Zariadenie prezentované v tomto článku je určené na ochranu reproduktorovej sústavy (zabránenie poškodeniu reproduktorovej sústavy) pripojenej k frekvenčnému koncovému zosilňovaču v prípade núdze (v prípade jednosmerného napätia na výstupe koncového zosilňovača) . Okrem toho tento obvod poskytuje oneskorenie pri pripájaní reproduktora k zosilňovaču, aby sa eliminovali počuteľné prechodné javy (praskanie reproduktorov a iné nepríjemné zvuky), keď je zosilňovač zapnutý.

Princíp činnosti tohto zariadenia nie je nový a mimoriadne jednoduchý: pri absencii nebezpečného jednosmerného napätia na výstupe zosilňovača (ochranný vstup) je reproduktorový systém pripojený k výstupu zosilňovača pomocou reléových kontaktov. , po určitej krátkej dobe, v prípade nebezpečného jednosmerného napätia na výstupe zosilňovača, relé otvorí svoje kontakty a reproduktorový systém sa odpojí od výstupu zosilňovača.

Kostru obvodu som nevymyslel ja, často sa dá nájsť v rôznych obmenách v priemyselných zariadeniach a takéto obvody sa dlhodobo veľmi osvedčujú.

Stručne uvediem vlastnosti a technické vlastnosti tejto schémy:
- nezávislá ochrana pre každý z dvoch kanálov zosilňovača. V prípade nehody v jednom z kanálov zosilňovača sa vypne iba chybný kanál.
- vstavaný regulátor napätia umožňuje napájať ochranné zariadenie priamo z napájacej zbernice kladného výkonového zosilňovača.
- prípustný rozsah napájacieho napätia (+Vc) od 15 do 50V (pri použití relé s cievkou 12V) alebo od 30 do 90V (pri použití relé s cievkou 24V).
- doba odozvy ochrany (vypnutie reproduktorového systému), keď sa na výstupe zosilňovača (na vstupe ochrany) objaví konštantné napätie:
0,7 sek (s konštantným napätím na ochrannom vstupe 5V);
0,25 sek (s konštantným napätím na ochrannom vstupe 15V);
0,15 sek (s konštantným napätím na ochrannom vstupe 25V);
0,07 sek (s konštantným napätím na ochrannom vstupe 50V).
- minimálne konštantné napätie na výstupe zosilňovača (ochranný vstup) potrebné na vypnutie reproduktorovej sústavy +1V / -3,5V.
- doba oneskorenia pripojenia akustického systému na výstup zosilňovača od priloženia napájacieho napätia - 3 sek.
- automatické pripojenie akustického systému na výstup UMZCH po odznení nebezpečného jednosmerného napätia na jeho výstupe.
- čas pripojenia akustického systému po odznení nebezpečného jednosmerného napätia na výstupe UMZCH - 3 sek.
- okamžité odpojenie reproduktorovej sústavy od výstupu koncového zosilňovača v prípade výpadku prúdu alebo poruchy ochranného zariadenia.

Zvážte princíp činnosti obvodu pomocou príkladu jedného z kanálov ochranného zariadenia (horný v obvode). Pri nulovom jednosmernom napätí na vstupe obvodu sú oba vstupné tranzistory VT2 a VT4 úplne zatvorené. Po pripojení napájania sa kondenzátor C3 začne nabíjať cez odpor R4, keď napätie na doskách kondenzátora dosiahne približne 1,2-1,5 V (približne 3 sekundy po pripojení napájania), tranzistor VT6 sa otvorí a napätie sa rovná napätie na cievke relé K1 sa objaví na výstupe regulátora napätia (VT1), kontakty relé K1.1 sú zopnuté a výstup zosilňovača je pripojený k reproduktorovej sústave. V prípade núdze, keď sa na vstupe obvodu objaví konštantné napätie, ktoré je väčšie ako minimálne spúšťacie napätie ochranného zariadenia, jeden z tranzistorov (VT2 alebo VT4) sa otvorí v závislosti od znamienka konštantného napätia na vstup - plus alebo mínus. Otvorený tranzistor posunie kondenzátor C3 a prechod báza-emitor tranzistora VT6, čo vedie k jeho uzavretiu, strate napätia na cievke relé a rozopnutiu kontaktov K1.1. Reproduktorový systém je odpojený od výstupu výkonového zosilňovača. Akonáhle konštantné napätie na vstupe ochranného zariadenia klesne pod minimálnu hodnotu pracovného napätia ochrany, tranzistory VT2 a VT4 sa zatvoria, C3 sa nabije, tranzistor VT6 sa otvorí, na cievke relé sa objaví riadiace napätie a reproduktorový systém je znovu pripojený k výstupu výkonového zosilňovača. Tranzistor VT1 spolu s R2 a VD1 tvoria najjednoduchší regulátor napätia, ktorý umožňuje napájať ochranné zariadenie z kladnej zbernice napájacieho zdroja výkonového zosilňovača alebo akéhokoľvek iného zdroja napätia s napätím 15 až 90V.

V závislosti od veľkosti dostupného napätia zdroja, ktorý bude na napájanie ochrany použitý, je vhodné zvoliť relé s cievkou buď 12 alebo 24V. Je to potrebné na zníženie straty energie na tranzistore regulátora napätia (VT1), ktorý musí byť inštalovaný na malom chladiči. Takže pri napájacom napätí 15 až 30V je potrebné použiť relé s cievkou na 12V a na napájacie napätie 50V a vyššie relé s cievkou na 24V. Pri použití zdroja s napätím 30 až 50V je dovolené použiť relé s cievkou pre 12V aj 24V. Pri použití relé s cievkou dimenzovanou na 24V je nevyhnutné nahradiť zenerovu diódu VD1 (1N4743, 13V) zenerovou diódou so stabilizačným napätím 24V, napríklad 1N4749.

Zvážte schému prepojenia ochranného zariadenia s doskami výkonového zosilňovača, napájacím zdrojom a pripojeným reproduktorovým systémom.

Všetko je celkom jasné a jednoduché. Jediná vec, ktorá môže vzniknúť, je: prečo sú na doske ochranných obvodov dve svorky GND a ktorá z nich by sa mala použiť na pripojenie k zdroju napájania? Môžete použiť ktorýkoľvek z nich.

Zoznam rádiových prvkov

Označenie	Typ	Denominácia	množstvo	Poznámka	skóre	Môj poznámkový blok
VT1	bipolárny tranzistor	BD139	1			Do poznámkového bloku
VT2-VT5	bipolárny tranzistor	2N5551	4			Do poznámkového bloku
VT6, VT7	bipolárny tranzistor	KSP13	2	MPSA13		Do poznámkového bloku
VD1	zenerova dióda	1N4743A	1	1N4749 (24V) pre 24V relé		Do poznámkového bloku
VD2, VD3	usmerňovacia dióda	1N4148	2			Do poznámkového bloku
C1, C2		100uF 25V	2			Do poznámkového bloku
C3, C4	elektrolytický kondenzátor	220uF 25V	2			Do poznámkového bloku
R1, R3	Rezistor

Aký je systém ochrany reproduktorov v modernom Výkonový zosilňovač požiadavky na takéto systémy.

Jednou z hlavných požiadaviek je výkon. V prípade akéhokoľvek potenciálne škodlivého vystavenia reproduktorom by mali byť čo najskôr odpojené od výstupu výkonového zosilňovača.

Pozrime sa na systém ochrany postupne: od vstupu po výstup (relé) a určme, ako rôzne uzly systému ovplyvňujú jeho výkon.

Na vstupe systému ochrany reproduktorov sa zvyčajne nastavuje na izoláciu jednosmernej zložky od zvukového signálu dolnopriepustný filter(LPF).

Optimalizovať výkon ochranného systému a zároveň eliminovať falošne pozitívne je potrebné určiť hornú medznú frekvenciu LPF. V praxi je pre systémy s jedným postranným pásmom limit 20 Hz úplne postačujúci a poskytuje minimálne oneskorenie pri 25 ms. Pre skutočný zvukový signál nie je kvôli asymetrii polvln pri vyšších frekvenciách potrebné žiadne ďalšie oneskorenie. V širokopásmových reproduktorových sústavách sa navyše stredofrekvenčné a vysokofrekvenčné reproduktory pripájajú najčastejšie cez výhybkové filtračné kondenzátory, ktoré im poskytujú dodatočnú ochranu pred jednosmernou zložkou.

Pre bi-amping alebo tri-amping systémy budete musieť použiť niekoľko ochranných systémov, prepočítajúc hodnoty dolnopriepustných filtračných prvkov, aby ste zvýšili rýchlosť systému a spoľahlivo chránili stredové a výškové reproduktory, ktoré sú citlivejšie na konštantu. komponent.

Ako dolnopriepustný filter sa zvyčajne používa jednoduchý jednostupňový filter so strmosťou 6 dB/oktávu. Môže sa zdať, že zložitejšie filtre sú lepšie: dva alebo tri odkazy. Ale, ako ukázali experimenty, s nimi je výkon ochranného systému horší, pretože. poskytujúce lepšie filtrovanie vysokých frekvencií, horšie (s väčším oneskorením) izolujú konštantnú zložku signálu.

V tabuľke sú uvedené hodnoty kapacity filtračného kondenzátora pre použitie ochranného systému s rôznymi zosilňovacími systémami: širokopásmový, bi-amping, tri-amping a s rôznymi deliacimi frekvenciami pre viacpásmové systémy:

Rezistor (R1 a R2) sa vo všetkých prípadoch používa pri 100 kOhm.

Nemal by sa používať ako kondenzátor C1 polárne elektrolytické kondenzátory, pretože aj malé napätie obrátenej polarity často vedie k ich poruche, čo znižuje spoľahlivosť systému. Ak sa vyskytnú problémy s nepolárnym elektrolytickým kondenzátorom, možno ho ľahko nahradiť dvoma polárnymi tak, že ich zapnete podľa predloženej schémy:

Ak pri niektorých typoch hudby pri vysokej hlasitosti bude falošne pozitívne ochranný systém, potom bude potrebné zvýšiť kapacitu filtračného kondenzátora. Ale maximálne do 47uF, inak bude doba oneskorenia neprijateľne dlhá.

Ďalším prvkom, ktorý ovplyvňuje výkon systému, je detektor napätia. Je to on, kto určuje systémový prah. Samozrejme, čím je prah odozvy nižší, tým je systém rýchlejší.

Zvážte niekoľko typických schém detektorov.

Pomerne typická schéma, dokonca aj pre priemyselné zariadenia:

Počas testovania obvod vykazoval spoľahlivú prevádzku s kladným vstupným napätím asi 0,8-1V a záporným napätím nad -4V. Ak je pre kladné napätie prah odozvy dobrý, potom pre záporné napätie výsledná hodnota nie je veľmi žiaduca.

Iná schéma, pomerne populárna v Runete, ukázala približne rovnaké výsledky:

Nebudem vás nudiť popisom všetkých študovaných schém. Uvediem príklad obvodu, ktorý vykazoval veľmi dobré výsledky - rovnaké hodnoty napätia odozvy (asi 0,7 V) pre kladné a záporné vstupné napätie:

Priblíženie kliknutím

Okrem toho tento obvod poskytuje oneskorenie pri pripájaní reproduktorov po zapnutí zosilňovača a vypínaní reproduktorov pri strate niektorého z napájacích napätí zosilňovača.

Ako optočleny tu skvele fungujú optočleny PC817 z počítačových zdrojov. Rovnaké (alebo podobné) optočleny nájdeme v napájacích zdrojoch monitorov, DVD prehrávačoch a dokonca aj nabíjačkách pre mobilné telefóny a smartfóny.

Ďalší spôsob zvýšenia rýchlosti ochranného systému je dosť exotický, pretože sa prakticky nevyskytuje v amatérskych rádiových dizajnoch (kvôli určitej komplikácii obvodu). Metóda je znížiť napätie cievky relé po jeho spustení. Faktom je, že napätie uvedené na relé je prevádzkové napätie. Väčšina moderných relé umožňuje po uzavretí kontaktu znížte napätie na cievke 2-3 krát. V tomto prípade zostanú kontakty bezpečne zatvorené a čas uvoľnenia kontaktu (to je v skutočnosti doba odozvy ochrany) sa niekoľkokrát skráti. Ale, ako už bolo spomenuté, táto metóda vyžaduje komplikáciu obvodu.

Ďalší spôsob, ako zvýšiť rýchlosť ochranného systému, je pomerne jednoduchý, lacný, ale z nejakého dôvodu sa zriedka vyskytuje aj v praktických dizajnoch.

Najprv trocha teórie. Ako viete, vinutie relé je v podstate induktor, čo je dôvod, prečo pri pripojení alebo odpojení napätia na jeho kontaktoch dochádza v cievke k spätnému EMF. Aby ste mali predstavu o hodnote spätného EMF, uvediem výsledky experimentov.

Pre relé s relatívne malou 24 V cievkou (odpor vinutia bol 730 ohmov) bolo spätné EMF napätie, ktoré sa indukovalo na vinutí, keď bolo vypnuté. nad 500V. Je zrejmé, že bez prijatia vhodných opatrení na zníženie napätia spätného EMF bude spoľahlivosť takéhoto systému veľmi pochybná. Existuje riziko zlyhania samotného relé s častým vypínaním a výkonového tranzistora, ktorý relé riadi. Alebo potrebujeme drahý vysokonapäťový tranzistor.

Zadného EMF sa môžete zbaviť jednoduchou ľudovou metódou - vložte diódu do reverzného zapojenia paralelne s vinutím relé:

Mnoho rádioamatérov však nevie, že toto opatrenie vedie k výraznému zníženiu výkonu relé. Experimenty boli vykonané pre relé typu OMRON G6B-2214P-US-DC12. Bez použitia ochrannej diódy bola doba rozopnutia kontaktu cca 1,2 ms. Po nainštalovaní ochrannej diódy sa čas rozopnutí kontaktu zvýšil na 8 ms, t.j. faktor!

Výrazné skrátenie doby otvorenia relé v prítomnosti ochrannej diódy pomôže ... zenerova dióda:

Ako ukázali experimenty, pre túto možnosť je čas rozopnutia kontaktu len 2,5 ms, t.j. len dvakrát vyššia ako bez ochranných obvodov.

Zenerova dióda musí byť zvolená so stabilizačným napätím rovným prevádzkovému napätiu relé.

Vyššie uvedené tipy a schémy umožňujú rádioamatérom pomerne jednoducho upraviť existujúce systémy ochrany reproduktorov v domácich aj priemyselných zariadeniach s cieľom zvýšiť ich výkon.

Ako sme už zistili v, na zabezpečenie spoľahlivej ochrany akustických systémov musí byť náš ochranný systém sám o sebe spoľahlivý. Čo ovplyvňuje spoľahlivosť okruhu a ako ho zlepšiť, si povieme nabudúce.

Pokračovanie nabudúce.

Zvažuje sa niekoľko rôznych schém zariadení. navrhnutý na ochranu reproduktorových systémov (AS) a implementáciu časového oneskorenia pred pripojením reproduktorov k výstupu audiofrekvenčného výkonového zosilňovača.

Ochranný obvod a oneskorenie zapnutia na štyroch tranzistoroch

Vyššie uvedené zariadenie je navrhnuté tak, aby oneskorilo pripojenie reproduktorov počas trvania prechodových javov v UMZCH pri zapnutí a vypnutí napájania, keď sa na jeho výstupe objaví konštantné napätie akejkoľvek polarity.

Ryža. 1. Schematický diagram zariadenia na ochranu reproduktorov a oneskorenia zapnutia, vyrobený na štyroch tranzistoroch.

Schematická schéma zariadenia je znázornená na obr.1. Skladá sa z rozdeľovača diód (VD1 - VD6) a elektronického relé na tranzistoroch VT1 - VT4.

Je pripojený k výstupom kanálov UMZCH spolu s reproduktormi cez kontakty relé K1. Obvody R1C1, R2C2 zabraňujú spusteniu zariadenia pri kolísaní audio frekvencie.

V prípade potreby je možné počet riadených kanálov zvýšiť jednoduchým pripojením príslušného počtu prídavných obvodov, podobne ako obvod R1C1VD1VD2, a použitím elektromagnetického relé s veľkým počtom kontaktných skupín. Konštantné napätie na výstupe UMZCH, pri ktorom sa spúšťa ochranné zariadenie, je určené stabilizačným napätím zenerovej diódy VD7 a je s ním spojené pomerom:

Keď je napájanie zapnuté (napájací zdroj UMZCH môže byť zdrojom napätia), kondenzátor C3 sa začne nabíjať (cez odpor R9), takže tranzistor VT4 je zatvorený a relé K1 je bez napätia.

Pri zvyšovaní napätia na kondenzátore sa tranzistor VT4 začne otvárať a po chvíli (asi 3 s) sa jeho emitorový prúd zvýši natoľko, že sa aktivuje relé K1 a pripojí reproduktory na výstup UMZCH.

Tranzistory VT1 - VT3 v počiatočnom stave sú tiež zatvorené. Keď sa na výstupe ktoréhokoľvek z kanálov objaví napätie akejkoľvek polarity presahujúce vyššie uvedenú hodnotu, otvorí sa tranzistor VT2, po ktorom nasledujú VT1, VT3. V dôsledku toho sa kondenzátor C3 vybije cez sekciu emitor-kolektor tranzistora VT3 a rezistora R8, tranzistor VT4 sa uzavrie a relé K1 vypne reproduktory a vstup zariadenia z výstupu UMZCH.

Tranzistor VT1, ktorý poskytuje pozitívnu spätnú väzbu v kaskáde na tranzistore VT2, hrá úlohu „západky“, ktorá ju udržiava otvorenú aj po odpojení zariadenia od výstupu UMZCH: ak by to tak nebolo, po vstupnom napätí zlyhá a tranzistor VT2 sa uzavrie, VT3 by opäť začal nabíjať kondenzátor C3 a po uplynutí doby nabíjania by sa reproduktory znova pripojili k UMZCH.

Zariadenie používa relé RES-9 (pas RS4.524.200). Tranzistory KT603b (VT3, VT4) je možné nahradiť KT315g. Zariadenie je napájané z 20V zdroja.

Pri vysokom napätí je v dôsledku spätných prúdov kolektorov možné spontánne otvorenie tranzistorov VT1, VT2. Aby sa to nestalo, je potrebné znížiť odpor rezistorov R5, R6. Ak je napájacie napätie vyššie ako 30 V, zariadenie by malo používať tranzistory s prípustným napätím kolektor-emitor min.

Pri znížení napätia (výmenou zenerovej diódy D814a) je potrebné dbať na to, aby amplitúda nízkofrekvenčného striedavého napätia na výstupoch filtrov R1C1, R2C2 nedosahovala hodnoty, ktoré spôsobia, že reproduktory budú vypnúť. Nie je to ťažké urobiť - stačí zvýšiť časové konštanty menovaných obvodov (napríklad zvýšiť C1, C2).

Rozšírená schéma ochrany pre reproduktory

Ochranné zariadenie obr.2 má veľký potenciál.

Ryža. 2. Schematický diagram ochrany akustických systémov pred prepätiami výstupného napätia napájaných zo zdroja UMZCH.

Chráni reproduktory pred prepätím výstupného napätia pri zapnutí a vypnutí napájania, pri poruche UMZCH a v momentoch jeho pravdepodobného zlyhania - keď jedno alebo obe napájacie napätia poklesnú alebo úplne zmiznú, ako aj pri prekročení maximálne povolené hodnoty (toto môže mať miesto pri napájaní zo stabilizovaných zdrojov) a nakoniec ich vypne, keď sú pripojené stereo slúchadlá. Zariadenie je napájané z rovnakého dvojpólového zdroja ako koncové stupne UMZCH.

V okamihu zapnutia napájania sa kondenzátor C3 začne nabíjať, takže tranzistor VT2 je otvorený, VT3 je zatvorený, relé K1 je bez napätia a reproduktory sú vypnuté. Akonáhle napätie na kondenzátore dosiahne hodnotu

Stabilizačné napätie zenerovej diódy VD9), stavy týchto tranzistorov sú obrátené, relé K1 je aktivované a reproduktor je pripojený k výstupom kanálov UMZCH.

Vyššie uvedený vzorec platí za podmienky: .

Čas oneskorenia pre hodnoty prvkov uvedených na diagrame: .

Stabilizačné napätie zenerovej diódy VD11 sa volí z podmienky .

Keď napätie ktoréhokoľvek zdroja energie klesne o hodnotu väčšiu ako tranzistor VT3 sa zatvorí a relé K1 vypne reproduktory z UMZCH.

Zenerove diódy VD7 a VD9 v základných obvodoch tranzistorov VT1, VT2 sú rovnaké a vyberajú sa s prihliadnutím na nasledujúce. Ako je zrejmé z diagramu, aby sa tranzistor VT2 otvoril (a následne sa tranzistor VT3 zatvoril a uvoľnil relé K1), napájacie napätie musí spĺňať podmienku:

Kde a - v tomto poradí, napätie a minimálny stabilizačný prúd zenerovej diódy VD9.

Odtiaľ: . S menovitými hodnotami a typmi dielov uvedenými na diagrame

A to znamená, že keď zariadenie vypne reproduktory, ak sa záporné napájacie napätie zvýši (v porovnaní s nominálnym) o 2,8 V.

Tranzistor VT1 sa otvára pozdĺž obvodu VD1 - R5 - VD7, identický s obvodom VD6 - R7 - VD9. To vedie k otvoreniu tranzistora VT2 a uzavretiu tranzistora VT3, t.j. na vypnutie reproduktorov pri zvýšení napájacieho napätia s kladnou polaritou o 8 V.

V prípade, že sa na výstupe UMZCH objaví konštantné kladné napätie, tranzistor VT2 sa otvorí prúdom pretekajúcim cez odpor R3 (alebo R4), VD4 (VD5) a obvod R7VD9. Podmienka na otvorenie v tomto prípade vyzerá takto:

Ak má napätie na výstupe UMZCH zápornú polaritu, obvod R3 (R4) - VD2 (VD3) - R5 - VD7 otvorí tranzistor VT1.

Pre pripojenie stereo telefónov slúži zásuvka XS1, s ktorou je mechanicky spojený spínač SA1. Po zasunutí zástrčky stereo telefónov do zásuvky sa kontakty spínača otvoria, relé K1 sa uvoľní a reproduktory sa odpoja od UMZCH.

To isté sa stane, keď sa napájanie UMZCH vypne pomocou tlačidla SB1 (A1 je zdroj napájania). Pretože kolektorový obvod tranzistora VT3 a sieťový napájací obvod sú prerušené takmer súčasne, reproduktory sú pred začiatkom prechodového procesu vypnuté a nie je počuť kliknutie.

Zariadenie používa relé RES-22 (pas RF-4.500.130). Nepolárne oxidové kondenzátory C1, C2 - K50-6. Tranzistor KT815V je možné nahradiť akýmkoľvek iným s prípustným napätím kolektor-emitor viac ako 50 V a maximálnym kolektorovým prúdom najmenej , kde je odpor vinutia relé K1).

Namiesto zenerových diód KS527A môžete použiť KS482A, KS510A, KS512A, KS175Zh, KS182Zh, KS191Zh atď., Pripojením potrebného počtu zariadení, aby ste získali stabilizačné napätie zvolené podľa daných vzorcov. Diódy VD1 - VD6, VD8, VD10, VD12 - akýkoľvek nízkoenergetický kremík so spätným napätím vyšším ako 50 V.

Ochranný obvod striedavého prúdu, ktorý je napájaný signálom AF

Originálne chrániče reproduktorov (obr. 3) sú napájané napätím audio signálu, čo umožňuje jeho zabudovanie do reproduktora.

Zariadenie ho vypne v prípade preťaženia energie, ako aj v prípade, že sa na výstupe UMZCH objaví konštantné napätie akejkoľvek polarity. V obvode boli použité reproduktory s výkonom 10 W a elektrickým odporom 4 ohmy.

Ryža. 3. Schéma ochrany akustického stĺpa, ktorý je napájaný signálom AF.

V počiatočnom stave je relé K1 bez napätia a signál AF (audiofrekvencia) z výstupu zosilňovača je privedený cez kontakty K1.1 do reproduktora. Súčasne usmerňuje mostík VD1 - VD4 a jeho konštantná zložka cez normálne uzavreté kontakty K1.2 sa dodáva do prahového zariadenia, vyrobeného na tranzistore VT1 a mikroobvode DA1.

Pokiaľ napätie vstupného signálu nepresiahne prah odozvy, tranzistor sa uzavrie a napätie na kolíku 12 čipu DA1 sa rovná stabilizačnému napätiu zenerovej diódy VD6, čo je viac ako napätie štandardného mikroobvodu. zdroja, ktorý môže byť v rozsahu 1,5 ... 3 V. (Zenerova dióda VD6 zabraňuje rozpadu emitorového prechodu tranzistora diferenciálneho stupňa mikroobvodu so spätným napätím).

V momente, keď vstupný signál dosiahne úroveň prevádzky zariadenia (napätie ladiaceho odporu R5 na motore je asi 1,5 V), tranzistor VT1 sa otvorí a napätie na kolíku 12 čipu DA1 bude menšie ako ukážkový.

V dôsledku toho sa otvorí riadiaci tranzistor mikroobvodu, aktivuje sa relé K1 a reproduktor sa odpojí od UMZCH a vinutie relé je pripojené priamo k výstupu usmerňovacieho mostíka VD1 - VD4.

Keď sa usmernené napätie zníži na klesajúce napätie relé, zariadenie sa vráti do pôvodného stavu. Zariadenie sa správa podobne, keď sa na výstupe UMZCH objaví konštantné napätie.

Prah odozvy sa nastavuje orezávacím odporom R6. Kondenzátor C3 zabraňuje spusteniu zariadenia, keď signál krátko prekročí prah spustenia.

Minimálne signálne napätie, pri ktorom je zariadenie v prevádzke, je určené ovládacím napätím relé. V prípade použitia relé RES-47 (pas RF4.500.407-04) a dielov s menovitými hodnotami uvedenými v diagrame nepresahuje 5 V. Zenerova dióda VD8 obmedzuje napätie na vinutí relé.

Pri absencii čipu K142EN1A môžete použiť K142EN1, K142EN2 s akýmkoľvek písmenovým indexom. Diódy KD522B je možné nahradiť akýmikoľvek inými so spätným napätím vyšším ako 40 V, jednosmerným prúdom najmenej 100 mA a maximálnou frekvenciou (KD51A, zostavy diód série K542 atď.), Stabistor KS107A - s ľubovoľným kremíková dióda, tranzistor KT3412B - s akýmkoľvek nízkovýkonným kremíkovým tranzistorom npn štruktúrou s prípustným napätím kolektor-emitor najmenej 40 V.

Pri výrobe zariadenia na ochranu reproduktorov výkonných zariadení reprodukujúcich zvuk by sa mali použiť diódy KD204A - KD204V, KD212A, KD212B, KD213A, KD213B atď., Relé RES-47 by sa malo vymeniť za iné, s kontaktmi, ktoré umožňujú spínanie vysokých prúdov a v prípade potreby aj „napájanie“ čipu DA1 externých tranzistorov na zabezpečenie potrebného prúdu cez vinutie relé.

Môže sa stať, že v čase prevádzky zariadenia dôjde k odskoku kontaktov relé. Môžete tomu zabrániť zapnutím kondenzátora s kapacitou 10 ... 20 mikrofarád medzi kolíkmi 16 a 8 čipu DA1 alebo rezistorom 1 kΩ medzi jeho kolíkom 13 a bázou tranzistora VT1 (čím sa vytvorí pozitívna spätná väzba ).

Ochranný obvod striedavého prúdu pomocou odporového optočlena

Navrhované zariadenie (obr. 4)

Ryža. 4. Schéma ochrany akustických systémov pomocou odporového optočlena.

poskytuje ochranu akustických systémov (AC) pred poškodením, keď sa na výstupoch stereo zosilňovača objaví jednosmerné napätie s kladnou alebo zápornou polaritou.

Funkcie výkonného ochranného prvku plní odporový optočlen U1. Funguje to nasledovne. Keď sa na niektorom z výstupných zosilňovačov zvukovej frekvencie (UCH) objaví záporné alebo kladné jednosmerné napätie, cez opron začne pretekať vstupný prúd a odpor jeho odporu prudko klesá.

Akonáhle jednosmerné napätie dosiahne 3-4 V (v závislosti od kópie optočlena), tento odpor sa stane taký malý, že sa tranzistory VT1, VT2 zatvoria, reléové vinutie K1 je bez napätia a jeho kontakty K1.1, K1 .2 odpojte AC od ultrazvukového frekvenčného meniča.

Zenerove diódy VD1, VD2 obmedzujú vstupný prúd optočlena na 18 mA. Pretože pre zenerove diódy D815A je povolené rozšírenie stabilizačného napätia o 15%, je potrebné vybrať také vzorky, aby napätie aplikované na svetelný žiarič optočlena nepresiahlo 5,5 V.

Tlmivky L1, L2 obmedzujú premennú zložku vstupného prúdu optočlena na hodnotu, ktorá vylučuje možnosť prevádzky ochrany. Vyrábajú sa na magnetických obvodoch ShL12 * 12 a obsahujú 1200 závitov drôtu PEL-0,23. aktívny odpor každého induktora je 36 ohmov.

V dôsledku dlhého času nabíjania kondenzátora C1 cez odpor R1 je zabezpečené oneskorenie otvorenia tranzistorov VT1, VT2, činnosť relé K1 a pripojenie reproduktorov k zosilňovaču.

Výsledkom je, že prechodové javy, ktoré sa vyskytujú v zosilňovači po jeho zapnutí, doznievajú skôr, ako zariadenie pripojí reproduktor, takže kliknutie v nich nie je počuť.

Keď je zosilňovač zapnutý pomocou spínača 8V1, kontakty 1 a 4 druhého sú zatvorené, čo spôsobuje okamžité zatvorenie tranzistorov VT1, VT2. Reproduktor sa prirodzene otvorí zo zosilňovača skôr, ako v ňom začnú prechodné javy, a tiež nebude počuť kliknutie v reproduktore.

AC chránič je napájaný 2-pólovým napájacím zdrojom zosilňovača. Pri výbere prvkov VT1, VT2, C1, R2, K1 by sa mala brať do úvahy veľkosť zdrojového napätia.

Pri použití relé RES-9, RES-22 je možné ochranné zariadenie doplniť o poplašný systém pre jeho činnosť (obr. 5).

Ryža. 5. Schéma doplnenia AC ochranného zariadenia o svetelnú signalizáciu.

Opísané zariadenie bolo vyvinuté pre konkrétny zosilňovač s napájacím napätím rovným plus alebo mínus 15 V. V tomto prípade, keď sa objaví jeden z výstupov zosilňovača, maximálne napätie, tepelný výkon uvoľnený na tlmivkách L1 alebo L2 neprekročí 3 W, čím sa eliminuje jeho výrazné prehrievanie počas doby, počas ktorej možno usudzovať na poruchu výkonového zosilňovača (PA) a je rozhodnuté o jeho vypnutí.

Druhá verzia ochranného obvodu s optočlenom

Pri vyššom napájacom napätí a bez záruk včasného rozpoznania momentu činnosti ochranného zariadenia ho možno zostaviť podľa mierne upravenej schémy (obr. 6).

Ryža. 6. Schematický nákres zariadenia na ochranu reproduktorov, napájané -30 + 30V.

V tomto prípade, keď sa spustí ochranný systém, výkonový zosilňovač sa vypne. Svetelný žiarič optočlena je pripojený kontaktmi K1.3 relé K1 na napájanie zosilňovača, čo umožňuje udržiavať ochranné zariadenie v "Núdzovom" režime.

Okrem toho, pri absencii jedného z napätí 2-pólového zdroja, ochranné zariadenie nepripojí PA k nemu a vypne ho, ak jedno z týchto napätí zmizne. Keď sa LED diódy rozsvietia, znamená to problém so zosilňovačom alebo napájaním.

V zariadení zostavenom podľa schémy na obr. 3 musí mať relé K1 4 skupiny kontaktov na spínanie (RES-22, pas RF4.500.130). Treba poznamenať, že takáto schéma systému ochrany stráca funkciu zabraňovania kliknutiam v reproduktore.

Ochranný obvod striedavého prúdu, ktorý odpája zosilňovač AF od siete

Obr. 7 znázorňuje schému AC ochranného zariadenia, odpája zosilňovač od siete.

Ryža. 7. Schéma ochrany akustických systémov, odpojenie zosilňovača AF od siete 220V.

Ak chcete zapnúť zosilňovač, stlačte tlačidlo SB1. V tomto prípade dôjde k privedeniu napájacieho napätia do ochranného zariadenia, relé K1 sa aktivuje a jeho kontakty zablokujú tlačidlo SB1, takže po jeho uvoľnení zostane PA pripojený k zdroju napájania.

Ak chcete zosilňovač vypnúť, stlačte tlačidlo SB2. Princíp tohto zariadenia je podobný tomu, ktorý je opísaný vyššie. Funguje a odpojí zosilňovač od siete, keď sa na jednom z jeho výstupov objaví konštantné napätie alebo zlyhá napájacie napätie.

Tlačidlá SB1, SB2 bez upevnenia v stlačenej polohe KM21, KMD2-1 a relé K1-RES-32, pas Ruskej federácie 4.500.335-02 (alebo RES-22, pas Ruskej federácie 4.500.130).

Systém pasívnej ochrany reproduktorov

Najčastejším spôsobom ochrany akustických systémov pred nebezpečným prepätím je ich odpojenie od zdroja signálu pomocou elektromagnetického relé.

Jeho použitie v špičkových reproduktoroch je však nepraktické kvôli nelineárnym skresleniam vnášaným do reprodukovaného signálu. Faktom je, že kontakty relé majú svoj vlastný aktívny odpor, ktorý sa v nových produktoch pohybuje od 0,1 (v najlepšom prípade) do 0,5 Ohm.

V dôsledku toho, keď nimi prechádza elektrický prúd významnej veľkosti, rozptýli sa na nich veľký tepelný výkon. To spôsobuje oxidáciu kovu, z ktorého sú kontakty vyrobené, čo je už samo o sebe zdrojom skreslenia.

Okrem toho sa počas prevádzky relé zvyšuje oxidácia a odpor kontaktov sa môže zvýšiť na 1 Ohm alebo viac, čo je úmerné odporu samotných reproduktorov a môže znížiť ich výkon.

V inej verzii ochrany AU, keď sa na nich objaví nebezpečné prepätie, sú výstupy UMZCH pripojené na spoločný vodič pomocou tyristora, až kým nepracuje poistka v silovom obvode koncového stupňa.

Táto metóda má však aj významné nevýhody, pretože predstavuje určité nebezpečenstvo pre samotný UMZCH a je spojená s potrebou výmeny poistiek.

Množstvo zahraničných reproduktorov používa polykryštalické prvky špeciálne navrhnuté na ochranu vysokofrekvenčných a stredofrekvenčných hláv, ktoré však vnášajú do signálu ešte väčšie skreslenie a taktiež sa nedajú použiť v špičkových reproduktoroch.

Navrhovaným zariadením pasívnej ochrany reproduktorov je výkonný diódový symetrický obmedzovač frekvenčného signálu (obr. 8).

Ryža. 8. Výkonný diódový symetrický obmedzovač audio signálu.

Vyrába sa vo forme 2-pólového zapojenia paralelne s chráneným obvodom: buď reproduktor ako celok, alebo niektoré z jeho žiaričov, napríklad HF alebo MF hlava. V druhom prípade je inštalovaný priamo v AU a v prvom prípade môže byť umiestnený ako na výstupe UMZCH, tak aj v samotnej AU.

Zariadenie funguje nasledovne. Keď sa na jeho výstupoch objaví napätie, ktoré prekročí nastavený limitný prah, otvoria sa diódy príslušnej vetvy a začne nimi pretekať prúd.

Určitý tepelný výkon sa rozptýli diódami a signál prichádzajúci do reproduktora alebo vysielača je mierne obmedzený napätím a tým aj výkonom.

Keď napätie dodávané do AC klesne pod prevádzkový prah, zariadenie sa vypne. V pohotovostnom režime ochranné zariadenie neovplyvňuje frekvenciu zvuku, pretože v tomto prípade sú diódy oboch vetiev zatvorené a ich výsledná kapacita je zanedbateľná.

Zariadenie by malo využívať výkonné usmerňovacie diódy s vysokou kapacitou preťaženia, zvýšenou maximálnou pracovnou frekvenciou a malou vlastnou kapacitou. z najbežnejších môžeme odporučiť KD213 s ľubovoľným písmenovým indexom, ako aj KD2994, KD2995, KD2998, kd2999.

Tieto diódy umožňujú tok jednosmerného prúdu 10..30 A alebo viac v závislosti od typu a maximálny impulzný prúd cez ne môže dosiahnuť 100 A.

Bez chladiča je každá dióda schopná rozptýliť elektrický výkon asi 1 W, čo zodpovedá prúdu rádovo 1 A. Pri inštalácii na najjednoduchšie doskové chladiče je možné výkon rozptýlený každou diódou zvýšiť na 20 W. Na obr. 9 je znázornená možná konštrukcia ochranných zariadení s použitím doskových chladičov.

Ryža. 9. Možné prevedenie ochranných zariadení pomocou doskových chladičov.

Z vlastností ochranného zariadenia je potrebné vziať do úvahy nasledujúce. V momente otvorenia diód nimi preteká malý prúd. Súčasne na otvorenie každej z diód je potrebné napätie 0,6 ... 0,7 V v závislosti od jej typu.

S ďalším zvýšením napätia na zásuvkách ochranného zariadenia sa zvyšuje prechádzajúci prúd a v súlade s tým sa zvyšuje úbytok napätia na prechodoch diód. Jeho hodnota môže byť až 1..1.4 V v prúdovom rozsahu až 10...30 A.

Výpočet ochranného zariadenia sa redukuje na určenie typu diód a ich počtu v každej vetve. Na tento účel je potrebné určiť prah pre obmedzenie výkonu a napätia.

Predpokladajme, že chceme ochrániť pred preťažením driver s nominálnym výkonom 10 W a bežným odporom 8 ohmov.

V tomto prípade je vhodné určiť napätie na úrovni výkonu asi 8 W. Potom by mal hlavou pretekať prúd rovný 1 A pri vstupnom napätí 8 V.

Pri použití diód KD213 s prahovým napätím 0,6 V je počet diód v každej vetve približne 13. Celkovo je to 26 diód na 2 vetvy.

Technické vlastnosti takéhoto ochranného systému budú veľmi vysoké. Prah odozvy je 8 V. Maximálna úroveň obmedzenia výkonu na chránenom obvode pri prúde cez diódy 10 A je asi 30 W. Počiatočný výkon absorbovaný ochranným systémom je približne 4 + 4 W, maximálny pri prúde 10 A a použití chladiča je až 130 W.

Pri výbere diód sa uprednostňujú tie, ktoré umožňujú maximálne prúdy 20 ... 30 A s poklesom napätia 1 V. Patria sem: KD2994.

Sú oveľa drahšie ako KD213, ale majú výrazne lepšie vlastnosti pre naše účely. Takže ich prahové napätie je vyššie a je asi 0,7 V a úbytok napätia pri prúde 20 A je len 1,1 V. Navyše je ich puzdro vhodnejšie na montáž na dosku plošných spojov a pripevnenie chladiča.

Pri použití KD2994 (namiesto KD213) vo vyššie uvedenom výpočte sa ich počet v pobočkách zníži z 13 na 11, čo čiastočne kompenzuje vysoké náklady. Charakteristika ochranného zariadenia bude oveľa plochejšia: pri prúde cez diódy 10 A už nebude úroveň obmedzenia výkonu na chránenom obvode 30, ale iba 12 W. V tomto prípade bude ochranný systém absorbovať výkon rádovo 100 + 100 wattov.

Použitie opísanej schémy v ceste reprodukcie zvuku s vysokou vernosťou, najmä ak výstupný stupeň UMZCH pracuje v čistej triede A, vám umožňuje úplne sa zbaviť skreslení spôsobených konvenčnými ochrannými zariadeniami.

Najvýhodnejšie je použiť navrhovaný systém na ochranu reproduktorov a žiaričov s relatívne nízkym výkonom. Ak sú však v reproduktore vhodné finančné prostriedky a voľný priestor, možno odporučiť aj ochranu nízkofrekvenčných žiaričov.

Je pravda, že v tomto prípade bude potrebné zvýšiť počet paralelne zapojených diódových vetiev. Takže, keď sú paralelne zapojené 2 rovnaké diódové vetvy, výkon absorbovaný ochranným systémom sa zvýši 2-krát.

Oneskorenie zapnutia a zariadenie na ochranu reproduktorov

Schematický diagram tohto zariadenia je znázornený na obrázku 10. Pozostáva zo vstupného dolnopriepustného filtra R1R2C1, časového relé na tranzistore VT1 a prvkov R1 - R4, C1 a kľúča na tranzistore VT2.

V okamihu zapnutia napájania sa kondenzátor C1 začne nabíjať cez odpory R1, R2. Počas doby jeho nabíjania bude tranzistor VT1 otvorený, VT2 zatvorený a cez vinutie relé nebude prúdiť prúd.

Ryža. 10. Schéma spomaľovača zapnutia a ochrany reproduktora, zostaveného na dvoch tranzistoroch.

Rezistor R3 eliminuje vplyv základného prúdu tranzistora VT1 na nabíjanie kondenzátora a zvyšuje kladný prah ochranného zariadenia.

Keď je kondenzátor nabitý, napätie na báze tranzistora VT1 klesne a tranzistor sa zatvorí a kľúčový tranzistor VT2, ktorý je s ním spojený, sa otvorí a cez vinutie relé K1 preteká prúd. Relé bude fungovať a jeho uzavreté kontakty K1.1 a K1.2 spoja reproduktory so zosilňovačom. Oneskorenie zapnutia je približne 4 s.

Ak sa na jednom z výstupov zosilňovača objaví konštantné napätie s kladnou polaritou, povedie to k čiastočnému vybitiu kondenzátora C1, otvoreniu tranzistora VT1 a zatvoreniu tranzistora VT2.

V dôsledku toho sa prúd cez vinutie relé zastaví a jeho kontakty odpoja reproduktory od zosilňovačov. Ak sa na jeho výstupoch objaví konštantné napätie zápornej polarity, potom prejde priamo cez diódu VD1 na základňu tranzistora VT2, zatvorí ju a tým deaktivuje relé K1, kontakty K1.1, K1 .2 z ktorých sa opäť otvoria a vypnú reproduktory zo zosilňovača. Dióda VD1, VD2 obmedzuje maximálne záporné napätie na základe vstupného tranzistora VT1 na 1,3 V.

Hoci v režime ochrany reproduktora aj v režime oneskorenia zapnutia sa kondenzátor C1 nabíja cez rovnaké obvody, doba odozvy ochrany je rádovo kratšia, pretože na to kondenzátor potrebuje zmeniť svoj potenciál iba o málo voltov. Ochranné prahy nie sú vyššie ako +-4 V.

Správne vyrobené zariadenie začne pracovať okamžite a nevyžaduje konfiguráciu. Diódy je možné použiť z akéhokoľvek kremíka. Zostávajúce prvky sú vhodné na použitie prvkov uvedených v diagrame.

Relé K1 - RES-9, pas RS4.524.200 s odporom vinutia približne 400 ohmov. Akékoľvek iné relé, ktoré pracuje pri zvolenom napájacom napätí, je tiež vhodné, ale v tomto prípade musíte vybrať odpor R4, od ktorého závisí záporný prah ochrany.

Zariadenie je funkčné pri zmene napájacieho napätia v rozsahu 20 ... 30 V. Pri inom napájacom napätí bude potrebné zmeniť odpor odporu R4.

Nevýhodou tohto zariadenia je potreba napájať ho zo zdroja s vlnením nie väčším ako 1 V, inak sú možné falošné poplachy.

Literatúra:

1. Voishillo A. - “O spôsoboch, ako zapnúť záťaž nízkofrekvenčných zosilňovačov” Rádio 1979 č. 11 str. 36, 37;
2. Kornev I. „Ochrana reproduktorov“ Rádio’1960 č. 5 s. 28;
3. Roganov V. „Zariadenie na ochranu reproduktorov“ Rádio’1981 č. 11 s. 44, 45; 1982 č. 4 s. 62;
4. „Zariadenia na ochranu reproduktorov“ Rádio’1983 č. 2 s. 61;
5. Baraboshkin D. “Ochranná jednotka výkonového zosilňovača” Rádio’1983 č. 8 s. 62, 63;
6. Reshetnikov O. „Ochranné zariadenie na optočlenoch“ Rádio’1984 č. 12 s. 53;
7. „Zariadenia na ochranu reproduktorov“ Rádio’1986 č. 10 s. 56-58.

Univerzálna jednotka ochrany reproduktorov je vyrobená na malých dieloch a je možné ju zabudovať do každého zosilňovača, ktorý takúto ochranu nemá. Zvláštnosťou tohto bloku je použitie vstavaného napájania zo siete, spoľahlivých elektromagnetických relé a LED indikácie výskytu konštantného napätia na výstupe zosilňovača. Zariadenie poskytuje stabilné oneskorenie a ochranu aj po krátkom výpadku prúdu.

Je známe, že po privedení napájania do zosilňovača v systéme reproduktorov (AC) môže dôjsť k hlasnému cvaknutiu (tlieskaniu). Na odstránenie tohto javu je potrebné pripojiť záťaž na výstup UMZCH s určitým oneskorením dostatočným na dokončenie všetkých prechodných procesov (zvyčajne 1 ... 3 s). Po vypnutí napájania by sa reproduktor mal vypnúť, kým sa akumulačné kondenzátory napájacieho filtra zosilňovača výrazne nevybijú (o viac ako 20%). V opačnom prípade môže proces vypnutia vytvárať nepríjemné podtóny alebo kliknutia.

Prezentovaný modul implementuje funkcie tichého zapnutia a vypnutia zosilňovača (v skutočnosti reproduktora) a tiež umožňuje chrániť basové hlavy reproduktora, keď sa na výstupe UMZCH objaví konštantné napätie spojené s jeho núdzovou prevádzkou, resp. zlyhanie.

technické údaje

Napájacie napätie, V...........190...264

Ochranné spúšťacie napätie, V................0,6...0,7

Čas oneskorenia zapnutia/reštartu, s..........2.5...3

Doba odozvy ochrany (vstup U = 2 V), s, nie viac ako 1,4

Doba odozvy ochrany (vstup U = 20 V), s, nie viac ako 0,25

Čas vypnutia modulu, s, nie viac ako ............... 0,25

Príkon, W, nie viac ako ............... 2.5

Maximálny spínací prúd, A ................................... 12

S implementáciou oneskorenia a ochrany reproduktorov nie sú žiadne otázky. Ako však realizovať rýchle vypnutie reproduktorov pri strate (relatívne krátkodobej) straty sieťového napätia, ktoré však postačuje na vznik prechodu a cvaknutia? Existujú dve rozumné možnosti: použitie informácií o prítomnosti striedavého napätia v jednom z existujúcich sekundárnych vinutí transformátora napájajúceho UMZCH (ako je implementované v mikroobvode μRS1237) alebo pomocou samostatného výkonového transformátora (alebo z prídavného vinutia transformátora). transformátor UMZCH) pre ochranný uzol. Prvá možnosť ukladá určité obmedzenia, čím sa zužuje univerzálnosť modulu. Druhý umožňuje použiť v napájaní zariadenia vyhladzovací kondenzátor malej kapacity, vďaka čomu ochranná jednotka zaručene vypne reproduktory rýchlejšie, ako sa vybijú kondenzátory v napájaní UMZCH.

Je zrejmé, že druhá možnosť je spoľahlivejšia a ľahšie sa implementuje, čo vám umožňuje pripojiť modul k takmer akémukoľvek zosilňovaču. Nevýhodou tohto riešenia je vyššia cena v dôsledku použitia prídavného zdroja, no prevláda tu všestrannosť a spoľahlivosť.

Schéma zariadenia je znázornená na obr. 1. Jeho vstupy musia byť pripojené k výstupom kanálov stereo UMZCH a výstupy k záťaži (AC) zodpovedajúcich kanálov. Spoločný vodič modulu, reproduktorov (alebo výhybky) je pripojený priamo na spoločný vodič zosilňovača.

Ryža. 1. Schéma zariadenia

Pri privedení napájacieho napätia sa kondenzátor C6 pomaly nabíja cez odpor R10 na 1,9 V (určené pomerom odporu rezistorov R10 a R11), čo stačí na otvorenie tranzistora VT4. Relé K1, K2 sú aktivované a záťaž je pripojená k zosilňovaču.

Ak sa na niektorom zo vstupov zariadenia (kontakty Х2а, ХЗа) vyskytne konštantné napätie vyššie ako ±0,6 ... 0,7 V, otvorí sa zodpovedajúci tranzistor (VT1 - pre kladné napätie, VT2 - pre zápornú polaritu), vrátane vyžarovacia dióda optočlena U1 alebo U2. Osvetlený fototranzistor optočlena vybije kondenzátor C6 cez odpor R8 a tranzistor s efektom poľa VT4 sa zatvorí, čím sa relé vypne. Svietenie LED HL1 indikuje vypnutie AC a poruchu UMZCH. Rezistor R8 obmedzuje vybíjací prúd kondenzátora C6 a odporový delič R4R5 poskytuje umelý stred napájacieho napätia.

Väčšina týchto ochranných zariadení a oneskorení pri zapnutí AC má nepríjemnú nevýhodu - absenciu oneskorenia reštartu v krátkom časovom období po výpadku prúdu. Príkladom takejto situácie je krátkodobý výpadok elektriny v sieti. Táto nevýhoda neumožňuje získať správnu úroveň ochrany reproduktorov a všetkých zariadení vo všeobecnosti, kde sa takýto uzol používa. Na odstránenie tohto nedostatku boli zavedené prvky R9, C5, VT3. Tento obvod sa krátkodobo spustí pri výpadku napájacieho napätia a objavení sa vybitia kondenzátora C6, čím sa zabezpečí normálny následný štart ochrannej jednotky. Použitie tranzistora VT4 s efektom poľa s nižším otváracím napätím (asi 1,5 V) poskytuje nižšie nabíjacie napätie pre C6 a čas reštartu je takmer rovnaký ako čas prvého zapnutia. Pri zachovaní konštantnej doby nabíjania a vybíjania kondenzátora C6 je možné jeho kapacitu výrazne znížiť zodpovedajúcim zvýšením odporu rezistorov R8-R11. Neodporúča sa zvyšovať kapacitu kondenzátora C1 - určuje rýchlosť vypnutia ochrannej jednotky.

Pri menovitom sieťovom napätí 230 V a teplote v miestnosti 25 ° C sa stabilizátor DA1 ohrieva až na 50 ... v rámci normálneho rozsahu. Ak je rezistor R1 vylúčený, potom dolný povolený limit napájania jednotky klesne na 170 V, ale zahrievanie DA1 sa zvýši v priemere o 10 ... .

Ak si predstavíme situáciu, že oba kanály UMZCH zlyhajú a v prvom kanáli sa na výstupe vytvorí napätie jednej polarity a v druhom kanáli sa vytvorí napätie opačnej polarity, ktoré sa v absolútnej hodnote rovná napätiu na výstup prvého kanála (s rozdielom menším ako 0,6 ... 0,7 V), potom po súčte cez odpory R2 a R3 sa získa napätie, ktoré nestačí na otvorenie tranzistora VT1 alebo VT2. To znamená, že ochranný systém nebude fungovať, a to je nevýhoda (dá sa prekonať zmenou odporu jedného z týchto odporov o ± 10%). Pravdepodobnosť takejto udalosti je však zanedbateľná a je skôr príkladom simulácie hypotetickej poruchy.

Doska plošných spojov (obr. 2) s rozmermi 66x45 mm je vyrobená na sklolamináte potiahnutom fóliou a je určená na osadenie tranzistorov do puzdier SOT-23, odpory veľkosti 0805 (okrem rezistorov R1 a R13 - 1206 ), kondenzátory C2, C5 veľkosti 0805 a dióda VD2 v balení SMA. Na fotografii obr. Obrázok 3 zobrazuje zostavenú dosku zo strany spájkovania dielov na povrchovú montáž.

Ryža. 2. PCB

Ryža. 3. Časti pre povrchovú montáž na spájkovanie na strane dosky

Ako T1 je použitý nízkovýkonový transformátor TPK-2 so sekundárnym vinutím 12 V. Diódový mostík môže byť ľubovoľný zo série DB103S-DB107S alebo MB2S-MB6S, pre ktorý sú na doske plošných spojov pripravené dve miesta. Dióda VD2 - akákoľvek s dopredným prúdom 1 A a spätným prípustným napätím najmenej 200 V.

Vinutia relé by mali byť na odber prúdu maximálne 30 mA (vysoká citlivosť) pri napätí 12 V. Bolo by možné použiť jedno relé s dvoma pármi kontaktov, ale pre spínané sa autorovi nepodarilo nájsť. prúd viac ako 8 ... 10 A. Výhoda uvedená na schéme relé TRU-12VDC-SB-CL spočíva v tom, že majú na kontaktoch povlak AgCdO (oxid strieborný-kadmium), odolný proti mechanickému opotrebovaniu a maximálny spínací prúd 12 A. Možno ich nahradiť cenovo dostupnejšími SRD (T73) 12VDC relé -LS-C firmy SONGLE, umožňujúcimi spínací prúd až 10A.

Optočleny U1, U2 je možné použiť takmer všetky s príslušnou štruktúrou, napríklad PS2501, PC817. LED HL1 - ľubovoľná, najlepšie červená žiara, napríklad zo série AL307 alebo iných.

Tranzistory VT1-VT3 je možné nahradiť akýmikoľvek inými nízkovýkonovými tranzistormi vhodnej štruktúry a veľkosti. Je možné použiť MMBT5551, MMBT4401 (VT1, VT3) a MMBT5401, MMBT4403 (VT2).

Ako náhradu za n-kanálový tranzistor s efektom poľa (FET) VT4 s nízkym prahovým napätím hradla (Gate Threshold Voltage), možno odporučiť NTR4003N, IRLML2502. Ak takéto náhrady nie sú k dispozícii, potom je prípustné použiť iný n-kanálový FET s izolovanou bránou so zameraním na odpor otvoreného kanála nie väčší ako 3 ... 5 Ohm, maximálne napätie odtokového zdroja je najmenej 20 V a maximálny odberový prúd je najmenej 300 mA. V tomto prípade bude potrebné v obvode vykonať nasledujúce zmeny: R8 \u003d 75 ohmov, R10 \u003d R11 \u003d 68 kOhm, C6 \u003d 47 uF pri 16 V. Treba však pamätať na to, že čas oneskorenia počas rýchly reštart sa mierne zníži. Pretože prahová úroveň zapnutia pre rôzne PT sa môže výrazne líšiť, môže byť potrebné opraviť oneskorenie zapnutia relé výberom dvojice rezistorov R10, R11 z podmienky ich rovnosti.

Tavnú vložku FU1 je možné použiť pre prúd 0,16 alebo 0,25 A, napríklad domácu VP4-10 0,2 A, ktorá má malé rozmery a flexibilné prívody pre montáž na dosku. Svorkovnice X1-X3 - séria DG127, XY304 alebo podobné. Ako je zrejmé z diagramu, stredový kontakt v X1 sa nepoužíva. To sa robí s cieľom zväčšiť medzeru medzi sieťovými vodičmi.

Zostavené zariadenie (jeho fotografia na obr. 4) nie je potrebné nastavovať a funguje ihneď po pripojení napájania. Jeho dizajn sa mnohokrát opakuje a vysoká spoľahlivosť je potvrdená dlhodobou prevádzkou.

Ryža. 4. Zmontované zariadenie

Na obr. 5 znázorňuje obvod, ktorý umožňuje eliminovať malý transformátor. Ako príklad je znázornená zjednodušená schéma napájacieho zdroja UMZCH s napätím +/-30 V. Zároveň je mierne zmenený obvod aj spôsob pripojenia modulu k zosilňovaču.

Ryža. 5. Schéma, ktorá eliminuje transformátor malej veľkosti

Modul má bipolárne napájanie cez zhášacie odpory R8, R9, takže nie je potrebné vytvárať umelý stred (odpory R4, R5 na obr. 2). Pre väčšiu účinnosť sú relé zapojené do série a ako výkonový filter bol pridaný kondenzátor (C4).

Na komponentoch VD1, R5, C3 je vyrobený polvlnový usmerňovač, z ktorého je napätie privádzané do optočlena U3. V počiatočnom stave je v dôsledku odporu R10 tranzistor VT3 v režime nasýtenia a posúva kondenzátor C5, kým sa na emitujúcej dióde optočlena U3 neobjaví napätie, po ktorom sa VT3 uzavrie a C5 sa začne pomaly nabíjať, čím sa otvorí tranzistor VT4. . V tomto prípade celkový čas oneskorenia na pripojenie záťaže dosiahne 2 ... 2,5 s.

Keď je zosilňovač vypnutý, kondenzátor C3 sa rýchlo vybije a optočlen U3 stratí energiu. Tranzistor VT3 otvára a vybíja kondenzátor C5, v dôsledku čoho sú relé so záťažou vypnuté. Takto je implementovaný mechanizmus rýchleho vypnutia s celkovým časom nie dlhším ako 0,3 ... 0,5 s.

Následný štart zapnutia nastáva s vybitým kondenzátorom C5, preto na rozdiel od zapojenia na obr. 2, nie je potrebné jeho nútené vybitie.

Ako VT4 môžete použiť n-kanálový FET s prahovým napätím otvorenia 2 ... 5 V a maximálnym odberovým prúdom najmenej 1 A, napríklad IRF510-IRF540, IRF610-IRF640. Usmerňovacia dióda VD1 - ľubovoľná so spätným napätím najmenej 100 V a jednosmerným prúdom 100 mA: SF12-SF16, 1 N4002-1N4007 atď. Pri použití relé s vinutiami, ktoré odoberajú 50 mA, je potrebné zmeniť hodnoty ​odporov R8, R9 až 330 Ohm.

Poznámka: Na zvýšenie spoľahlivosti prevádzky medzi základňou a emitorom tranzistora VT3 (obr. 1) je potrebné nainštalovať odpor s odporom 50 ... 100 kOhm.

Literatúra

1. Ataev D. I., Bolotnikov V. A. Funkčné jednotky vysokokvalitných zosilňovačov reprodukcie zvuku. - M.: Rozhlas a komunikácia, 1989, s. 120.

2.UPC1237. Protector IC pre stereo zosilňovač. - URL: http://www.unisonic.com. tw/datasheet/UPCI 237.pdf (03/21/16).

Dátum publikácie: 10.07.2016

Názory čitateľov

• Rymkin / 05.02.2019 - 03:06
  Ahoj! Dá sa použiť 15V transformátor? V článku je preklep "Môžete ich nahradiť cenovo dostupnejšími SRD (T73) 12VDC-LSC relé od SONGLE, umožňujúcimi spínací prúd až 10A.", v skutočnosti je to značka SRD relé (T73) 12VDC- SL-C.

Existuje veľa možností na ochranu reproduktorov pred jednosmerným napätím, kliknutiami pri zapnutí a vypnutí. Najpokročilejšie z nich sú zostavené na mikrokontroléroch, ovládajú veľké množstvo kanálov, majú ďalšie funkcie, napríklad veľryba Datagor

Pohodlné, funkčné a malé ako zariadenia na špecializovaných mikroobvodoch. Bohužiaľ nie sú vždy dostupné a ich doručenie poštou môže trvať dlho.

Stalo sa mi zaujímavé - ktorý okruh diskrétnych prvkov je jednoduchý, lacný, funkčný a vyžaduje minimálne prispôsobenie. Do pozornosti dávam schému, ktorá podľa môjho názoru najviac spĺňa tieto požiadavky.
Keďže článok je určený hlavne pre začínajúcich rádioamatérov, pokúsim sa podrobne popísať aj jednoduché veci.

Prototyp ochrany AU - schéma A. Kotova

Na prvý pohľad široký výber obvodov, no pri bližšom skúmaní sa ukazuje, že majú nevýhody – veľa dielov, málo dielov, nízka citlivosť, nutnosť ladenia, výkon v úzkom rozsahu napájacích napätí, atď.

Ukázalo sa, že je to najvhodnejšie.

Táto schéma však nie je bez nevýhod:
- nedochádza k rýchlemu vypnutiu reproduktorov pri vypnutom zosilňovači,
- presne definované napájacie napätie,
- všetok spotrebovaný prúd preteká cez LED,
- prevádzkový režim s "odtrhnutým základom" VT10.
Okrem toho chýba diagram napätia a odporúčania pre ladenie, žiadny výkres PCB.

Pokročilý obvod zariadenia na ochranu reproduktorov

Tieto nedostatky sa dajú ľahko odstrániť, tu je moja upravená verzia.

Číslovanie častí schémy A. Kotova sa zachovalo a pokračuje.
Chcem poznamenať výhody a vlastnosti schémy:
- oneskorenie zapnutia je optimálne 4 sekundy, určené reťazou R5C3,
- obvod D5R8R9C4 pri odpojení od siete umožňuje rýchlo deaktivovať relé a vypnúť reproduktor,
- po spustení ochrany (vypnutí relé) sa kondenzátor C3 rýchlo vybije a pomaly sa nabíja cez odpor R5, takže nedôjde k rýchlemu chaotickému spínaniu,
- zariadenie pracuje v širokom rozsahu napätia, od prevádzkového napätia relé (a plus 2 V) do 36 V (limit pre TL431),
- prakticky jediný rezistor, ktorý vyžaduje výber - R7 slúži na zhášanie nadmerného napätia pre relé, hodnoty zostávajúcich rezistorov sa môžu niekoľkonásobne líšiť a nevyžadujú výmenu v širokom rozsahu napájacích napätí,
- všetky prvky, okrem TL431, pracujú pri veľmi nízkych prúdoch, čo zaisťuje vysokú spoľahlivosť,
- použitie TL431 poskytuje kľúčový režim prevádzky relé,
- napätia na iných kondenzátoroch ako C4 sú veľmi malé, nie viac ako 2,5 V, čo umožňuje použitie nízkonapäťových kondenzátorov, preto som testoval možnosť s jednoduchými polárnymi kondenzátormi C1 a C2 pre nízke napätie,
- vhodná je akákoľvek LED (svetlá je lepšia), pretože prúd cez ňu je nastavený odporom,
- citlivosť je veľmi vysoká (asi 1 V), je lepšie ju zdrsniť, na to má doska podložky pre odpory SMD (sivá v schéme).

Vlastný PSU

Ak napájate ultrazvuk z hlavného zosilňovača PSU (ako A. Kotov), ​​​​keď je sieť vypnutá, relé sa okamžite neuvoľní kvôli veľkým kapacitám PSU a je možné kliknutie, praskanie atď. Tu kvôli veľmi malej kapacite C4 = 1 -4,7uF relé okamžite uvoľní.

Môžete zmeniť transformátor hlavného napájacieho zdroja ULF, potom možno budete musieť zmeniť delič R8R9, aby ste znížili napätie.

Pre "univerzálnosť" tohto obvodu je potrebný napájací zdroj s nízkovýkonovým transformátorom s nízkym sekundárnym napätím. Použil som transformátor ~ 230/12 V, 2 VA. Zdroj je vyrobený na doske rovnakej šírky ako ochranná jednotka, je vhodné ich umiestniť na jednu dosku.

Prítomnosť samostatnej napájacej jednotky vám umožňuje používať ochrannú jednotku s akýmkoľvek zosilňovačom, vrátane makety, čo je obzvlášť výhodné, pretože reproduktory sú v tomto prípade vystavené zvýšenému riziku.

Použité diely a nastavenie

Inštalované relé "OMRON G2R-2" pre 12VDC v priehľadnom puzdre. Nebolo to náhodou – má síce väčšie rozmery ako podobné v nerozoberateľnom nepriehľadnom obale, ale dá sa otvoriť a kontakty vyčistiť. Pri použití nerozoberateľného relé odporúčam jeho puzdro vopred opatrne rozrezať, aby sa z neho dal sňať kryt a vrátiť ho na miesto. Odporúčam najmä v prípade použitého relé.

Utesnené relé sú zvyčajne menšie, a preto sa ľahko inštalujú s minimálnymi úpravami PCB. Keďže som relé a skrutkové svorky umiestnil dosť tesne, pri opakovaní dosky sa musíte uistiť, že veľkosti svoriek sú identické, inak dosku plošných spojov mierne opravte. Môžete to urobiť bez svoriek, je to ešte spoľahlivejšie, ale nepohodlné, najmä pri nastavovaní usporiadania zosilňovačov.

Ak nie sú žiadne chyby pri inštalácii a opraviteľné časti, okruh začne okamžite fungovať, musíte vypočítať iba odpor obmedzujúci prúd cez vinutie relé.
Napríklad napájanie +18 V, 12 V relé s odporom 280 ohmov. Pracovný prúd relé 12V/280Ω = 43mA.
Je potrebné uhasiť 18V - 12V - 2V (úbytok napätia na otvorenom TL431) = 4 Volty.
4 V / 43 mA = 100 ohmov. Výkon rezistora 43 mA x 4 V = 170 mW, t.j. potrebujete odpor 0,25 W alebo viac. Tento odpor „stojí“ na doske, to sa robí tak, že môžete nainštalovať odpory rôznych veľkostí a s výkonovou rezervou až 2 watty.

Všetky diódy, okrem vinutia posunovacieho relé, sú takmer všetky nízkoenergetické, len si treba uvedomiť, že pásikové označenie na puzdre KD522 a iných sovietskych diód je opakom importovaného označenia.

V prípade problémov v prevádzke je v prvom rade potrebné skontrolovať správnu inštaláciu dielov, najmä diód, tranzistorov a TL431. Potom skontrolujte kvalitu dávok (zle som spájkoval vodiče diód), preto musíte dosku dobre opláchnuť a skontrolovať spájky lupou (alebo dobrým okom).
Potom skontrolujte režimy pre jednosmerný prúd, napätia na bázach tranzistorov musia zodpovedať tým, ktoré sú uvedené v diagrame ± 0,1 V.

Keďže medzi začínajúcimi amatérmi je vášeň pre gigantomániu a zosilňovače s výkonom stoviek wattov a s napájacím napätím zosilňovača rádovo ± 50 V, treba mať na pamäti, že čím väčší je výkon zosilňovača, tým väčšie sú prúdy. prietok cez kontakty relé, pri vysokých napätiach sa zvyšuje pravdepodobnosť oblúka medzi otvorenými obvodmi.kontakty relé.

V tomto prípade je možné na túto dosku nainštalovať akékoľvek relé s jednou skupinou kontaktov, toto relé bude medziľahlé a bude ovládať iné, výkonnejšie relé s kontaktmi určenými pre väčší prúd a so zväčšenou vzdialenosťou medzi otvorenými kontaktmi. K tomuto výkonnému relé bude možné priviesť väčšie vodiče.

Všestrannosť tejto ochrannej jednotky s „vlastným“ napájaním spočíva v tom, že môže byť pripojená k výstupom mostíkového (zvyčajne vysokovýkonného) zosilňovača. Spoločný vodič nie je pripojený k spoločnému vodiču zosilňovača, ale k jednému výstupu zosilňovača a jeden vstup ochranného uzla k druhému výstupu zosilňovača mostíka.

Pri inštalácii ochrannej jednotky v hotovej konštrukcii nie je potrebné samostatné napájanie (pre bežný nepremostený zosilňovač).

Celkom

Urobil som dve kópie - s konvenčnými odpormi a SMD to doska umožňuje. Dojmy zo zariadení sú veľmi dobré. Dĺžku dosky je možné skrátiť o 1-2 cm, najmä pri SMD rezistoroch, ale preferujem široké dráhy, ktoré umožňujú opakované spájkovanie dielov a odpúšťajú odsadenia pri vŕtaní otvorov; dostatočný rozostup medzi skladbami.

Netreba zabúdať, že takéto zariadenie chráni iba nízkofrekvenčné hlavy pred konštantným napätím a všetky hlavy pred prechodovými procesmi v zosilňovači, vrátane výpadku zosilňovačov a nechráni vysokofrekvenčné hlavy pri preťažení a budení zosilňovačov. Zároveň toto obvodové riešenie umožňuje pre bezpečnosť všetkých reproduktorov pripojiť snímače prehriatia, obmedzenia (orezania), budenia.

Okrem toho (ako sa používa v niektorých zosilňovačoch) môžete ovládať pripojenie jedného alebo viacerých párov reproduktorov k výstupu zosilňovača pomocou prepínača na prednom paneli zosilňovača, pričom cez toto nemusíte viesť silnoprúdové signálové obvody. prepínač.