Схема защиты акустических систем

Раздел: РадиолюбителюЗащита акустики на трех транзисторах.Защита акустики на трех транзисторахДанный проект защиты акустики повзаимствован на одном из португальских сайтов. Кроме защиты от постоянки блок обеспечивает задержку подключения колонок к выходу усилителя мощности примерно от 3 до 10 секунд, устраняя при этом щелчки при включении питания усилителя. Принципиальная схема:Схема блока защиты акустикиПлата защиты акустики_расположение элементовИ вид платы PCB формата:Плата защиты акустики PCBИспользуя данные изображения мы нарисовали плату защиты в программе Sprint Layout. LAY6 формат выглядит так:Zashita AS_LAY6Фото-вид печатной платы защиты акустики LAY6 формата:Zashita AS_LAY6_fotoБлок питания защиты акустикиСхема подключения блока защиты и акустики к усилителюСписок элементов схемы блока защиты акустики:Ссылка на скачивание архива со схемой и печатной платой LAY6 формата появится на этой же странице после клика по любой строке рекламного блока ниже кроме строки “Оплаченная реклама”. Размер файла – 0,3 Mb.<tabltd>

<

</tabltd> —>

Приветствую пикабушники!

Вижу, что тема защиты акустических систем (АС) стала интересна читателям. Как и обещаю выкладываю схему, которую я использую. Постараюсь изложить теорию попроще, чтобы было понятнее начинающим и смогли почерпнуть что то новое.

При постройке своего усилителя на на латеральных полевых транзисторах и микросхеме LME49830 встала задача защиты АС и плавного включения усилителя. Плавное включение усилителя необходимо из за использования больших величин фильтрующих емкостей в питании. Известно, что разряженный электрический конденсатор в первые моменты подачи на него напряжения фактически эквивалентен перемычке. Чем больше емкость — тем «толще перемычка». Поэтому при включении напряжение падает на внутреннем сопротивлении открытого диода и омическом сопротивлении вторичной обмотки, что может привезти к выходу из строя диодного моста или трансформатора. Чтобы уменьшить «пусковой ток» В используется плавный старт. В самом простом случае в первый момент времени усилитель включается через постоянный резистор небольшого номинала. Раз упомянули конденсаторы то крайне не рекомендую их разряжать через замыкание отверткой и т.д. так как весь ток пойдет через эквивалентное внутреннее сопротивление конденсатора, что приведет к его постепенному выходу из строя. Рекомендую разряжать при помощи постоянного резистора в несколько сотен Ом или использовать лампу накаливания.

За поисками схемы я отправился в интернет и нашел подходящую для моего случая схему за авторством М.Шушнова из г.Новосибирска. Для моих задач она подходила еще и тем, что позволила сделать включение усилителя при помощи кнопки без фиксации. Приобретенный мной корпус к сожалению был не комплектным. В Полная статья с описанием легко гуглится по запросу «Схема защита АС Шушнов». Обращаю внимание, что емкость конденсатора C9 указано не правильно, она должна быть 100n или 0,1 мкФ. В принципе в таком виде она и поселилась в моем УМЗЧ.

В усилителе я разбил эту плату на 2, чтобы поместить все в корпус.

Для более простых задач, как например в «Одиссей-001» можно использовать упрощенный вариант (прошу простить за качество, но суть понятна):

Реле может питаться и от другого источника, например на 24 В. Важным условием нормальной работы этой схемы является то, чтобы конденсаторы на плате защиты разряжались быстрее чем в усилителе мощности. То есть для питании этой платы лучше использовать отдельный выпрямитель от сетевого трансформатора с небольшим номиналом фильтрующей емкости. При необходимости можно использовать стабилизатор напряжения (например, питание усилителя 35 В, используем реле на 24 В. Излишек напряжения высаживаем на стабилизаторе типа 7824 или LM317). Транзисторы на входе можно ставить практически любые маломощные. Транзистор управления реле можно заменить полевиком. Реле желательно использовать как можно мощнее. Это связано с тем, что площадь контакта будет больше, что крайне важно для больших токов, протекающих между АС и усилителем. Попытался донести мысль как смог. Если кто то желает дополнить — прошу.

Спасибо за внимание!

Денис, г. Самара

57📆24.12.12 🙋MVV 👀76 307 💬19 Не мечтай, действуй!Усилители мощности звуковой частоты с непосредственной связью представляют опасность для акустических систем. Почти все отказы внутренних компонентов усилителя приводят к значительному (по законам Мерфи, до напряжения питания) смещению на выходе. В результате дорогостоящие акустические системы могут выйти из строя, и было бы опрометчивым не снабдить усилитель схемой защиты, отключающей нагрузку при появлении на выходе усилителя постоянного потенциала. Защита должна срабатывать при превышении постоянного потенциала на выходе усилителя ±1,5 В, либо появления низкочастотных колебаний частотой ниже 2…3 Гц.Практика показывает, что необходимо использовать простые и надежные схемы защиты акустических систем на основе электромагнитных реле.

Содержание / Contents

↑ Схема защиты акустических систем усилителя «Бриг-001»

На рис. 1 показана проверенная временем схема защиты акустических систем от постоянного смещения усилителя «Бриг-001». Вход схемы защиты присоединен к выходу усилителя мощности, а выход усилителя соединяется с нормально разомкнутыми контактами реле К1. После подачи питания на схему защиты, через некоторое время, определяемое постоянной времени R6, C2, составная пара транзисторов VT2, VT3 открываются, реле К1 срабатывает, и своими контактами соединяет выход усилителя с акустическими системами. Задержка включения позволяет устранить переходные процессы в усилителе в момент включения, воспринимаемые как неприятные на слух хлопки, разрушительные для акустических систем.Рис. 1. Схема защиты акустических систем усилителя «Бриг-001» При появлении на выходе усилителя любого из каналов постоянного напряжения положительной полярности открывается транзистор VT1, который шунтирует цепь базы составного транзистора на общий провод. При этом ток через реле К1 уменьшается настолько, что оно отпускает контакты и отключает акустические системы от усилителя. Конденсатор С1 предотвращает срабатывание реле К1 от переменного напряжения выходного сигнала.В случае, если на выходе усилителя появится напряжение отрицательной полярности, оно поступит через делитель R6, R7 на базу составного транзистора, в результате реле К1 отпустит и отключит нагрузку от усилителя.Случай появления на выходах усилителя равных по модулю двухполярных напряжений учтен выбором различных значений резисторов R1 и R2.Таким образом, акустическая система защищена от постоянного напряжения любой полярности на выходе усилителя.Подобная схема защиты акустических систем проработала в одном из моих усилителей более двух десятков лет, и ни разу не подвела, хотя около половины указанного срока усилитель трудился на увеселительных мероприятиях.

↑ Схема защиты акустических систем из зарубежной литературы

Еще одна простая схема защиты акустических систем приведена на рис. 2 [1]. Принцип действия мало отличается от предыдущей схемы.Рис. 2. Простая схема защиты акустических системЗадержка включения акустических систем определяется постоянной времени R1, C1. Время задержки: t≈R1C1Uпор/Uп=1,8 с,где Uпор =2,1 В – сумма порогов открывания транзисторов VT1 и VT4 (составного); Uп =12 В – напряжение питания.Двухполупериодный выпрямитель на диодах VD1, VD2 и транзисторах VT2, VT3 надежно шунтируют базу составного транзистора VT4 на корпус при появлении постоянной составляющей ±1,5 В на выходе любого канала УМЗЧ.Нижняя граница полосы пропускания низкочастотного фильтра составляет fн=1/[2πR7(R8)C2]≈0,3 Гц.В качестве реле используется РЭС22, исполнение (паспорт) РФ 4.500.129. Реле имеет четыре группы контактов, которые включены парами.

↑ Универсальное устройство защиты акустических систем на микросхеме

Поскольку проект заявлен как усилитель звуковой частоты на микросхемах, предложено устройство защиты акустических систем на специализированной микросхеме μPC1237 (C1237A, NE7000, NTE7100), см. рис. 3.Рис. 3. Универсальное устройство защиты акустических систем на специализированной микросхемеОсновные параметры:Напряжение питания, В=+25…60Время задержки включения, с=2,5Порог срабатывания защиты, В=более ±0,7Выходной ток для питания реле, мА=до 80Схема защиты (рис. 3) обеспечивает безопасность акустических систем при появлении на выходах постоянного напряжения или инфранизких частот амплитудой более ±0,7 В. Проблема, связанная с появлением на выходах усилителя равных по модулю двухполярных напряжений, решена выбором отличающихся значений резисторов R1 и R2.Интегрирующая цепь C4, R4 обеспечивает задержку подключения акустических систем при включении питания. Цепь VD1, R3, C3, к которой подведено переменное напряжение с вторичной обмотки силового трансформатора, быстро отключает акустические системы при выключении питания. Эти меры направлены на предотвращение щелчков в акустических системах, вызванных переходными процессами в схеме усилителя.Резистор R5 ограничивает ток электромагнитного реле К1. Параллельно обмотке реле включена цепь R7, HL1, служащая индикатором работы устройства защиты. Если применено электромагнитное реле с током более 80 мА, схему следует умощнить, установив ключ на p-n-p транзисторе КТ816Г или TIP32 (рис. 4).Рис. 4. Умощнение выхода схемы защиты акустических системСхема защиты универсальна и может быть применена в других УМЗЧ. В двух таблицах внизу схемы рис. 3 указаны номиналы резисторов R3, R5 и R6, которые необходимо изменить в зависимости от напряжения питания Uп усилителя.На портале имеется похожая схема и подробное описание этого функционального узла [2].Здесь возникли трудности. Скажу только, что все мои подопечные, реализующие этот проект, отметили, что микросхема редкая. Чтобы не терять время на ее поиски, я модернизировал схему защиты акустических систем из зарубежного журнала.

↑ Модернизированная схема устройства защиты акустических систем

Схема, представленная на рис. 2 проста и надежна, проверена во многих конструкциях, но смущают два момента:• транзисторы VT2, VT3 обнаружителя постоянного напряжения на выходе усилителя работают в режиме с «висячей» базой;• схема может подвести при возникновении на выходах неисправного стереофонического УМЗЧ равных по модулю двухполярных напряжений.Решение проблемы заимствовано из модуля защиты акустических систем 20 — ваттного усилителя класса «А», опубликованного в английском журнале «Everyday Practical Electronics» [3].Модернизированная схема устройства защиты акустических систем показана на рис. 5.Исключён фрагмент. Наш журнал существует на пожертвования читателей. Полный вариант этой статьи доступен только меценатам и полноправным членам сообщества. Читай условия доступа!Предлагаемое устройство может быть использовано как для настоящего проекта, так и для самостоятельного конструирования усилителей звуковых частот.Достоинства:• простота и надежность;• практически полное отсутствие ложных срабатываний;• универсальность применения.Недостатки:• Отсутствует схема отключения акустических систем при пропадании питания.Этот недостаток был принесен в угоду простоте и надежности устройства.В схеме защиты установлены пассивные инфразвуковые фильтры нижних частот второго порядка (соответственно C3, C5, R10, R12 и C4, C6, R11, R13) и сенсоры аварийного постоянного напряжения на выходе усилителя (VT2, VT4, VT6 и VT3, VT5, VT7). При напряжении любой полярности более 1,5 В открывается соответствующий ключ (VT2 или VT3 для положительной полярности постоянного напряжения и VT4, VT6 или VT5, VT7 – отрицательной). При аварии база составного транзистора VT8, управляющего последовательно включенными электромагнитным реле К1 и К2, через низкоомный антизвоновый резистор R5 надежно соединяется с общим проводом, размыкая соединение выходов акустических систем через контакты реле.Интегрирующая цепь R1, C2 в базовой цепи транзистора VT1 обеспечивает задержку подключения акустических систем при включении питания (на время 1,8 с), тем самым предотвращается проникновение в акустическую систему помех, вызванных переходными процессами в усилителе.Схема защиты универсальна и может использоваться с другими УМЗЧ. В таблице, размещенной в правом верхнем углу схемы рис. 5 указаны номиналы R6, R7, которые необходимо изменить в соответствии с напряжением питания Uп усилителя.Технические характеристики:Напряжение питания, В=+25…45Время задержки включения, с=1,8Порог срабатывания защиты, В=более ±1,5Выходной ток для питания реле, мА=до 100Размеры печатной платы, мм=75х75Детали модернизированной схемы устройства защиты акустических систем. Показать / Скрыть текст

↑ Сборка устройства защиты акустических систем

Перед началом сборки подготовьте радиодетали согласно представленному выше перечню элементов.Исключён фрагмент. Наш журнал существует на пожертвования читателей. Полный вариант этой статьи доступен только меценатам и полноправным членам сообщества. Читай условия доступа!После окончания сборки не торопитесь включать устройство, а займитесь проверкой монтажа в соответствии со схемой (рис. 6). При этом особое внимание обратите на отсутствие перемычек между токоведущими дорожками, холодных паек (недостаточное пропаивание контакта элемента с печатной платой). Если таковые имеются, удалите их с помощью паяльника. Проверьте правильность установки полярных электролитических конденсаторов, транзисторов, диода и стабилитрона.Внешний вид устройства защиты акустических систем, собранного племянником Алексеем, показан в аннотации статьи. У меня работает промежуточный вариант устройства защиты с реле РЭС22.

↑ Налаживание

Собранное из исправных деталей устройство защиты акустических систем не требует налаживания, следует лишь убедиться в правильности его функционирования. Для этого устройство подключают к источнику питания, измеряют время задержки включения и проверяют срабатывание устройства при подаче на сенсоры постоянного напряжения различной полярности.Исключён фрагмент. Наш журнал существует на пожертвования читателей. Полный вариант этой статьи доступен только меценатам и полноправным членам сообщества. Читай условия доступа!

↑ Собираем все в кучу

Схема соединения блоков усилителя показана на рис. 7. Рис. 7. Схема соединений блоков УМЗЧДля монтажа понадобятся следующие расходные материалы:Исключён фрагмент. Наш журнал существует на пожертвования читателей. Полный вариант этой статьи доступен только меценатам и полноправным членам сообщества. Читай условия доступа!Для обрезки и снятия изоляции с проводов (кабелей) лучше воспользоваться специальным инструментом (рис. 9).Рис. 9. Клещи для зачистки провода и обжима наконечников – помощник при монтаже усилителя

↑ Включаем!

Первое включение всегда показательно. Включаю усилитель, слышен щелчок сработавших реле устройства защиты, дальше тишина. Хотя все узлы «гонял» по отдельности, еще раз измеряю напряжения питания и нули на выходах: все в порядке.Отвлекаюсь на дела и только через полчаса начинаю прослушивание. Звучит усилитель хорошо, отдавая в нагрузку сопротивлением 6 Ом около 20 Вт.Работает чисто и прозрачно, доставляя удовольствие от прослушивания. Однако не следует забывать, что усилитель на LM1875 представляет собой систему начального уровня (лучшее из простого) и есть куда расти и развиваться. Еще раз напомню, что вместо LM1875можно применить и другие микросхемы, указанные в табл. 1 первой части статьи; при этом напряжение питания двухполярного источника должно составлять ±22 В для TDA2050, ±16 В для TDA2030, TDA2040 и ±12 В для TDA2006.Настоятельно советую повторить этот проект всем желающим, чтобы приобрести опыт и построить неплохой усилитель для радиокомплекса. Не случайно девизом проекта я выбрал слоган «Не мечтай, действуй!» .

↑ Файлы

Схемы и печатные платы можно взять тут: ▼Part_3.7z 🕗 15/01/13 ⚖️ 32,88 Kb ⇣ 294Выводы 2, 3, 6 и 7 устройства защиты АС оставляем свободными.Выход 1-1 (2-1) мостового УМЗЧ 1 (УМЗЧ 2) соединяем с выводом 4 (8) устройства защиты АС.Вывод 1 (5) устройства защиты АС соединяем с соответствующей клеммой для подключения АС.Другую клемму для подключения АС соединяем с выходом 1-2 (2-2) мостового УМЗЧ.Между выходом 1-2 (2-2) мостового УМЗЧ и конденсатором С5 (С6) устройства защиты АС включаем дополнительный резистор, сопротивление которого не должно быть равно сопротивлению резистора R12 (R13).Выберем сопротивление дополнительного резистора, например, 18 кОм (см. описание схемы защиты усилителя «Бриг», рис. 1).Владимир Мосягин (MVV)Россия, Великий НовгородСписок всех статейПрофиль MVV

Читательское голосование

Статью одобрили 56 читателей.

Для участия в голосовании зарегистрируйтесь и войдите на сайт с вашими логином и паролем.

25.02.17 изменил Datagor. Исправлен рис.4, обновлены файлы

Поделись с друзьями!

Связанные материалы

Усилитель на STK433-060 в Бриг-001, нужна помощь с защитами… Всех приветствую! Решил заменить УМЗЧ в усилителе «Бриг-001». Из всех микросхем, думаю о… Варианты цепей защиты входа интегратора УМЗЧ… Учитывая, что напряжение питания усилителя мощности обычно превышает напряжение питания… Устройство защиты акустических систем на базе схемы А. Котова. Универсальное, простое, надёжное… Существует множество вариантов зашиты АС от постоянного напряжения, щелчков при включении и… TA7317P – микросхема для устройств защиты акустических систем… Усилители мощности с двуполярным питанием должны иметь узел для защиты подключаемых к ним… uPC1237, NTE7100 — универсальное устройство защиты акустических систем… В звуковом комплексе радиолюбителя акустические системы — наиболее уязвимое звено, ремонт которого… WinISD Pro — программа расчета акустических систем… Предназначена для расчета акустических систем фазоинверторного и закрытого типа Эта программа… Создание акустических систем в домашних условиях. С.М. Афонин… Создание акустических систем в домашних условиях. С.М. Афонин Издательство: Эксмо Год издания: 2008… Разработка встроенных систем с помощью микроконтроллеров PIС. Уилмсхерст Т…. Разработка встроенных систем с помощью микроконтроллеров PIС. Уилмсхерст Т. Год издания: 2008… Автоматическое включение/выключение сабвуфера на микроконтроллере PIC12F675… Проект разрабатывался для сабвуфера, предполагалось его автоматическое включение при появлении… Блок защиты АС при старте или поломке усилителя… Не секрет, что динамики стоят денег. Хорошие динамики стоят хороших денег. Обычно стоимость… Высококачественные акустические системы и излучатели. Алдошина И. А., Войшвилло А. Г…. Алдошина И. А., Войшвилло А. Г. Высококачественные акустические системы и излучатели. — М.: Радио и… Ламповые усилители. Методика расчета и конструирования. Климов Д.А…. Ламповые усилители. Методика расчета и конструирования. Климов Д.А., МРБ, 2002г. В книге изложены…

Общаемся по статье 💬

«Полный усилитель на микросхемах. Часть 3. Устройство защиты акустических систем. Схема соединений функциональных блоков усилителя»

Комментарии, вопросы, ответы, дополнения, отзывы

Используемые источники:

• https://www.komitart.ru/785-zaschita-akustiki-na-treh-tranzistorah.html
• https://pikabu.ru/story/skhema_zashchityi_akusticheskikh_sistem_5264771
• https://datagor.ru/amplifiers/chipamps/1962-smasteri-sam-polnyy-uzch-na-mikroshemah-chast-3-ustroystvo-zaschity-akusticheskih-sistem-shema-soedineniy-funkcionalnyh-blokov-usilitelya.html