В системах жизнеобеспечения, осаждающих пыль и частицы углерода, часто используются высоковольтные источники постоянного напряжения. Однако выход из строя высоковольтных компонентов, обусловленный изменением их свойств с течением времени, может привести к значительному падению напряжения, что не позволит системе работать должным образом, приводя к серьезному загрязнению воздуха.
 | |
| Рисунок 1. | На этой схеме детектора падения высокого напряжения для сигнализации о неисправности используется визуальная индикация с помощью светодиода, однако к выходу LMC555/TLC555 также можно подключить динамик для подачи звукового сигнала. |
Схема на Рисунке 1 позволяет системным операторам заранее знать, достаточно ли хорошо работает высоковольтный источник питания, чтобы механизм электрофильтра мог работать нормально. Она потребляет очень небольшой ток от высоковольтного источника питания, ограниченный высоковольтным резистором R1 сопротивлением 100 МОм или больше. Сопротивления резисторов R1 и R2 выбраны такими, чтобы обеспечить безопасное рабочее напряжение 12 В на резисторе R2:
где
HV – высоковольтный потенциал постоянного тока,
R1 – сопротивление токоограничивающего резистора,
R2 – сопротивление, задающее потенциал базы транзистора Q1.
Если напряжение питания падает, напряжение на резисторе R2 также падает, уменьшая потенциал базы транзистора Q1. Транзистор Q1 открывается и запускает генератор на микросхеме LMC555/TLC555 (IC1). С помощью элементов R3, R4 и C1 разработчик может установить максимальную частоту, как правило, равную примерно 10 кГц. Выходная частота микросхемы IC1 будет изменяться от 0 Гц при нормальном высоком напряжении до максимального значения 10 кГц при неисправном источнике высокого напряжения с промежуточными значениями при частичном падении напряжения.
16-вольтовый стабилитрон защищает базу транзистора Q1 от чрезмерного напряжения. Для точного согласования рабочих напряжений разработчики могут использовать 12-вольтовый стабилитрон, но 16-вольтовый стабилитрон добавляет 4-вольтовый запас гибкости по рабочему напряжению. Частотный выход легко изолировать с помощью оптрона.
Схема может работать от стандартной 12-вольтовой батареи, но рабочее напряжение микросхемы не должно превышать 16 В, иначе генератор выдаст ложную тревогу о сбое из-за отказа источника высокого напряжения. Минимальное рабочее напряжение схемы составляет 3 В. Сопротивление токоограничивающего резистора в цепи сигнального светодиода зависит от рабочего напряжения схемы и максимального тока светодиода. Обычно используется 470 Ом.
Недорогая стандартная микросхема таймера LMC555 была самым хорошим выбором для этой схемы. Импульсный сигнал легко передать по телефонной линии. Выходное переменное напряжение устройства также допускает изоляцию с помощью звукового трансформатора. Кроме того, разработчик может подключить LMC555 к динамику для подачи звукового сигнала.