Главная :: Усилители:: Защита АС от постоянного напряжения.2009-03-30

Неотъемлемой частью любого усилителя мощности является система защиты акустических систем от постоянного напряжения на выходе усилителя. "Постоянка" может возникнуть в нескольких ситуациях: пробиты выходные транзисторы, на усилитель поступает только одно плечо питания (плюс или минус), слишком большое смещение выхода из-за аварии в предварительных каскадах усиления, постоянка на входе ... В разных моделях усилителей используются различные схемные решения во избежание данных ситуаций. Но почти всегда есть дополнительная схема защиты АС - принцип работы которой - отключить акустику от усилителя в нештатной ситуации. Для отключения чаще всего используются реле.

Существует очень большое количество вариаций на тему защиты, как на дискретных элементах так и на специализированных микросхемах. В данной статье Вашему вниманию предлагается один из таких вариантов ...

На рисунке ниже представлена несколько упрощенная схема защиты (показан только 1 канал, второй аналогичен).

Данная схема является некой компиляцией давно известных и проверенных идей. В основе - схема защиты от "усилителя выходного дня" Дмитрия Андронникова. Отсюда заимствован узел управления реле на оптопарах. Однако внесены существенные изменения:
- для питания реле используется отдельный низковольтный источник (24В), т.к. в случае питания защиты от одного с УМ блока - приходится ставить гасящий резистор, дабы на реле подавалось 20-24В. Это приемлемо если питание усилителя не превышает +-30-32В, но если питание +-45 и выше - то этот резистор на себе рассеивает очень большую мощность, необходимо применять не менее 5Вт - большие размеры и постоянный нагрев.
- в цепях управления реле применены маломощные полевые транзисторы.
- входная часть (выделяющая постоянную составляющую из полезного сигнала) питается как и прежде от общего с УМ блока. Тем самым обеспечивая в случае пропадания питания усилителя (или одного любого его плеч) - мгновенное отключение АС.
- так же данная схема защиты является унифицированной - может использоваться как отдельно - так и в составе комплексной системы управления усилителем (например, описание есть тут). Для этого в цепи управления реле включена дополнительная оптопара - сигнал на которую подается с внешнего контроллера, а в цепь реле (параллельно) оптопара - сигнализирующая внешнему устройству (процессору) о работе (штатный режим либо авария), сигнал обрабатывается контроллером для дальнейшего использования. - в случае работы автономно, без внешнего процессора - достаточно оптопару U3 и U4 не устанавливать на плату, выводы транзистора U3 соединить перемычкой, разъем X1 не устанавливать (используется для подключения к контроллеру).

Так же эта схема обеспечивает задержку подключения нагрузки к усилителю в момент включения. Время задержки зависит от номиналов конденсатора С7 и резистора R17. В случае использования совместно с внешним контроллером устанавливать C7 не нужно, задержка формируется программно, с процессора.

В штатном режиме работы - отсутствие постоянного напряжения на входе XP2 - при включении питания загораются светодиоды в оптопарах U1:A и U2:A - соответствующие им транзисторы открываются, на конденсаторе С7 через резистор R17 начинает возрастать напряжение, и как только оно достигнет установленного порога - откроется транзистор VT11 и реле подключит АС к усилителю. Для индикации включения можно подключить любой светодиод к XP7, соблюдая полярность. Выход на АС берется с разъема XP6, подключенного к реле.

В случае аварии, при поступлении на вход постоянного напряжения любой полярности закроется транзистор VT5 (для положительного) или VT6 (для отрицательного), погаснет соответствующий светодиод в оптопаре - и реле выключит АС от нагрузки. При этом погаснет светодиод подключенный к XP7, сигнализируя об аварии.

Использованием оптопар достигается гальваническая развязка всех цепей и источников питания. Силовое питание УМ и низковольтное питание реле не соединены между собой.

Разъем X1 используется для подключения к внешнему контроллеру. На контакты 1-4 подаются сигналы управления защитой (разрешение на включение), а с контактов 7-10 снимается сигнал работы схемы (будет представлена Вашему вниманию в ближайшее время).

Конструктивно защита выполнена на одной печатной плате 2 канала. Из особенностей - универсальное подключение питания входной части. Если в усилителе используется раздельное питание для двух каналов - каждый канал защиты подключается к своему БП. Если же питание общее - то достаточно подключить один из разъемов питания - и поставить перемычки (джамперы) для питания второго. Таким образом сократится количество необходимых для подключения проводов. К плате процессора защита подключается 10ти проводным шлейфом, через стандартный разъем IDC10.

Применить реле можно любые, посадочное место на плате унифицировано, оптимальным будет RT315.

Плата имеет размер 10х7см. Схему расположения деталей на плате можно посмотреть здесь.

Собранная из исправных деталей схема работает сразу. Необходимо лишь подобрать резистор R11-R12 для установки тока через светодиод оптопары в зависимости от напряжения питания. Оптопары можно применить любые - TLP521, TLP621 итд.

Фото в сборе:

Полная схема доступна в формате pdf.

Партлист всех примененных компонентов находится здесь.

Фото заводских плат:

Все вопросы и предложения можете присылать на e-mail.

Комментарии

Здесь никто ничего не написал. Вы можете быть первым.