В статье М. Челебаева «Трехуровневый индикатор напряжения» («Радио», 1977. № 2. с. 29) описано устройство на трех светодиодах, позволяющее следить за изменениями напряжения в аппаратуре. Иногда для того, чтобы судить о правильности работы прибора, достаточно знать, находится ли в заданных пределах напряжение в контролируемой точке и, если он вышло за эти пределы, то в какую сторону. В этих случаях может быть полезным простой индикатор, схема которого изображена на рисунке.
Индикатор предназначен для работы в устройстве для заряда аккумуляторных батарей. Свечение светодиода V2 сигнализирует о том, что напряжение заряда батарей ниже минимального − 11,4 В, а свечение светодиода V3 − о превышении верхнего предела нормального напряжения заряда − 14,5 В. Если напряжение находится в нормальных пределах, оба светодиода выключены.
Работа индикатора основана на использовании нелинейной зависимости сопротивления стабилитронов V1 и V4 от приложенного напряжения. Когда напряжение Uпит меньше 11,4 В, стабилитрон V4 открыт и к цепочке R1V2 приложено его напряжение стабилизации (около 3,5 В). Ток через светодиод V2 достаточен для его свечения.
При повышении напряжения (приближении его к пороговому уровню 11,4 В) начинает открываться стабилитрон V1, потенциалы между выводами светодиода V2 начинают сравниваться. По достижении указанного уровня светодиод погаснет. Это произойдет, когда напряжение питания Uпит будет примерно равно:
Uпит = UV1 + UV4 - UV2
где UV1 и UV4 — напряжения стабилизации стабилитронов V1 и V4, UV2 — напряжение на светящемся светодиоде V2, причем стоит подчеркнуть, что оно на рабочем участке характеристики, т.е. когда светодиод светится, весьма стабильно, как и у всякого диода.Светодиод V3 начнет светиться при дальнейшем повышении напряжения питания, когда падение напряжения на резисторе R3 от тока через стабилитрон V4 превысит напряжение стабилизации стабилитрона V1 на величину, достаточную для включения светодиода V3. Это как раз и произойдет при напряжении Uпит=14,5 В.
Устройство потребляет от источника питания ток около 30 mA при напряжении 11,4 В и 65 mA при 16 В. Индикатор не требует налаживания и при использовании исправных деталей сразу начинает работать. Если пороговые напряжения переключения светодиодов сильно отличаются от указанных, потребуется более точный подбор элементов, отмеченных на схеме звездочками