Защита динамиков от постоянного напряжения: схемы и методы реализации

alexxlabРазное
Как защитить акустические системы от повреждения постоянным током. Какие схемы защиты динамиков наиболее эффективны. Почему необходима защита колонок в усилителях мощности. Как реализовать защиту динамиков своими руками.

Содержание

Почему необходима защита динамиков от постоянного напряжения

Защита акустических систем (АС) от постоянного напряжения крайне важна по следующим причинам:

  • При неисправности усилителя на выходе может появиться постоянное напряжение, способное повредить динамики за считанные секунды
  • Стоимость современных АС часто превышает стоимость самого усилителя
  • Даже кратковременное воздействие постоянного тока может вывести из строя звуковые катушки и фильтры АС
  • Без защиты при включении усилителя возникают щелчки и хлопки из-за переходных процессов

Таким образом, защита динамиков позволяет предотвратить дорогостоящий ремонт или замену АС из-за неисправности усилителя.

Основные методы защиты акустических систем

Существует несколько основных методов защиты динамиков от постоянного напряжения:


  1. Релейная защита с датчиком постоянного тока
  2. Защита на полевых МОП-транзисторах
  3. Использование ограничителей напряжения и тока в усилителе
  4. Применение полипереключателей и предохранителей
  5. Схемы с симисторной защитой

Каждый метод имеет свои преимущества и недостатки. Наиболее распространенным является релейная защита из-за простоты реализации и надежности.

Принцип работы релейной защиты динамиков

Релейная защита динамиков работает по следующему принципу:

  • На выходе усилителя устанавливается датчик постоянного тока
  • При появлении постоянного напряжения датчик срабатывает и отключает реле
  • Реле размыкает цепь между усилителем и АС, защищая динамики
  • Дополнительно реализуется задержка включения АС на 1-2 секунды после включения усилителя

Время срабатывания такой защиты составляет 50-100 мс, что достаточно для предотвращения повреждения динамиков.

Схема защиты динамиков на транзисторах

Простая схема защиты динамиков на транзисторах может быть реализована следующим образом:

  • Используется два транзистора — один как ключ, второй для задержки включения
  • На вход подается напряжение с выхода усилителя через RC-цепочку
  • При появлении постоянного напряжения открывается ключевой транзистор
  • Реле отключает акустические системы от усилителя
  • Конденсатор в цепи базы второго транзистора обеспечивает задержку включения

Такая схема проста в реализации и обеспечивает надежную защиту АС от постоянного напряжения.


Защита акустических систем на микросхемах

Более современным решением является защита АС на специализированных микросхемах:

  • Используются микросхемы-компараторы, например LM339
  • Компаратор отслеживает уровень постоянного напряжения на выходе усилителя
  • При превышении порога срабатывания компаратор переключается
  • Выходной транзистор отключает реле, размыкая цепь АС
  • Дополнительные цепи обеспечивают задержку включения и гистерезис

Преимущества микросхемной реализации — компактность, низкое энергопотребление и высокая надежность.

Особенности защиты мощных акустических систем

При защите мощных АС следует учитывать следующие особенности:

  • Необходимо использовать силовые реле с высокой нагрузочной способностью
  • Желательно применять реле с двойными контактами (например, Amplimo LRZ)
  • Следует использовать RC-цепочки для подавления искрения контактов
  • Рекомендуется дублировать релейную защиту симисторной
  • Необходимо обеспечить хороший теплоотвод силовых элементов

Для мощных систем оправдано применение более сложных схем с микроконтроллерным управлением.


Рекомендации по выбору элементов для схемы защиты

При разработке схемы защиты динамиков рекомендуется:

  • Использовать реле с контактами на ток не менее 10А
  • Применять быстродействующие компараторы (время отклика <1мкс)
  • Выбирать силовые транзисторы с низким сопротивлением канала
  • Использовать прецизионные резисторы в цепях датчиков
  • Применять керамические конденсаторы в цепях фильтрации

Правильный выбор элементов обеспечит надежную работу схемы защиты в течение длительного времени.

Сравнение различных схем защиты акустических систем

Сравнение основных типов схем защиты АС:

Тип схемыПреимуществаНедостатки
РелейнаяПростота, надежностьИскрение контактов
На полевых транзисторахБыстродействие, бесшумностьСложность, нагрев
СимисторнаяВысокая нагрузочная способностьНелинейные искажения

Выбор оптимальной схемы зависит от конкретного применения и требований к системе защиты.


Защита динамиков своими руками. Схема защиты колонок от постоянного напряжения

Автор admin На чтение 4 мин Просмотров 3.4к. Опубликовано

Схема усилителей низкой частоты должна обеспечивать безопасность устройств при эксплуатации. Одним из таких решений является устройство для защиты динамиков.

Мощные транзисторы выходных каскадов может пробить и тогда постоянное напряжение питания попадает на акустические системы. Если усилитель низкой частоты питается от напряжения свыше 40 вольт, то динамики гарантированно выйдут из строя. Схема защиты динамиков включает задержку приема питания — это позволит избежать громких щелчков при включении звуковой аппаратуры.

Содержание

  1. Схема защиты динамиков от постоянного напряжения
  2. Электросхемы защиты динамиков
  3. Защита динамика

Схема защиты динамиков от постоянного напряжения

Современные схемы защиты могут быть собраны как на транзисторах, так и на интегральных микросхемах. Классические схемы на транзисторах широко применяются в промышленной звуковой аппаратуре и могут быть использованы радиолюбителями для своих разработок. Напряжение питания данной схемы может достигать 65 вольт благодаря использованию стабилизатора. Транзистор VT5 должен устанавливаться на радиаторе. Его замена на BD139 позволит поднять напряжение питания до 120 вольт. В цепи управления электромагнитным реле применён составной транзистор, который можно заменить на КТ972. В качестве VT1,2 можно использовать КТ3102. Кроме отключения акустических систем при появлении на выходе усилителя постоянного напряжения, схема обеспечивает задержку включения динамиков на 1-2 секунды. Схема защиты состоит из двух совершенно одинаковых ключей, поэтому на рисунке показан только один.

Для управления подключением акустических систем используются электромагнитные реле на напряжение 24 вольта и ток 15 мА.

Электросхемы защиты динамиков

Транзисторные схемы защиты динамиков от постоянного напряжения обладают рядом существенных недостатков, поэтому хорошим решением проблемы будет использование схемы на интегральных компараторах. Устройство собрано на одной микросхеме, включающей четыре компаратора, и одном n-p-n транзисторе средней мощности. Контактные группы реле на схеме не показаны, но они включаются в разрыв цепей, соединяющих выходы усилителя звуковой частоты и акустические системы. Четыре диода на входе схемы выполняют защиту схемы от броска напряжения в результате неисправности усилителя звуковой частоты. Резистор R8 позволяет установить порог срабатывания от 0 до ± 1,75 V.

В схеме применены двойные интегрирующие RC цепи, поскольку одиночные цепи работают некорректно. С увеличением ёмкости конденсатора, время срабатывания увеличивается, а уменьшение ёмкости приводит к ошибочным срабатываниям на больших уровнях громкости. Данное схемное решение позволяет использовать устройство на усилителях с киловаттной мощностью. Гарантированное время срабатывания устройства не превышает 75-80 мсек. Для обеспечения задержки подключения акустических систем к выходу усилителя используется конденсатор С6. При указанной ёмкости время задержки включения составляет 2 секунды.

Защита динамика

Сделать системы защиты динамика своими руками может любой радиолюбитель. Есть простые схемы, при налаживании которых не требуется измерительная аппаратура и дефицитные радиодетали. В данной схеме на КТ315А сделано реле времени, а на КТ815В электронный ключ. Сразу после включения питания начинает заряжаться конденсатор С1. Пока он заряжается, транзистор VT1 будет открыт, а VT2 закрыт и через обмотку реле ток не идёт. После зарядки конденсатора напряжение на базе VT1 уменьшится, и он откроется, при этом сработает выходной ключ и реле своими контактами подключит акустические системы к выходу усилителя звуковой частоты. Время заряда конденсатора и время задержки включения составляет около 4 секунд. При появлении на выходе усилителя постоянного напряжения любой полярности транзистор VT2 закроется, реле обесточится и колонки будут отключены от усилителя.

Входные диоды ограничивают максимальное отрицательное напряжение на базе VT1 уровнем 1,3 V. Пороги срабатывания защиты не превышают ±4 V. Собранная без ошибок схема начинает работать сразу и не требует налаживания. Реле можно использовать любое, на указанное напряжение, но нужно будет подобрать сопротивление резистора R4. Чтобы исключить ложные срабатывания, устройство для защиты динамиков необходимо питать от стабилизированного источника. Простые схемы защиты не всегда могут обеспечить надёжное и мгновенное отключение акустических систем от каналов низкочастотного усилителя.

Защита динамиков от постоянного напряжения

В улучшенном усилителе Василича я отказался от блока питания с плавающей средней точкой, что позволило значительно улучшить качество воспроизведения низких частот. Вместе с тем, в случае каких-либо неисправностей на выходе усилителя может появиться постоянное напряжение, которое выведет из строя дорогостоящий низкочастотный динамик акустической системы. В стереофонический усилитель необходимо изготовить две таких схемы по одной на каждый канал. Потребляемый ток — до мА все зависит от сопротивления обмотки реле.

При включении усилителя через сопротивление R2 кОм заряжается конденсатор С3.


Поиск данных по Вашему запросу:

Схемы, справочники, даташиты:

Прайс-листы, цены:

Обсуждения, статьи, мануалы:

Дождитесь окончания поиска во всех базах.

По завершению появится ссылка для доступа к найденным материалам.

Содержание:

  • Защита динамиков своими руками
  • Защита АС для УНЧ стерео акустических систем от постоянного напряжения .
  • Радиопилюля
  • Защита акустических систем от постоянного напряжения БРИГ
  • Защита динамиков своими руками
  • Защита акустических систем (5 вариантов схем)

ПОСМОТРИТЕ ВИДЕО ПО ТЕМЕ: Обзор и изготовление защиты АС (DEF 2017)

Защита динамиков своими руками


Эволюция усилителей мощности продолжает оставаться объектом пристального внимания специалистов. Ведь в отличие от слаботочных устройств, таких, как микшерные пульты или устройства обработки звука, усилители всегда были и остаются самым ненадежным элементом звуковых систем.

Этому есть объяснение. Все слаботочные устройства работают с сигналами малой мощности. Из этого следует, что установленные в них радиоэлементы имеют большой запас по основным параметрам. Возьмем, к примеру, режим работы транзисторов, используемых в таких устройствах. При допустимой рассеиваемой мощности в пределах 0,5 Вт они очень редко загружены даже на 20 процентов.

Нетрудно догадаться, что при столь значительном более чем пятикратном запасе эти транзисторы могут работать практически вечно.

Совсем другая ситуация с усилителями мощности. Уже из самого названия следует, что их основное назначение — это отдавать в нагрузку мощный звуковой сигнал. Понятно, что для обеспечения надежной работы на усилитель придется установить множество выходных транзисторов, рассчитанных на значительные мощности рассеивания.

Вместе с тем периодическое, а то и разовое превышение допустимой рассеиваемой мощности может привести к тепловому разрушению кристалла транзистора и выходу его из строя. Так все-таки за счет чего усилители работают достаточно надежно?

Все дело в серьезных системах защиты этих самых транзисторов. В реальной жизни усилителю практически никогда не приходится работать на активное сопротивление, скажем 4 или 8 Ом, при котором регламентируются его технические характеристики.

Сопротивление любой реальной акустической системы АС представляет собой сложную комплексную величину, зависящую от частоты и уровня подаваемого на нее звукового сигнала.

На некоторых частотах сопротивление АС может снижаться до весьма малых значений например, сопротивление 4-омной низкочастотной АС может падать до 2 Ом и ниже. Кроме того, существуют плохие кабели, закороченные соединители и прочие прелести туровой жизни. И все это не должно приводить к поломке усилителя. Поэтому схема собственно усилителя содержит достаточно много обвязки, которая позволяет ему приспособиться и выжить в условиях постоянных стрессов и перегрузок.

Рассмотрим вкратце джентльменский набор защит, который должен быть в любом современном усилителе. Но сначала пару слов об эволюции систем защиты от перегрузок по выходу.

Простейшая система защиты — токовый ограничитель. Он ограничивает ток через выходные транзисторы на каком-то фиксированном уровне. Причем уровень ограничения тока должен быть не ниже, чем его максимальное амплитудное значение при работе усилителя на нагрузку с минимальным сопротивлением.

С такой защитой мощность, рассеиваемая транзисторами, например, ваттного усилителя в режиме короткого замыкания, составит около Вт. Необходимая же для нормальной работы мощность рассеивания не превышает Вт, то есть без четырехкратного запаса о безотказной работе усилителя с такой защитой можно забыть. Следующий этап развития систем защиты — это вольтамперный ограничитель U-I.

Такая система также реагирует на ток, но учитывает и величину падения напряжения на выходных транзисторах. Это позволяет эффективно использовать их ОБР область безопасной работы. К сожалению, упомянутые выше системы обладают существенным недостатком — их работа заметна на слух в виде треска и щелчков на пиках сигнала. Чтобы избежать этого эффекта, в усилителях нового поколения стали применять двухступенчатую защиту от перегрузок по выходу.

Первая ступень — безинерционная, мгновенно реагирующая на короткое замыкание на выходе усилителя или на существенное понижение сопротивления нагрузки.

Она практически никогда не срабатывает при исправной акустической системе. Если же перегрузка вызвана кратковременным снижением комплексного сопротивления громкоговорителя, то примерно через 5 мс после ее начала вторая ступень защиты начнет управлять работой встроенного лимитера, линейно уменьшая уровень входного сигнала, что делает ее работу практически незаметной на слух. Можно быть уверенным, что качество звука с такой защитой останется на должной высоте.

У этой защиты есть и другие плюсы. Она позволяет легко и безопасно использовать так называемую динамическую мощность рассеивания транзисторов кратковременно транзисторы могут рассеивать значительно большую мощность, чем при статической нагрузке.

А это дает возможность отдавать в нагрузку кратковременные импульсы тока значительно большей величины. Защита по такому принципу не нова в мировой практике и является, как правило, атрибутом дорогих моделей усилителей турового класса. Одним из узлов, существенно влияющих на надежность усилителя и акустических систем, является клип-лимитер терминология здесь не устоялась — можно встретить названия «компрессор», «клип-компрессор». По сравнению со старыми моделями современные высококачественные усилители имеют гораздо больший динамический диапазон.

Благодаря этому искажения, вызванные перегрузками по входу усилителя, менее заметны на слух и воспринимаются, как некоторое улучшение яркости звучания. Отсюда неопытному пользователю частенько кажется, что, «поддав еще», можно добиться лучшего результата. На самом деле в усилителе происходит ограничение низкочастотных пиков, и, как результат, сжатие динамических характеристик звукового сигнала. Создается реальная опасность выхода из строя высокочастотных ВЧ динамиков, т. Встроенный в усилитель клип-лимитер реагирует на искажения и линейно уменьшает уровень входного сигнала до их исчезновения.

Неважно, в какой части спектра возникли искажения — уровень всех частот понижается на одну и ту же величину. Необходимо также отметить, что при этом не происходит ни роста мощности ВЧ составляющих, ни изменения тембрального баланса звука. Еще одной неприятностью для ВЧ динамиков может стать появление в системе звукоусиления паразитных высокочастотных колебаний. Обычно мощность ВЧ динамиков значительно меньше мощности самой акустической системы например, в ваттной АС мощность ВЧ динамиков редко превышает 50 Вт.

При использовании достаточно изношенных или неисправных микшеров или кроссоверов на их выходе иногда появляется переменное напряжение высокой частоты они возбуждаются.

Мощные высокочастотные колебания могут возникнуть в звуковой системе также из-за плохого состояния соединительных кабелей, но чаще всего это происходит из-за возникновения акустической обратной связи. В таких ситуациях в ВЧ полосе усилитель отдает полную мощность. В нашем примере, если даже усилитель идеально согласован по мощности с акустической системой, высокочастотные динамики испытают кратную перегрузку и очень быстро, как говорится, сгорят.

Для предотвращения столь печальных последствий замены или ремонта «пищалок» усилители оборудуются системой защиты от немузыкальных высокочастотных сигналов. Как только их уровень достигнет опасных величин — защита блокирует входной сигнал и отключает нагрузку. А что произойдет с акустическими системами, если все-таки усилитель выйдет из строя? В некоторых случаях на его выходные разъемы может попасть смертельно опасное для АС постоянное напряжение.

Под его воздействием звуковые катушки громкоговорителей обугливаются за считанные секунды. Следует заметить, что стоимость современных АС зачастую превышает стоимость самого усилителя, так что роль защиты акустических систем от постоянного напряжения трудно переоценить. При возникновении постоянного напряжения защита пытается отключить выход с помощью реле. Но разорвать постоянное напряжение в В при подключенной нагрузке могут только большие промышленные пускатели, а не малогабаритные реле, обычно применяемые в усилителях.

Для абсолютной защиты акустических систем усилители должны быть снабжены дополнительной симисторной защитой, дублирующей работу реле. При невозможности отсоединить выход усилителя от АС с помощью реле мощный симистор с автономными энергонезависимыми цепями управления замыкает выход усилителя на «землю», обеспечивая абсолютную защиту АС от повреждения постоянным током.

Хотелось бы напомнить и о защите усилителя от превышения максимально допустимой рабочей температуры. Такая защита является не менее важной, чем вышеупомянутые. И в заключение — полезный совет нашему читателю. Прежде, чем приобрести усилитель, обратите внимание на его оснащенность дополнительными возможностями, которые хотя и кажутся на первый взгляд второстепенными, но в действительности крайне необходимы для стабильной работы вашей системы.


Защита АС для УНЧ стерео акустических систем от постоянного напряжения .

Конструируя схему своего усилителя НЧ я заранее предусмотрел в нем блок защиты акустических систем. Для чего это нужно и что может навредить акустическим системам? При включении питания конденсаторы выпрямителя начинают заряжаться что в этот момент сказывается на УНЧ — на акустические системы кратковременно попадает постоянное напряжение. Чтобы избежать этого попадания нужна схема несложного реле времени, которое сделает задержку подключения акустических систем на 0, секунду. Во вторых — с УНЧ может случиться всякое, например, от перегрузки может сгореть один из транзисторов в УНЧ и на колонки поступит постоянное напряжение достаточно большой величины, что может спалить НЧ динамическую головку или же вывести из строя часть фильтра ваших колонок.

Фотография готового устройства. Фото платы защиты АС. Тема поддержки на форуме: Защита Акустики От Постоянного Напряжения.

Радиопилюля

Это простая релейная защита, которая отключает акустические системы , при появлении постоянного напряжения на выходе усилителя мощности. Зачем нужен такой блок? Дело в том, что очень часто причиной поломки автомагнитолы становиться нерабочий усилитель мощности, который встроен в саму магнитолу. Эти усилители обычно реализуются на микросхемах УНЧ и имеют кучу встроенных защит — защита от перегрева, переполюсовки питания, перенапряжения, защита от КЗ на выходе и так далее. Но практика показывает, что защиты срабатывают лишь в единичных случаях, в форс-мажорных ситуациях они не спасут, поэтому лучше использовать отдельную схему защиты для динамических головок. Микросхемный усилитель — та же транзисторная сборка, когда транзисторы выходных каскадов выходят из строя, то на входе может появиться постоянный ток. Блок за доли секунды отключит акустику, если на выходе усилителя появиться постоянный ток, этим спасая динамик. Сама схема относительно проста и собрана всего на трех транзисторах.

Защита акустических систем от постоянного напряжения БРИГ

Тернополь Вчера Донецк, Киевский 10 окт. Славянск Сегодня Хотите продавать быстрее? Узнать как.

Универсальное, простое, надёжное. Добавлена схема подключения к БП по переменке.

Защита динамиков своими руками

Защита акустических систем АС просто необходима, и если ее не использовать, то можно лишиться своей акустики из-за неисправности усилителя НЧ. Существует множество схем обеспечивающих защиту АС. В этой статье представлена рабочая, проверенная временем и любителями звука схема, которая представляет приближенную копию защиты акустической системы усилителя БРИГ. Схема обеспечивает защиту от напряжения постоянного тока на выходе усилителя НЧ в случае его неисправности , а также обеспечивает задержку подключения АС до тех пор, пока не закончатся все переходные процессы в усилителе и блоке питания. Без такой задержки, при включении усилителя в сеть, в АС слышны щелчки, хлопки, звон и т.

Защита акустических систем (5 вариантов схем)

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! 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.

Сопротивление любой реальной акустической системы (АС) представляет При возникновении постоянного напряжения защита пытается отключить.

Holtona, компактный, недорогой, термостабильный, музыкальный и с хорошим выходным током. Ток покоя устанавливали С задачами он справлялся на 4 из 5. Причиной нескольких отказов были BC во входном каскодном дифкаскаде.

Войти через. Защита Покупателя. Помощь Служба поддержки Споры и жалобы Сообщить о нарушении авторских прав. Экономьте больше в приложении! Корзина 0. Мои желания.

Портал QRZ. RU существует только за счет рекламы, поэтому мы были бы Вам благодарны если Вы внесете сайт в список исключений.

Реле задержки включения усилителя. Привет всем случайно попавшим сюда и постоянным. Сегодня хочу предложить на всеобщее рассмотрение эту схемку. Во всяком случае этого больше не будет. Если приобрести микро-реле то можно транзистор выбросить и припаять реле на таймер прямо. Защита АС с задержкой и от постоянного напряжения.

Войти на сайт Логин:. Сделать стартовой Добавить в закладки. Мы рады приветствовать Вас на нашем сайте! Мы уверены, что у нас Вы найдете много полезной информации для себя, читайте, скачивайте, все абсолютно бесплатно и без паролей.


Защита динамиков по постоянному току с помощью реле и полевых МОП-транзисторов

Веб-сайт Halfgaar > Статьи > Защита динамиков по постоянному току с реле.

В соавторстве с Вольфгангом Тринксом.

1. Введение

Важной особенностью аудиоусилителя является обеспечение системы для защитите свои динамики на случай, если усилитель сломается и включится постоянный ток клеммы динамика. Ни один динамик не будет рад наличию 50В. на его звуковой катушке, так что это должно быть предотвращено. Один из способов сделать это включить ограничитель VI в усилитель или блок питания. Тем не менее, это трудно разработать тот, который не оказывает негативного влияния на качество звука когда усилитель работает около своего максимума (что происходит раньше, чем ты можешь подумать). Другие решения включают полипереключатели, предохранители и т. д. Но хорошим и практичным решением является реле с датчиком постоянного тока.

Тем не менее, вам нужно обратить внимание на то, как вы подключаете и используете свое реле, а также на то, как защита от искрения между контактами. Ломать 50В на 12А вполне это трудно сделать, но и многократное прерывание более низких токов имеет свои последствия. Но, как покажут следующие эксперименты, есть способы сделай это.

Как будет показано в статье, наличие реле в сигнале динамика не идеально. Если вы чувствуете себя достаточно уверенно и особенно имеете дело с усилителями высокой мощности, вы можете выбрать решение с ломом. McIntosh сделал это в своих проектах высокой мощности. Оно работает аналогично реле динамика, но реле (или полевой МОП-транзистор/симистор/и т. д.) расположено над выходом усилителя. В случае неисправности он закоротит выход, что приведет к перегоранию предохранителей на шине питания. Это избавляет от всех проблем, связанных с наличием реле в тракте динамика, но, конечно же, вы также не получаете приглушения звука при включении и выключении, и устройство необходимо обслуживать после события защиты.

ОБНОВЛЕНИЕ: времена немного изменились, и в настоящее время твердотельные реле жизнеспособны. Существуют полевые МОП-транзисторы с очень небольшим Rds(on) и изолированными микросхемами драйверов, которые управляют затвором с помощью быстрого стабилизированного сигнала, что снижает коммутационные потери в МОП-транзисторах. Выдержат ли они проверку?

Я снял видео экспериментов, чтобы вы могли увидеть, что произошло, и даже вернуться к теме в полном видео в конце.

2. Тестовая схема

Я разработал и построил следующую тестовую схему:


Схема тестера цепи постоянного тока.

Схема детектора скопирована с Р33 Рода Эллиотта. Это простой фильтр первого порядка, управляющий нормально включенным транзисторным ключом.

Предохранитель на 4А — это предохранитель на шине усилителя. Если не используется реальный динамик, 3.9R Резистор и предохранитель на 3А — имитация динамика. Предохранитель сообщит мне, если говорящий получил слишком большое наказание.

Его источник питания — 2x18V 8.33A, пересчитанный на 50V. Емкость питания 20 000 мкФ.

3. Реле

Я проверил два реле для этих экспериментов. Amplimo LRZ и Omron G2R-1-E.

Amplimo LRZ — это специальное реле, разработанное специально для динамиков. Это имеет две контактные площадки, одну из вольфрама (для приема дуги при зажигании и размыкающий контакт) и золотой для обхода вольфрамового контакта (вольфрам имеет очень высокую температуру плавления, но плохой проводник). Внутри это выглядит так:


Реле Amplimo LRZ.

Omron G2R-1-E — это обычное однополюсное двухпозиционное реле:


Реле Omron G2R-1-E.

4. Эксперименты

Я хотел проверить следующие аспекты:

  1. Помогает ли демпферная цепь погасить дугу? В своих тестах я использовал резистор 100 Ом + конденсатор 1 мкФ, подключенный через контакты реле.
  2. Что происходит, когда вы делаете и не подключаете динамик к земле в режиме неисправности.
  3. Эффекты с симулированным динамиком (резистор 3,9 Ом и быстродействующий предохранитель 3А) и реальным драйвером 8 Ом.

Amplimo — это реле с одним броском, поэтому пункт 2 к нему не относится.

Я запланировал следующие эксперименты:

  • Тест 1.1: Amplimo LRZ, с демпфером, имитация динамика.
  • Тест 1.2: Amplimo LRZ, с демпфером, настоящий динамик.
  • Тест 1.3: Amplimo LRZ, без демпфера, имитация динамика.
  • Тест 1.4: Amplimo LRZ, без демпфера, настоящий динамик.
  • Тест 2.1: Omron G2R-1-E, с демпфером, NC контакт на землю, имитация динамика.
  • Тест 2.2: Omron G2R-1-E, без демпфера, NC , контакт с землей, имитация динамика.
  • Тест 2.3: Omron G2R-1-E, с демпфером, NC контакт не заземлен, имитация динамика.
  • Тест 2.4: Omron G2R-1-E, без демпфера, NC контакт не заземлен, имитация динамика.
  • Тест 2.5: Omron G2R-1-E, с демпфером, NC контакт не заземлен, настоящий динамик.
  • Тест 2.6: Omron G2R-1-E, без демпфера, NC контакт не заземлен, настоящий динамик.

5. Результаты

5.1. Амплимо ЛРЗ

Реле, смоделированный и реальный громкоговоритель отлично показали себя во всех тестах. я проделал тест десятки раз и дуги не было. Динамик издал треск, но выжил, а предохранитель на 3А имитируемого динамика остался целыми (хотя можно было видеть деформацию нити).

Также интересен охват этого реле. Я сделал два, один со стабилитроном в цепи подавления противоЭДС и один без него (установив перемычку на JP2).


Прицел Amplimo LRZ со стабилитроном D2 с обратной ЭДС в контуре


Прицел Amplimo LRZ с обходом стабилитрона D2 с обратной ЭДС

Несмотря на то, что реле работало хорошо, я провел некоторые предварительные эксперименты с LRZ до этого, и в какой-то момент дуга все-таки загорелась, и реле было разрушено:


Amplimo LRZ расплавлен.

Не выдержал и имитационный динамик (сгорел предохранитель на 3А). Это был несчастный случай, который я не смог воспроизвести.

5.2. Омрон G2R-1-Е

Это реле показало себя немного хуже, хотя оно довольно прочное (16 А при 30 В постоянного тока).

Начну с экспериментов, где НЗ контакт не подключался к земля. Даже с демпферной цепью и дугой образуется. С имитацией динамик, предохранитель на 3А перегорел после того, как дуга продержалась около секунды. С реальным динамиком было еще хуже. Дуга держалась около пять секунд, пока динамик находился на максимальном ходу, воспроизводя звуки плазменной дуги. Очевидно, спикеру это не понравилось… Самое смешное, однако, что он пережил насилие. Однако это должно быть ясно, что вы не хотите испытывать судьбу и проверять, если вы Драгоценные водители переживут и это.

Без снаббера даже опыты не ставил, потому что если со снаббером дуги реле, он бы сделал это и без него (я подтвердил это в предварительные испытания).

Вот видео эксперимента:

Потом эксперименты, где НЗ контакт был подключен к земле. Это вел себя довольно хорошо. Образовалась дуга, но поскольку дуга должна заземлиться, в отличии от динамика 8 Ом ток превышает 4А шину предохранителей много, так что перегорел. Дуга была мгновенной и одновременно моделируемой и настоящий динамик выжил. Даже реле было относительно целым. Это показало немного обугливается, но не сильно.

Вот видео эксперимента:

6. Реле MOSFET

С момента написания этой статьи в области твердотельных / МОП-транзисторов были внесены улучшения. С парой высококачественных MOSFET и изолированным драйвером, таким как Si8751 или Si8752, вы можете сделать хорошее твердотельное реле. По этому поводу со мной связался читатель и прислал свой дизайн для тестирования. Он основан на вышеупомянутой микросхеме драйвера и МОП-транзисторах IPB038N12N3. Эти полевые МОП-транзисторы имеют очень низкий Rds(on) 3,8 мОм и высокий обратный лавинный рейтинг.

В качестве первого теста я хотел сравнить поведение отсечки. Ранее у нас было поведение отсечки Amplimo LRZ, которое мы можем использовать в качестве эталона. Это поведение MOSFET:


Захват отсечки 50В в один драйвер.

Мы видим, что время отсечки точно такое же, как и для сигнала привода реле (15 мс). Мы также видим обратную ЭДС. МОП-транзистор должен иметь достаточно высокий лавинный рейтинг, чтобы справиться с этим, или вы должны предоставить другие средства защиты. Мы рассмотрим это позже, в видео.

Чтобы понять, как это работает в реальном мире, вот видео с повторяющимся отключением:

Ваш браузер не поддерживает видео тег. Вы можете скачать его.

Еще одна вещь, которую мы хотим знать, это то, насколько хорошо он может справляться со злоупотреблениями. Вы могли бы подумать, что короткое замыкание усилителя с помощью такого реле не должно иметь значения, потому что эти МОП-транзисторы могут выдерживать 120 А. Однако, если напряжение питания упадет, будет ли он работать правильно? Подробности смотрите в видео с углубленным анализом ниже.

7. Реле надежности

Реле изнашиваются из-за искрения контактов. Например, Parasound HCA-1500 использует реле Omron G4W:

  • Указанное максимальное сопротивление: 30 мОм
  • Измерено для нового: 2,8 мОм при 1 А (контактная пара №1). 2,8 мОм при 1 А (контактная пара №2)
  • Вышло из строя реле из-за нормального использования, вызывающее звуковые искажения: контактная пара №1: 83 мОм — холодная. через 5 мин при 1А: 141 мОм. Вышел из строя при 5А необратимо. Контактная пара №2: 62 мОм — холодная, через 5 мин при 1А: 85 мОм

Судя по всему реле может вызывать искажения звука, что и послужило причиной обслуживания этого усилителя. Эта тема требует дальнейшего изучения и заслуживает отдельной статьи.

Также взгляните на это реле от Sansui 9090, которое никогда не использовалось для отключения тока повреждения (только нормальная работа):


Изношенное реле от Sansui 9090

Избежать такого износа реле можно, но это требует некоторых усилий. Во-первых, схема отключения звука усилителя должна включать какое-либо обнаружение потери мощности (сетевого переменного тока), чтобы усилитель не отключал питание во время шумов при выключении. Однако это не защищает от выключения усилителя в середине сигнала. 100% надежная установка отключает вход усилителя мощности (секции) незадолго до выключения реле. Однако это решение кажется редко используемым.

8. Второй взгляд

Девять лет прошло с момента выхода оригинальной статьи. Давайте взглянем еще раз, взглянув на проводку и методы управления, искрение контактов, лавинный рейтинг MOSFET, надежность MOSFET, короткие замыкания и неожиданные побочные проблемы.

Ваш браузер не поддерживает видео тег. Вы можете посмотреть его на Youtube.

Или посмотрите на Youtube.

И еще больше испытаний на короткое замыкание:

Ваш браузер не поддерживает видео тег. Вы можете посмотреть его на Youtube.

Вы также можете посмотреть это на Youtube.

9. Заключение

Отсюда можно сделать один очень важный вывод: подключить реле так, что динамик подключен к земле через свой контакт NC . Даже если ваше реле недооценено, вы можете получить хорошая защита в этом плане. В моих тестах контакты даже не приваривались. вместе, чтобы реле можно было использовать повторно, но я советую учитывать реле как расходный материал; когда он использовался для отключения тока неисправности, замените его с новым при ремонте усилителя. Omron G2R-1-E имеет прозрачную крышка (которую я снял для наглядности) что очень удобно в данном случае, т.к. вижу, что вам нужно заменить его.

Кроме того, вы не можете предположить, что любая коммерческая система защиты постоянного тока подключена вверх правильно. Я точно знаю, что у Velleman K4700 нет динамик подключен к земле с размыкающим контактом, так что замыкание маловероятно для защиты ваших динамиков. Реле еще легче, чем то, что я проверено, поэтому, если вы используете один из них, вы можете захотеть перемонтировать его (который сложно, так как динамик не подключен к подвижному контакту, усилитель есть. Придется снять реле с платы).

Что также может быть важно, так это то, что в вашем усилителе есть предохранители на канал, т. к. в отличие от всего усилителя. Когда возникает дуга, это предохранитель рельса. дуть, чтобы дуга погасла. Если один усилитель имеет максимум номинальный ток 4А, два усилителя будут 8А. Предохранитель на 8А это много труднее сломать, чем 4А.

Кроме того, если у детектора нет собственного источника питания (а он должен), убедитесь, что вы подключили детектор так, чтобы он не терял питание, когда перегорает предохранитель рейки. Он должен быть подключен до предохранителей усилителя, со своим предохранителем. Причина проста: для работы ему нужна энергия. Если ваш усилитель имеет отрицательную неисправность, реле выключится, дуя предохранитель отрицательной рейки. Ваш усилитель, скорее всего, будет иметь положительная неисправность (поскольку отрицательное питание исчезло). Какой-то округ Колумбия Детекторы требуют наличия как +, так и — рельсов для работы и в В этом сценарии он больше не сможет обнаруживать положительную неисправность.

При использовании полевых МОП-транзисторов использование отдельного источника питания для детектора/защиты еще более важно. Как показано в видео, сбои, такие как короткие замыкания, вызывают непредсказуемое поведение источника питания и могут привести к тому, что полевые МОП-транзисторы перейдут в омический режим, что повышает вероятность их взрыва из-за теплового напряжения.

10. Загрузки

  • Видео многократного отключения с помощью MOSFET на тестовом драйвере динамика.
  • Видео теста 2.1: Omron G2R-1-E с имитацией динамика, НЗ на землю.
  • Видео теста 2.3: Omron G2R-1-E с имитацией динамика, НЗ без заземления.
  • Видео теста 2.5: Omron G2R-1-E с реальным динамиком, НЗ без заземления.

11. Каталожные номера

  • Реле Amplimo LRZ
  • Омрон G2R-1-E
  • Защита постоянного тока P33 Рода Эллиотта
  • Velleman K4700 двухканальный предохранитель постоянного тока

Защита динамика постоянного тока | diyAudio

#1