обеспечить безопасную дистанцию от оператора до источника опасного высоковольтного напряжения.

  

  Рисунок 8. 275 HP на удлинительной штанге HS-120

  Детектор 276 HD (рис. 9) является указателем высокого напряжения и предназначен для работы в двух диапазонах: 80 … 600 В и 3,3 … 24 кВ. Он выполнен в виде штанги-удлинителя. Детектор имеет раздвижную телескопическую штангу (3-и секции): в сложенном состоянии его длина составляет

  35 см, в выдвинутом положении длинна штанги увеличивается и достигает 1 м, что позволяет проверить наличие опасного напряжения в труднодоступных местах (на безопасном расстоянии). Детектор снабжён защитной резиновой ручкой, которая эффективно предохраняет от поражения электрическим током.

  

  Рисунок 9. Детектор-указатель опасного напряжения 276 HD

  Для обнаружения напряжения в диапазоне 80 … 600 В используется наконечник-электрод в головке детектора для гальванической связи с источником напряжения. Для обнаружения напряжения во втором диапазоне (от 3,3 до 24 кВ) непосредственный контакт с источником не требуется, достаточно приблизить головку индикатора к источнику напряжения на расстояние от 1 до 20 см.

  Индикатор 276 HD имеет пыле- водонепроницаемый корпусе, что полностью защищает сенсорный блок индикатора от пыли, грязи, воды и позволяет работать с прибором на улице при любых погодных условиях.

  Таблица: основные технические характеристики высоковольтных ручных детекторов-указателей напряжения

  Параметры	275 HP	276 HD
  Диапазон	от 240 В до 275 кВ	от 80 до 600 В от 3,3 до 24 кВ
  Дистанция срабатывания	до 10 см	до 20 см
  Визуальный индикатор	Красный светодиод	Красный светодиод
  Акустический индикатор	Зуммер	Зуммер
  Условия эксплуатации	-15 ºС….55 ºС; относительная влажность не более 93 %	-10 ºС….50 ºС; относительная влажность не более 85 %
  Степень защиты корпуса	—	Пыле- Водонепроницаемый
  Удлинитель	При использовании штанги	0,8 м
  Питание	1,5 В × 3 Тип “С”	1,5 В × 3 Тип “LR44”
  Габаритные размеры	229 × 9 мм	354 × 40 × 30 мм (1005 в удлинённом виде)
  Масса	590 г	180 г

  Индикаторы наличия и чередования фаз

  Индикатор порядка чередования фаз можно условно отнести к группе указателей напряжения до 1000 В, так как функция индикации фазного напряжения является вторичной.

  В первую очередь эти приборы предназначены для определения порядка чередования фаз. Индикаторы могут применяться в любой области, где есть 3-х фазное электрооборудование (моторы, приводы). Они позволяют быстро определить последовательность чередования фаз, наличие фазового напряжения и порядок подключения обмоток электродвигателя. Обычно такие индикаторы комплектуются зажимами типа “крокодил” с большим раскрытием рабочих кромок. Это позволяет легко подключать индикатор к выводам различной конфигурации или напрямую к токоведущим частям оборудования.

  В качестве образцов рассмотри детекторы ST-860 и 888 PMR (рис. 10) от компании SEW (Тайвань), имеющие функциональность «3 в 1»: определение наличие фазного напряжения до 600 В (до 70 Гц – ST-860, до 400 Гц – 888 PMR), определение порядка подключения фаз, определение порядка обмоток электродвигателя.

  

  Рисунок 10. Индикатор наличия и порядка чередования фаз 888 PMR

  Индикаторы используют электронную схему индикации. Подключив прибор к проводам по индикации светодиодов (R/S/T) можно судить о наличии напряжения на соответствующих маркировке фазах. Дополнительные светодиоды (L/R) указывают правильность чередование фаз или направление вращения электродвигателя (по часовой или против часовой).

  Индикаторы ST-850 (рис. 11) и 855 PR так же относятся к младшим моделям того же класса и выполняют две функции: определение наличие фазного напряжения (до 600 В, 50/60 Гц), определение порядка подключения фаз. Данные приборы используют смешанную схему индикации. Если для индикации наличия фазного напряжения используются светодиодные индикаторы как в старших моделях, то для определения порядка чередования фаз используется механический индикатор в виде вращающегося диска. По направлению его вращения определяется правильность чередования фаз.

  

  Рисунок 11. Индикатор наличия и порядка чередования фаз 855 PR

  Таблица: основные технические характеристики индикаторов наличия и чередования фаз

  Параметры	888 PMR	ST-860	ST-850	855 PR
  Диапазон	100 … 600 В 2 … 40 Гц	100 … 600 В 45 … 70 Гц	90 … 600 В 50/60 Гц	200 … 600 В 50/60 Гц
  Индикатор наличия фазы	Три неоновых лампы
  Индикатор порядка чередования фаз	Два светодиода	Неоновые лампы	Направление вращения диска с меткой
  Инд. порядка подключения обмоток электродвигателя	Два светодиода		−	−
  Измерительные провода	3 шт., съёмные, 0,5 м, зажим “крокодил”		3 шт., несъёмные, 1,1 м, зажим “крокодил”
  Условия эксплуатации	-10 … 40°C, влажность 85 %
  Источник питания	9 В (тип “Крона”)		−	−
  Габаритные размеры	153 × 72 × 35 мм		134 × 85 × 45 мм
  Масса	185 г	182 г	510 г	530 г

  Все рассмотренные в обзоре индикаторы и указатели, от простых до многофункциональных детекторов, являются приборами «на каждый день» для специалистов, работающих в электроэнергетике, а также тех, кто занят в производстве, наладке и ремонте электрооборудования. Простота, надёжность и удобство в использовании данной группы приборов, а так же приемлемая цена, обуславливают сферы их применения не только для отраслевых специалистов, но и для бытового, домашнего использования.

  У нас представлены товары лучших производителей

  ПРИСТ предлагает оптимальные решения измерительных задач.

  У нас вы можете купить осциллограф, источник питания, генератор сигналов, анализатор спектра, калибратор, мультиметр, токовые клещи, поверить средства измерения или откалибровать их. Также мы поставляем паяльно-ремонтное оборудование, антистатический инструмент, промышленную мебель. Мы имеем прямые контракты с крупнейшими мировыми производителями измерительного оборудования, благодаря этому можем подобрать то оборудование, которое решит Ваши задачи. Имея большой опыт, мы можем рекомендовать продукцию следующих торговых марок:

  Похожие публикации:

  1. Как изменится угол преломления света при увеличении угла падения
  2. Бактерицидная лампа или кварцевая лампа что лучше
  3. Хладоновые огнетушители предназначены для тушения чего
  4. Перегородка в кабель канал для чего

  Высокоточный детектор перехода сетевого напряжения через ноль на двух транзисторах

  Для многих приложений, использующих переменное напряжение 110/230 В, требуется детектирование перехода сетевого напряжения через ноль (zero-crossing-detection, ZCD), например, для синхронизации коммутации нагрузок. Один из методов ZCD основан на использовании высокоомного токоограничивающего резистора или резистивного делителя напряжения для измерения переменного напряжения на выводе контроллера. Однако такая схема ZCD имеет задержку, зависящую от порогового напряжения входа контроллера, наличия гистерезиса и скорости нарастания сетевого напряжения. Например, предположим, что напряжение в системе равно 230 В, 50 Гц, и резисторы делят напряжение на 100, то есть 230 В/100 = 2.3 В. Кроме того, предположим, что порог переключения входа микроконтроллера равен 1 В. Относительно напряжения сети 230 В этот пороговый уровень составляет 1 В×100 = 100 В. Таким образом,

  

  

  дает задержку t = 1.43 мс, что составляет 14.3% от длительности полупериода – существенная ошибка.

  Рисунок 1.

  Эта простая двухтранзисторная схема точно определяет момент перехода входного сетевого напряжения через ноль.

  На Рисунке 1 показана недорогая эффективная схема ZCD, использующая два стандартных транзистора. Цепь C₁, C₂, D₁, D₂ и R₁, подключенная непосредственно к сети переменного тока, образует простой однополупериодный выпрямитель, питающий схему ZCD. Q₁ служит выходным элементом схемы ZCD. Для компенсации напряжения база-эмиттер добавлен включенный диодом транзистор Q₂, ограничивающий положительную полуволну напряжения. Для повышения эффективности детектор должен распознавать периоды переменного тока при как можно более высоком напряжении. Этим требованием определяется выбор транзисторов. Q₂ и Q₁ – малошумящие малосигнальные транзисторы BC549B с максимальным напряжением коллектора, равным 30 В. При таком выборе напряжение 230 В необходимо ослабить до 30 В. (Для транзистора BC546 достаточно ослабления до 80 В). Таким образом, коэффициент деления делителя должен быть равен 30 В/230 В = 13.4%, и сопротивления резисторов должны соответствовать соотношениям

  Сопротивления ограничивающих ток резисторов R₂ и R₃ должны быть достаточно большими. Выбор стандартного значения R₁ = 820 кОм означает, что

  а ближайшее стандартное значение – 120 кОм. При таких сопротивлениях напряжение на транзисторе Q₂ ограничено значением

  что меньше максимально допустимого для транзистора напряжения 30 В.

  Во время положительного полупериода напряжение на базе Q₁, ток которой ограничивается резистором R₄, увеличивается примерно до 0.6 В. Q₂ работает как постой диод. Таким образом, когда напряжение превышает 0 В, Q₂ смещен в обратном направлении и блокирует протекание любого тока. При 0 В Q₂ смещен в прямом направлении, но поддерживает напряжение 0.6 В на переходе база-эмиттер (V_BE). Таким образом, напряжение на коллектор и базе Q₂, подключенным к базе Q₁, остается на уровне 0.6 В. В положительном полупериоде транзистор Q₁ насыщен, и выходное напряжение близко к нулю. В отрицательном полупериоде, когда напряжение меньше 0 В, ток течет через Q₂. Поэтому напряжение на базе Q₁, подключенной к коллектору Q₂, падает ниже 0.6 В, что приводит к закрыванию Q₁, и уровень выходного напряжения становится высоким. Обратите внимание, что напряжение на базе Q₁ может достигать примерно –30 В относительно Q₂; для защиты перехода Q₁ от напряжения выше –1 В можно добавить ограничивающий диод D₃.

  Материалы по теме

  1. Datasheet Vishay 1N5231
  2. Datasheet Fairchild BC549B

  Перевод: AlexAAN по заказу РадиоЛоцман

  Похожие публикации:

  1. Lenovo g580 как зайти в биос
  2. Где в андроиде запись телефонных разговоров
  3. Как перекинуть игру с айфона на андроид
  4. Как переключить клавиши f1 f12 вместо вспомогательных на ноутбуке