安全闪光灯发出高电压警报

发布时间：2015-3-10 10:58 发布者：designapp

在高压电路上工作是非常危险的。即使电源断开后，电容器还可以使系统中的高压持续存在相当长的时间。
在高压电源下使用LED通常意味着限流电阻要耗散掉相当大的功率。使用电阻器意味着电路以满工作电压运行时LED会很亮，但在电压下降的情况下，LED会变得越来越暗。实际上，电压仍处于不安全状态时，LED起不了多大的报警作用。
本设计实例中使用了凌力尔特公司(Linear Technology)的LTC1540CS8组合纳米功率比较器和基准，当存在高压时，高亮度LED就会闪烁。在高电压情况下，LED快速闪烁；在低压情况下，LED闪烁速度减慢。由于LED的占空比较小，电流消耗也很低。即使在光照良好的情况下，高亮度LED也能引起人们的注意。
C1通过电阻串R1～R3充电。电阻分压器R4和R7对C1上的电压进行缩放。比较器将该电压与1.18V内部稳压二极管进行比较。R5和小信号二极管D1提供迟滞。根据图1中显示的数值，当C1电压为5.5V时，LED开启，当C1电压降低至3.6V后，LED关闭。LED的标称开启时间为5ms。

图1：闪烁灯高电压警报电路图。

电压为210V时，LED以25Hz的频率闪烁，电路消耗约300μA的电流。电压为100V时，LED以11Hz的频率闪烁，电路消耗约100μA的电流。电压为50V时，LED以1Hz的频率闪烁，电路消耗约60μA的电流。在原型设计中，当输入电压降至20V这一安全数值后，LED仍会以0.5Hz的频率闪烁。
为满足不同要求，可对该电路进行修改。将C1的值加倍则可使闪烁速率减半。增加电阻串R1～R3的值可使电路在更高电压下运行，尽管这一情形下，工作电压限值会成比例降低。根据图中显示的数值，电路可在20V以下至500V以上的范围内运行。值得注意的是，用于R1～R3的0603尺寸电阻器的额定电压仅为75V，当电路在较高电压下运行时，可能需要用到更多的串联电阻器。若在电阻串顶部增设一个高压二极管，则电路还可在交流电压下运行。
若想要获得一个相对恒定的闪烁频率，可以使用电流源Q1～Q2替换R1～R3(图2)。根据图中数值，当供电电压从250V下降至50V时，LED的闪烁频率将被控制在更为有限的2Hz～1Hz范围内。