一个简单的离子检测器电路分析

本文讨论了一个简单的离子检测器电路，可用于检测高压电路产生的正离子和负离子。该装置还可用于检测大气中的静电放电。静电放电通常由高压源发出，例如火花，电弧等。如果它碰巧与梳子、雷克辛家具或丝绸窗帘等塑料物体摩擦，它也可能是由人体皮肤产生的。

静电可能对FET和CMOS IC造成危险

许多现代高阻抗固态小工具可能容易受到静电放电的影响。

对于容易受到静电放电损坏（ESD）影响的FET和CMOS半导体尤其如此。

为了消除在触摸、安装和与这些精密组件交互时的破坏，大多数制造商都提供了接地说明。

在安装或使用任何这些易受攻击的系统和设备之前，可以采用搜索和销毁（排放）策略来有效地定位必须中和的问题区域或危险区域。

对于这种安全操作，我们可以使用建议的电子静电或离子检测器电路。

该离子指示电路的另一个出色用途是用于感测和指示由离子发生器电路产生的离子。

如果您已经构建了本网站上发布的负离子发生器电路，则可以有效地使用所提出的离子检测器电路来检测离子发生器电路产生的离子。

静电是如何产生的

在研究离子检测器电路之前，让我们快速回顾一下离子或静电的特性。离子是带电荷的原子。

带正电的离子缺乏电子，而带负电的离子具有过量的电子。

通过向材料提供电子或从材料中带走电子，会产生静电。

如果材料充分绝缘且大气非常干燥，电荷可以增加到极高的电位。

当一个人从家具中走出或在铺有地毯的地板上漫步时，一个人的电位差可能会增加几千伏。在人身上产生的这种电位差足以破坏基于CMOS的精密电子设备。

电路说明

参考下图，3个晶体管高增益检测器级确定该静电荷的相对强度。同时，该电路还可以识别静电荷的极性。

从本质上讲，检测器由两个电路组成，其中一个可以检测正离子，另一个可以检测负离子。

正离子检测器电路中使用了三个 BC547 NPN 晶体管。这些晶体管以高输入阻抗达林顿直流放大电路的形式配置。

当天线“A”检测到正离子或正静电荷时，LED1 显示相对输出。三个 BC557 PNP 晶体管配置为检测负输入电荷。

这些可以在电路的另一半中看到配置。负电荷的相对输出由LED 2显示。

电容器 C1 和 C2 有助于防止交流频率进入放大器电路。电阻R3和R4的位置用于限制放大器的输入电流。

理想情况下，电路应安装在金属盒内。电池负极必须与外壳主体电连接。

这将使离子检测器电路最有效地运行。天线可以是普通长度的柔性线。两个显示的天线的放置应使它们彼此平行并朝向同一方向。确保天线永远不会相互接触或与金属外壳接触。

如何测试

机柜必须处于地电位，才能使用和测试静态检测器。这意味着，在测试电路之前，请将金属盒牢牢握在手中或将其与良好的接地接地连接起来。

接下来，用塑料梳子梳理头发并迅速将其靠近触角。当梳子靠近天线时，其中一个 LED 将开始明亮地亮起。

通过手里拿着探测器走过铺有地毯的地板进行另一次测试。同时将天线指向静止的金属物体而不接触它。

检查指示灯上的亮起。其中一个会照亮。接下来，通过将金属物体接触到一些接地来接地。现在重复该过程。

现在，如果金属上的静电电荷通过接地完全中和，LED 将保持关闭状态，指示不充电。

用静电计测试静电荷

可以检测静电荷的设备称为静电计，对静电荷相当敏感。

在PCB上使用CMOS IC或灵敏MOSFET之前，我总是使用此仪表。这是为了确保我的工作台、PCB 或手上没有静电，否则几乎可以立即损坏这些敏感设备。

该静电计是一种检测和显示电荷强度或电位差的电气设备。

该电路可以用9V电池供电，当探头靠近可能的静电荷表面时，仪表指针会偏转，表明存在静电荷。

静电荷的体积通过电流表表示，JFET 可以是 2N3814 或类似型号。仪表可以是0-1 mA设备;如果您发现这种类型的仪表不够灵敏，无法满足您的需求，您可以用更灵敏的低电流表代替它。

调整电位计，使指针在探头周围没有静电的情况下指示1 mA。一旦探头被引入到足够接近电荷的位置，仪表指针必须减小到0 mA。

要检查您的CMOS设备存储盒是否可能没有静电荷，请将静电计探头直接触摸到盒子中。如果您发现仪表指针未从满量程 1 mA 电平移动，您可以放心，盒子没有静电。

使用IC 555检测静电荷

强静电可能会破坏您的 IC RAM 或其他静电敏感设备，例如 MOSFET。下一个电路非常简单。这仅使用7个部件，以及一个555振荡器/定时器。此外，它与像“视觉”一样操纵的FET配合使用，以识别静电电荷沉积物。

一旦天线与高压源保持在一起，它就会降低 555 的脉冲频率。您可以通过两个 LED 的闪烁开/关速率来观察结果。我根本不建议使用 CMOS 555，因为在这种情况下，它本身容易受到静电场的影响并迅速死亡。

要验证IC 555静电荷检测器是否正常工作，请尝试将天线非常靠近电视屏幕。您可能会很快开始看到 LED 闪烁速度变慢。

为了复位电路，只需将电路的天线线短到电路的任何地线或大金属板上，几次。这必须允许LED闪光率恢复到快速速率，这是在没有静电荷的情况下的正常速率。

您可以将此 LED 静电计与万用表一起使用，以获得更高精度的读数。电路真的很容易，对高压静电发射非常敏感。所有部件都可以在当地的Radio Shack商店获得。

电流消耗非常小，电路可以轻松工作几个小时而不会显示任何异常影响。