Защита акустических систем от постоянного напряжения. Схема защиты акустических систем от постоянного напряжения: принцип работы и реализация

alexxlabРазное
Как работает схема защиты акустических систем от постоянного напряжения. Какие компоненты используются в схеме защиты динамиков. Как реализовать защиту акустики своими руками. Почему важно защищать акустические системы от постоянного напряжения.

Принцип работы схемы защиты акустических систем

Схема защиты акустических систем (АС) от постоянного напряжения предназначена для предотвращения повреждения динамиков при возникновении неисправностей в усилителе мощности. Основная задача такой схемы — отключить акустические системы при появлении на выходе усилителя постоянного напряжения, превышающего безопасный уровень.

Принцип работы схемы защиты АС заключается в следующем:

  • Постоянно контролируется выходное напряжение усилителя мощности
  • При превышении заданного порогового уровня постоянного напряжения срабатывает схема защиты
  • Активируется реле, которое размыкает цепь между выходом усилителя и акустическими системами
  • Динамики отключаются от усилителя, предотвращая их повреждение

Также большинство схем защиты реализуют задержку подключения АС при включении усилителя, чтобы избежать щелчков в динамиках.


Основные компоненты схемы защиты акустических систем

Типовая схема защиты АС от постоянного напряжения включает следующие основные компоненты:

  • Компараторы или операционные усилители для контроля уровня напряжения
  • Интегрирующие RC-цепочки для выделения постоянной составляющей
  • Транзисторные ключи для управления реле
  • Электромагнитное реле для коммутации акустических систем
  • Диоды для защиты от перенапряжений
  • Резисторы и конденсаторы для задания режимов работы

Ключевым элементом является электромагнитное реле, которое непосредственно отключает акустические системы при срабатывании защиты. Важно правильно выбрать реле по коммутируемому току и напряжению.

Реализация схемы защиты своими руками

Для самостоятельной сборки схемы защиты АС можно использовать готовые наборы или реализовать схему на макетной плате. Рассмотрим основные этапы создания простой схемы защиты:

  1. Выбор принципиальной схемы защиты, подходящей для вашего усилителя
  2. Подбор необходимых компонентов согласно схеме
  3. Монтаж компонентов на макетной плате или изготовление печатной платы
  4. Настройка порогов срабатывания защиты
  5. Проверка работоспособности схемы
  6. Установка платы защиты в корпус усилителя

При реализации важно обеспечить надежную изоляцию и экранирование схемы защиты от силовой части усилителя во избежание наводок.


Преимущества использования схемы защиты акустических систем

Применение схемы защиты АС от постоянного напряжения дает следующие преимущества:

  • Предотвращение повреждения дорогостоящих акустических систем при неисправностях усилителя
  • Защита от щелчков в динамиках при включении/выключении усилителя
  • Увеличение срока службы акустических систем
  • Повышение надежности и безопасности аудиосистемы в целом

Схема защиты особенно актуальна для мощных усилителей, где даже кратковременная подача постоянного напряжения может вывести из строя акустические системы.

Типовые схемы защиты акустических систем

Существует множество вариантов схем защиты АС от постоянного напряжения. Рассмотрим несколько популярных схемотехнических решений:

Схема на операционных усилителях

Данная схема использует операционные усилители в качестве компараторов для контроля уровня постоянного напряжения. Основные преимущества:

  • Высокая точность срабатывания
  • Возможность регулировки порогов
  • Низкое энергопотребление

Схема на специализированной микросхеме

Применяются специальные микросхемы для защиты АС, например, uPC1237. Преимущества:


  • Компактность
  • Простота реализации
  • Наличие дополнительных функций (задержка включения, защита от перегрузки)

Схема на дискретных компонентах

Реализуется на транзисторах и пассивных компонентах. Основные плюсы:

  • Отсутствие дефицитных компонентов
  • Возможность точной настройки под конкретный усилитель
  • Высокая надежность

Выбор конкретной схемы зависит от требований к функциональности, сложности реализации и доступности компонентов.

Настройка и проверка работы схемы защиты

После сборки схемы защиты АС необходимо провести ее настройку и тестирование. Основные этапы:

  1. Проверка монтажа и отсутствия коротких замыканий
  2. Настройка порогов срабатывания защиты с помощью подстроечных резисторов
  3. Проверка времени задержки включения АС
  4. Тестирование срабатывания защиты при подаче постоянного напряжения на вход
  5. Проверка работы схемы в составе усилителя на различных уровнях громкости

При настройке важно обеспечить баланс между надежной защитой АС и отсутствием ложных срабатываний при нормальной работе усилителя.


Особенности защиты акустических систем в мощных усилителях

Для мощных усилителей (более 100 Вт на канал) к схеме защиты АС предъявляются повышенные требования:

  • Способность коммутировать большие токи (10А и более)
  • Устойчивость к высоким напряжениям на выходе усилителя
  • Быстродействие срабатывания защиты (десятки миллисекунд)
  • Надежная фильтрация помех от силовой части усилителя

В таких случаях часто применяют схемы с несколькими каскадами защиты и дублированием ключевых компонентов для повышения надежности.

Заключение

Схема защиты акустических систем от постоянного напряжения является важным элементом любого качественного усилителя мощности. Она позволяет предотвратить повреждение дорогостоящих динамиков при неисправностях и увеличить срок службы аудиосистемы. При правильной реализации схема защиты не оказывает заметного влияния на качество звучания, обеспечивая при этом высокий уровень надежности и безопасности.


Набор для сборки платы защиты акустических систем. Как собрать своими руками плату для защиты акустической системы

502 ₽, около $7.6

Перейти в магазин

Сегодня у меня обзор набора для сборки по своему полезного устройства — защиты акустических систем, соответственно будет описание что это вообще такое, зачем надо и как собрать. Ну и конечно немного тестов.

Много лет назад я купил в магазине «Юный техник» усилитель Радиотехника УКУ-020. Да, именно в Юном технике, а не в разделе аудиоаппаратуры в каком нибудь универмаге. Был он без корпуса, но вполне живой, продавали тогда такие вот экземпляры от заводов и ремонтных мастерских.

Выглядел внутри примерно так, может и была небольшая разница, но незначительная.
Что-то смотрю на это фото и ощущаю какие-то ностальгические чувства, темброблок на 140УД1, идеи сделать к нему встроенный эквалайзер на место лампочек индикации подключенных входов (даже была готова передняя панель с чернением и гравировкой), муки изготовления корпуса «из г и палок», и конечно постоянные переделки/доработки.

..

И все было хорошо за одним исключением, у него не было платы защиты акустических систем. Не в смысле что ее убрали, а в смысле что она там не задумывалась изначально. Тогда же я увидел в журнале «В помощь радиолюбителю» простенькую схемку защиты, причем была даже печатная плата страссированная именно под эту модель усилителя, она даже ставилась на фактически штатное место между трансформатором и задней панелью.
Собрал, работало, потом в итоге продал этот усилитель вместе с этой платой.

Так что же такое — устройство защиты акустических систем?
Данное устройство обеспечивает следующие функции:
1. Защиту АС от прохождения на выход постоянного напряжения обеих полярностей в случае пробоя выходных транзисторов усилителя мощности.

2. Задержку подключения АС для исключения щелчка из-за переходных процессов в усилителе
3. Мгновенное отключение АС при пропадании питания, хотя усилитель может еще продолжать работать от конденсаторов фильтра, но АС уже будут отключены. Опять же, для защиты от переходных процессов.
4. Иногда защиту от перегрузки усилителя.

Все это нужно чтобы защитить ваши акустические системы, потому как в случае пробоя выходных транзисторов на выход может быть подано полное напряжение питания усилителя. Понятно что потом могут сработать предохранители, но не всегда, да и им тоже нужно некоторое время.

Если раньше подобные вещи приходилось полностью делать самому и выше есть тому пример, то сейчас все гораздо проще, купил готовую плату или набор для сборки и все, а иногда защита присутствует уже на самой плате усилителя как в тех, что я уже как-то обозревал.

Комплект приходит просто в обычном пакетике, никаких инструкций, просто набор деталек и платка.

В комплект входит печатная плата и все необходимые компоненты включая клеммники, единственно что на мой взгляд могли бы еще дать — стойки для установки платы, зажали…

Печатная плата двухсторонняя.

Качество на мой взгляд нормальное.

Схемы в комплекте нет, но на плате есть вся необходимая маркировка номиналов компонентов, как мне кажется, запутаться нереально.

Немного о процессе сборки и компонентах.
1, 2. Сначала устанавливаем резисторы и пару диодов. Резисторы имеют номиналы — 2.2кОм, 10кОм (2шт), 22кОм, 47кОм (2шт). Диоды 1N4007.
3, 4. Затем светодиод, диодный мост, стабилизатор напряжения 7812, и контроллер защиты uPC1237.

5, 6. А также конденсаторы, 10 и 100мкФ (2шт) подписаны на плате, ну а пару 47мкФ соответственно на оставшиеся места.

Микросхема C1237 специально предназначена для построения устройства защиты АС, насколько я понимаю, таких контроллеров в мире нет так и много, потому если на плате стоит что-то внешне похожее то это будет С1237

В даташите нашлась типовая схема подключения, правда не совсем удобная для восприятия.

Потому было решил начертить реальную схему данной платы, производитель к сожалению в комплекте ее не дает. Собственно отличий не так и много, в основном разница в номиналах компонентов, кроме того вход защиты от перегрузки никуда не подключен.

В комплекте дали пару штук реле якобы Omron, но как по мне, то это какой-то дикий клон. Мало того что создалось впечатление что их контакты вырубали зубилом из куска железяки, так еще и у одного реле контактная группа стоит криво, да и часть контактов для пайки окислена…

Сопротивление НО контактов в замкнутом состоянии около 10мОм.

Хотя на фото с сайта DigiKey контакты выглядят очень похоже, но правда ровнее.

Ставятся они только в одном положении, но из-за окисленных контактов паяются тяжело. При этом на плате слева вход/выход одного канала, справа вход/выход другого, лично на мой взгляд удобнее было бы иметь слева входы, справа выходы, но это дело вкуса.

Я не зря отметил что реле два, потому как довольно часто встречаются платы с одним реле. Не то чтобы это было ну очень критично, но здесь у реле контакты соединены параллельно, следовательно меньше падение напряжения и влияние на сигнал.

С клеммниками также была своя история. Сами по себе удобные, можно соединять друг с другом для получения большего количества контактов в одном конструктиве, но куда смотрели разработчики или поставщики компонентов дав плату и клеммники с разным шагом выводов?

Я конечно немного изогнул крайние контакты, вставил клеммник и запаял, но как-то это неправильно. Кроме того клемники немного торчат за пределы платы и крепежные отверстия рядом с ними получаются почти притирку к клеммнику. Думаю что изначально планировались какие-то другие, но что было на складе, то и положили.

Вот и все. Сборка заняла меньше времени чем я набирал текст который вы прочитали выше, никаких больших сложностей в процессе не было, ну кроме неудобств с контактами реле и клеммников, но это было также быстро решено.

Готовая плата выглядит аккуратно.

Есть маркировка назначения контактов клемников, важно соблюдать подключение входа и выхода.

Паял без флюса, использовался только тот что был в припое, но при этом паялось отлично, претензия была только к реле. Осталось плату промыть и возможно покрыть защитным лаком.

Питание платы производится от переменного тока напряжением 10-24 Вольта, но так как на стабилизаторе 7812 нет радиатора (хотя место под него есть), то я бы не рекомендовал подавать больше чем 15 Вольт.
В принципе можно питать плату и постоянным током, в этом случае плюс питания подаем на дальний от угла платы контакт клеммника, напряжение соответственно тогда 12-24 Вольта, ток потребления около 80мА.

Задержка включения реле 2-3 секунды, даже после короткого обесточивания время задержки почти не меняется.

Полное сопротивление цепей вход/выход составило 13 и 14мОм.

Минимальное постоянное напряжение для срабатывания/восстановления защиты составляет около 0.6/0.5 Вольта для положительного напряжения и -1.1/-1.0 для отрицательного. При малом напряжении восстановление происходит почти сразу, при более высоком (5 Вольт и выше) задержка восстановления составляет 15 секунд для положительного и 3 секунды для отрицательного напряжения.

И конечно проверим самое главное, насколько она быстро умеет отключать акустику при появлении постоянного напряжения на входе в зависимости от напряжения и полярности. Проверялся один вход так как фактически они включены параллельно. Конечно из-за того что резисторы объединены на один конденсатор будет некоторая разница, но не сильно критичная.

Для начала подал напряжение порядка 3-3.5 Вольта.
При положительной полярности наблюдается нестабильное время срабатывания, кроме того оно доходит до 0.7 секунды (скриншот 1 и 2).
При отрицательном напряжении все заметно лучше, время срабатывания стабильно и составляет 0.4 секунды (скриншот 3 и 4).

Но не стоит переживать, такое напряжение обычно не опасно для вашей акустики, хотя конечно громкий щелчок вы услышите, но реле все равно отключит АС.

1, 2. При напряжении 10 Вольт время отключения стабильно и составляет 0.3 и 0.12 секунды для положительного и отрицательного напряжения соответственно.
3, 4. При 15 Вольт время срабатывания становится еще меньше, 0,14 и 0.08с для положительного и отрицательного напряжения.
5, 6. Дальнейшее поднятие напряжения ничего не меняет, время отключения остается таким же, судя по всему дальше идет уже «аппаратное» ограничение.
Но если вы заметили, во всех случаях при подаче отрицательного напряжения время отключения меньше чем при подаче положительного.

В качестве выводов могу сказать что по своему набор полезный и что особенно важно, работает после сборки и не требует высокого уровня знаний. Все четко отключается, есть задержка включения и мгновенное отключение при обесточивании.
К сожалению не обошлось без недоработок, например разъемы с другим шагом выводов, хотя это можно простить так как не сильно влияет на качество работы. Но вот низкокачественные реле это реально плохо, а ведь обычно именно они являются довольно большой частью стоимости подобного устройства. В общем здесь решать вам, я бы купил такие реле в оффлайне, так как больше шанс купить качественные, например тот же Finder, а не более часто подделываемый Omron.

Магазин дал пару купонов, правда они не сильно помогут если надо купить только одну такую платку, но возможно пригодятся при более дорогих заказах.
3000-300: umkapromo300
5000-600: umkapromo600

На этом у меня все, надеюсь что обзор был полезен.

502 ₽, около $7.6

Перейти в магазин

Эту страницу нашли, когда искали:
https://www.kirich.blog/obzory/audiotehnika/758-nabor-dlya-sborki-platy-zaschity-akusticheskih-sistem, схема защиты ас, upc1237ha, защитная микросхема для усилителя мощности схема, 4, задержка включения акустики, устройство защиты акустических систем бриг 001 lay, как подключить плату защиты динамиков к питанию, ca1237, микросхема защиты акустических систем, схема на защиту динамиков на оптроне с алиэкспресс, схема защиты динамиков с задержкой включения на оптронах, китайская плата защиты ас параметры питания, защита ас ус бриг 001, платки защиты, на 1237, купить блок защиты ас, пассивное устройство защиты ас, защита динамиков от постоянного напряжения схема, схема защиты ас на микросхеме к140уд1а, плата защиты динамиков купить, макетная плата защиты ас, upc1237, защита динамиков на микросхемах, схема китайской защиты для динамиков, схема блока защиты динамиков с питанием 100в. , защита динамика алиэкспресс, акустическая система, радиолюбительское, наборы для сборки, радиолюбительский набор, защита акустических систем, набор для радиолюбителя, конструктор для радиолюбителя

Схема защиты акустических систем от бросков выходного напряжения

«Эх, ядрёна кочерга, хорошая была акустика! Не уберёг-таки красавицу, не спас семейный бюджет.
Всю ночь просидел в палатке с карабином в обнимку, а не углядел. Просочилась изнутри постоянка, прокралась, блин, сцуко незаметно.
Прости меня, любимая, что не смог я тебя уберечь!»

Типичная грустная история, сопровождающая усилители с непосредственной связью с акустической системой. А чтобы сильно не горюниться в подобных ситуациях, необходимо предусмотреть устройство защиты акустических систем от бросков выходного напряжения, возникающих из-за неисправности, или схемотехнических шероховатостей усилителя НЧ.

1. Начнём с простого дедовского способа избавления от головной боли при помощи разделительного конденсатора на выходе усилителя.
По поводу разделительных конденсаторов и их влияния на звук на аудиофильских форумах, если уж и не доходит до рукопашной, то где-то очень рядом.
Я бы, откровенно говоря, к этим баталиям относился без священного трепета — уж очень много здесь баек, домыслов и сомнительных доводов. Скажу больше — какой-нибудь там архаичный усилитель JLH Джона Линсли Худа с разделительным конденсатором на выходе звучит значительно музыкальнее современных дорогих ресиверов с непосредственной связью с АС.

Поскольку питание у рассматриваемых усилителей двуполярное, обойтись одним электролитом не удастся — нужен неполярный конденсатор. Вульгарное встречно-последовательное соединение электролитических конденсаторов, вопреки расхожему мнению, из полярного нормальный неполярный не сделает, нужна пара резисторов.

На рисунке приведена схема подключения нагрузки к мостовому усилителю мощности.
Для обычных усилителей с двуполярным питанием — всё тоже самое, просто минусовой вывод динамика сажается на землю.

Выбирая электролиты, следует исходить из максимального рабочего напряжения, равного удвоенному напряжению питания.
К примеру, при Uпит = ±50V конденсаторы должны быть рассчитаны на рабочее напряжение — не менее 100В.

Рис. 1

2. Плавно переходим к классике жанра — полупроводниковым блокам защиты акустических систем от постоянного напряжения.
Схемы на транзисторах имеют приличный набор недостатков, так что даже не будем транжирить на них своё драгоценное время.

Рис.2

Схема построена на одной дешёвенькой микросхеме, представляющей собой счетверённый компаратор, и одном транзисторе, плюс всякая мелкая рассыпуха.

Количество контролируемых выходов УНЧ может быть существенно увеличено добавлением дополнительных резисторов и реле, как это показано для примера на принципиальной схеме синим цветом.
Не очерченные на схеме контактные группы электромагнитных реле подключатся в разрыв цепей, соединяющих выходы усилителей с акустическими системами.
При возникновении постоянного напряжения на любом из входов устройства происходит одновременное размыкание всех контактов реле.
Количество каналов управления может быть легко увеличено до двух. Для этого 13 и 14 выводы микросхемы необходимо отсоединить от 1 и 2 выводов, подключить их через резистор номиналом 10кОм к плюсу питания, и, добавив дополнительный транзисторный каскад с реле, возрадоваться искомому результату.

За контроль положительных уровней входных сигналов отвечают компараторы DA1A и DA1C, за ревизию отрицательных — DA1B и DA1D.

Диоды VD1-VD4 осуществляют защиту блока от высоких напряжений на входе, возникающих при неисправности усилителя, приводящей к плевку постоянкой, равной +, или — Еп усилителя.

Подстроечным резистором R8 устанавливается желаемый уровень срабатывания защиты в пределах от ±0V до ±1,75V. Значения эти приведены при количестве контролируемых выходов УНЧ, равных двум. При удваивании числа контролируемых выходов пределы эти уменьшаются в 2 раза, при утраивании — в 3 и т. д. Если мы упираемся в слишком низкий уровень срабатывания, то лечится это простым увеличением номинала резистора R4.

Теперь, что касается интегрирующих RC-цепей, целью которых является выделение из переменки постоянной составляющей.
Одиночная цепь, как не воюй, не в состоянии адекватно справиться с возложенной на неё высокой ответственностью. При увеличении значения ёмкости конденсатора — до неприличия возрастает время срабатывания защиты, при уменьшении — возникают ложные срабатывания при работе мощных усилителей на высокой громкости.
Именно из этих соображений в схеме применены двойные RC-цепи, позволяющие использовать устройство с усилителями вплоть до киловаттных мощностей и гарантирующие время срабатывания при возникновении высокого постоянного напряжения на выходе усилителя, не превышающее 70-80 мсек.

Транзистор Т1 — любой n-p-n биполярный, или n-канальный полевой, способный справиться с суммарным током, подключенных к нему реле.

При использовании схемы в сочетании с мостовым усилителем мощности, один вход соединяется с выходом УНЧ, идущим на плюсовую клемму динамика, второй вход — с выходом УНЧ, идущим на минусовую.

Конденсатор С6 отвечает за время задержки подключения акустических систем к выходу УНЧ при нажатии кнопки питания. При данном значении ёмкости задержка составляет — около 2 секунд.

 

Как защитить громкоговорители от перегрузки по току

Существует множество способов защитить громкоговорители от «хлопка» при включении. Многие из таких способов зависят от схемы фиксации, перемещающейся по входу усилителя мощности, так что он может удерживаться при нулевом напряжении в течение нескольких секунд сразу после включения переключателя.

Другим вариантом является зависимость от реле для отключения громкоговорителей. На рис. 2 клеммы A и B цепей должны быть подключены к одной из цепей датчиков, изображенных на рис. 1a–рис. 1f.

Их плюсы и минусы будут обсуждаться позже в этом письме. Независимо от того, какая цепь используется, A замыкается на B сразу же при включении питания. Т1, т.е. этим моментально отсекается отсечной транзистор – это вызывает зарядку конденсатора С1.

Напряжение на C1 приводит к выходу из строя стабилитрона D2 через несколько секунд. После этого транзисторы Т2 и Т3 открываются, и громкоговоритель включается в цепь. Затем реле возвращается в состояние покоя, отключая громкоговоритель.

Входная цепь, 1a, зависит от светозависимого резистора, который расположен рядом с сетью на индикаторной лампе. Как только лампа загорается, сопротивление LDR резко уменьшается, практически замыкая клемму A на клемму B.

Вход в 1b зависит от того, что герконовое реле подключено к вторичной обмотке сетевого трансформатора. Контакты реле легко замыкаются при включении сети.

Другой вариант защиты громкоговорителей от перенапряжения при включении показан на рис. 1c – здесь сетевой выключатель состоит из третьего контакта, который соединяет A с B, как только сеть включается.

Четвертый вариант защиты показан на рисунке 1г – здесь транзистор подключен к вторичной обмотке сетевого трансформатора; это соединение проходит через диод, а также через резистор. Как только сеть включена, транзистор проводит.

На входы 1e, а также 1f подается питание для схемы защиты. 1e используется в качестве мостового выпрямителя. Он подключается через вторичную обмотку сетевого трансформатора. Как только сеть включена, BC 547 проводит и замыкает через A на клемму B.

Наконец, схема защиты динамика, показанная на рис. 1f, подключается напрямую к сети. Как и раньше, когда сеть включена, BC547 проводит ток, а клемма A замыкается на клемму B.

Использование входной цепи полностью зависит от обстоятельств и/или индивидуальных предпочтений.

Если используется одна из цепей, показанных на рис. 1a–1d, для схемы защиты требуется отдельный источник питания. Выходное напряжение Uv должно составлять от 40 до 60 В. Однако для более низкого значения рейтинг D2 должен быть уменьшен соответственно.

Rv, сопротивление зависит от используемого реле. Значение определяется по формуле

Rv = [9Uv-Ur – 2,5)/ Ir] Ом,

Здесь Ur и Ir означают рабочее напряжение, выраженное в вольтах, и ток реле, выраженный в амперах.

Контакты реле должны выдерживать большой ток: во многих усилителях 10 А не является чем-то необычным. Значение R равно [UrIr]W. Если хлопки все еще слышны, необходимо увеличить значение R3.

Схема легко адаптируется и может быть модифицирована для различных целей. Планы охватывают приложения для домашнего аудио, автомобилей и коммерческих PA/гитарных усилителей. Катастрофическая поломка усилителя является наиболее распространенной причиной повреждения динамиков. Это противоречит распространенному мнению, что нормально работающий усилитель перегружает динамик.

Обычно уровень мощности усилителя выбирается в соответствии с номинальной мощностью динамика. Когда сильноточные полупроводники, такие как биполярные силовые транзисторы и МОП-транзисторы, сгорают, они обычно закорачивают выход. Эти устройства часто подключаются непосредственно к шинам питания постоянного тока усилителя или через минимальное сопротивление, которое не может должным образом ограничивать ток в течение периода короткого замыкания. Уровень постоянного тока источника питания усилителя предназначен для работы с пиковыми уровнями мощности, которые возникают, когда усилитель управляет динамиком на максимальной мощности.

Для 100-ваттного усилителя требуются линии электропитания с напряжением не менее 40 В. Это количество никогда не подается на катушку динамика более чем на несколько секунд в типичных рабочих условиях. Когда во внешнем устройстве усилителя происходит короткое замыкание, постоянный ток постоянно поступает на динамик. Это приводит к рассеиваемой мощности: 
Это приводит к рассеиваемой мощности: PD = (40 В/сопротивление динамика) для 100-ваттного усилителя 40 В.
40В. Сопротивление динамиков обычно на один-два Ом ниже импеданса переменного тока. Мощность, теряемая перегоревшим усилителем, подключенным к 100-ваттному динамику с сопротивлением постоянному току 7 Ом, составляет:

PD = (40 В / 7 Ом) 40 В = 228 Вт

Динамик может рассеивать эту мощность только в течение нескольких секунд, пока в конечном итоге катушка не разрушится из-за перегрева. Когда схема защиты обнаруживает напряжение постоянного тока на линии динамика, она запускает реле, контакты которого последовательно соединены с динамиком; через две секунды реле выключает динамик, так что постоянный ток исчезает.

Предохранителя недостаточно для этого приложения, так как значение, необходимое для защиты динамика от постоянного тока, сгорит при обычной работе на пиковых выходных уровнях. С другой стороны, настройка предохранителя, выбранная для включения рабочих уровней пиковой мощности, не защитит динамик от напряжения постоянного тока.

Схема защиты учитывает пики уровня мощности, а также защищает динамик от постоянного тока. Его можно использовать со значением предохранителя, определяемым по пиковым уровням мощности. Предохранитель следует располагать как можно ближе к усилителю, если не в том же корпусе, поэтому он не показан на схеме цепи защиты.

Резисторы делителя напряжения R3-R6 используются для смещения положительного и отрицательного входов оконного компаратора, создаваемого IC1-a и ICI-b, как показано на схеме выше. Входы смещены на 3 вольта плюс и минус. Делитель напряжения также служит 9опорное значение -volt для отрицательного входа компаратора IC1 -c. Делитель входного напряжения образован резисторами R1 и R2, питание на которые подается с клемм динамика аудиоусилителя. Входной делитель подключен к аналоговой земле, а выход делителя подключен к отрицательному и положительному входам оконного компаратора (IC1-a и ICI-b). Выходы IC1-a и IC1-b с открытым коллектором соединены друг с другом и подключены к высокому уровню через R7. Это выполняет оконный компаратор, формируя связанную функцию ИЛИ. Когда выход делителя напряжения превышает опорные значения, определяемые резисторами R4 и R5, выходной сигнал двухпозиционного компаратора становится низким, удаляя смещение с транзистора Q1.

Значение R1 определяет входное напряжение, при котором это происходит. R1 рассчитывается по формулам, представленным далее в этой статье. Пока на выходе оконного компаратора низкий уровень, транзистор Q1 выключен, позволяя времязадающему конденсатору Cl продолжать заряжаться через резистор R8. Выход оконного компаратора восстановится до высокого уровня, как только вход вернется к диапазону плюс и минус 3 В при типичных входных условиях (аудиосигнал переменного тока). В результате Q1 переходит в состояние проводимости, а C1 мгновенно разряжается. Если на входе присутствует достаточно сильный сигнал постоянного тока, чтобы активировать оконный компаратор, QI останется выключенным, а C1 будет заряжаться, пока не приблизится к 9.вольт по отношению к заземлению источника питания. Когда C1 достигает 9 вольт, срабатывает компаратор IC1-c, заставляя его выход становиться высоким и смещая Q2 в проводимость через R9. Как только Q2 включается, он заземляет один вывод реле RY1, подавая на него питание и удаляя звук из динамика, который проходит через его контакты. Контакты реле будут оставаться разомкнутыми до тех пор, пока вход постоянного тока в цепь защиты не будет отключен. Q2 защищен от всплесков обратного смещения, генерируемых катушкой реле, диодом D1.

Защита динамика постоянного тока | diyAudio

#1