Універсальний блок захисту АС. Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки

Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки / Акустичні системи

 Коментарі до статті

Універсальний блок захисту АС виконаний на малогабаритних деталях і може бути вбудований будь-який підсилювач, що не має такого захисту. Особливість цього блоку - у застосуванні вбудованого живлення від мережі, надійних електромагнітних реле та світлодіодної індикації появи постійної напруги на виході підсилювача. Пристрій забезпечує стабільну затримку та захист навіть після короткочасного зникнення напруги.

Відомо, що при подачі живлення на підсилювач в акустичній системі (АС) може виникнути гучне клацання (бавовна). Щоб усунути це явище, необхідно підключати навантаження до виходу УМЗЧ із деякою затримкою, достатньою для завершення всіх перехідних процесів (зазвичай 1...3 с) [1]. При відключенні живлення АС повинна відключитися до моменту, коли накопичувальні конденсатори фільтра підсилювача помітно розрядяться (більш ніж на 20%). В іншому випадку процес вимикання також може створити неприємні призвуки або клацання.

Представлений модуль реалізує функції безшумного включення та вимкнення підсилювача (фактично АС), а також дозволяє захистити НЧ-головки АС у разі постійної напруги на виході УМЗЧ, пов'язаного з його аварійною роботою або виходом з ладу.

Технічні характеристики

• Напруга живлення, .......190...264
• Напруга спрацьовування захисту, В.......0,6...0,7
• Час затримки включення/перезапуску, з .......2,5...3
• Час спрацьовування захисту (U_вх = 2 В), с, не більше 1,4
• Час спрацьовування захисту (U_вх = 20 В), с, не більше 0,25
• Час вимкнення модуля, з, не більше .......0,25
• Потужність, Вт, не більше .......2,5
• Максимальний струм, що комутується, А .......12

З реалізацією затримки та захисту АС питань не виникає. Але як реалізувати швидке відключення АС при пропаданні (щодо короткочасної) мережевої напруги, але достатньої для виникнення перехідного процесу та клацання? Є два розумні варіанти: використання інформації про наявність змінної напруги в одній з існуючих вторинних обмоток трансформатора, що живить УМЗЧ (як це реалізовано в мікросхемі μРС1237 [2]), або використання окремого трансформатора живлення (або додаткової обмотки трансформатора УМЗЧ) для вузла захисту. Перший варіант накладає певні обмеження, звужуючи універсальність модуля. Другий дозволяє використовувати в живленні пристрою згладжуючий конденсатор невеликої ємності, завдяки чому блок захисту гарантовано відключить АС швидше, ніж розрядяться конденсатори в блоці живлення УМЗЧ.

Очевидно, що другий варіант - більш надійний і простий у реалізації, що дозволяє підключити модуль до будь-якого підсилювача. Недоліком такого рішення є більш висока вартість за рахунок застосування додаткового блоку живлення, але універсальність і надійність тут превалюють.

Схема пристрою показано на рис. 1. Його входи потрібно підключати до виходів каналів стереофонічного УМЗЧ, а виходи до навантажень (АС) відповідних каналів. Загальний провід модуля, гучномовців АС (або кросовера) підключають безпосередньо до загального дроту підсилювача.

Рис. 1. Схема пристрою

При подачі напруги живлення конденсатор C6 повільно заряджається через резистор R10 до 1,9 (визначається співвідношенням опору резисторів R10 і R11), що достатньо для відкривання транзистора VT4. Спрацьовують реле K1, K2 і навантаження підключається до підсилювача.

При виникненні на будь-якому з входів пристрою (контакти Х2а, Х3а) постійної напруги більше ±0,6...0,7 відкривається відповідний транзистор (VT1 - для напруги плюсової полярності, VT2 - мінусової полярності), включаючи випромінюючий діод оптопари U1 або U2. Висвітлений фототранзистор оптопари через резистор R8 розряджає конденсатор С6 і польовий транзистор VT4 закривається, знеструмлюючи реле. Світіння світлодіода HL1 індикує відключення АС та несправність УМЗЧ. Резистор R8 обмежує струм розрядки конденсатора С6, а резисторний дільник R4R5 забезпечує штучну середню точку напруги живлення.

Більшість подібних пристроїв захисту та затримки ввімкнення АС мають неприємний недолік - відсутність затримки при рестарті за короткий проміжок часу після вимкнення живлення. Приклад такої ситуації – короткочасне пропадання електрики у мережі. Цей недолік не дозволяє отримати належного рівня захисту АС та всієї апаратури в цілому, де застосовано такий вузол. Для виключення цього недоліку введені елементи R9, C5, VT3. Цей ланцюг короткочасно спрацьовує при зникненні та появі напруги живлення, розряджаючи конденсатор С6, що забезпечує нормальний подальший старт вузла захисту. Застосування польового транзистора VT4 зі зниженою напругою відкривання (приблизно 1,5 В) забезпечує меншу напругу заряду С6, причому час рестарту практично дорівнює часу першого включення. За збереження постійних часу зарядки-розрядки конденсатора С6 його ємність можна істотно зменшити, відповідно збільшивши опір резисторів R8-R11. Місткість конденсатора С1 збільшувати не рекомендується - вона визначає швидкість вимкнення блоку захисту.

При номінальній мережній напрузі 230 В та кімнатній температурі 25 ^оЗ стабілізатор DA1 нагрівається до 50...52 ^оС. При перевірці на максимальній змінній напрузі 274 В (обмежено можливостями ЛАТРу) нагрівання стабілізатора становило 64...65 ^оС – все в межах норми. Якщо виключити резистор R1, нижня допустима межа живлення блоку впаде до 170 В, але при цьому збільшиться нагрівання DA1 в середньому на 10...12 ^оЗрозуміло, що це зміна доцільно лише місцевості, де напруга у мережі завжди нижче номінального.

Якщо уявити ситуацію, коли обидва канали УМЗЧ виходять з ладу, і в першому каналі на виході утворюється напруга однієї полярності, а на другому - зворотної полярності, що дорівнює модулю напруги на виході першого каналу (з різницею менше 0,6...0,7 ,2), то після підсумовування через резистори R3 і R1 вийде напруга, якого недостатньо для відкривання транзистора VT2 або VT10. Тобто система захисту не спрацює і це є недоліком (його можна подолати зміною опору одного з цих резисторів на ±XNUMX %). Але ймовірність такої події дуже мала і є скоріше прикладом гіпотетичного моделювання відмови.

Друкована плата (рис. 2), що має розміри 66x45 мм, виконана на фольгованому склотекстоліті і розрахована на встановлення транзисторів у корпусах SOT-23, резисторів типорозміру 0805 (крім резисторів R1 і R13 - 1206), C2 у корпусі SMA. На фото рис. 5 показано змонтовану плату з боку паяння деталей поверхневого монтажу.

Рис. 2. Друкована плата 

Рис. 3. Змонтована плата з боку паяння деталей поверхневого монтажу

Як T1 застосований малопотужний трансформатор ТПК-2 з вторинною обмоткою на 12 В. Діодний міст може бути будь-який із серій DB103S-DB107S або MB2S-MB6S, для чого на друкованій платі передбачено два посадкові місця. Діод VD2 - будь-який з прямим струмом 1 А та зворотним допустимим напругою не менше 200 В.

Обмотки реле повинні бути на струм споживання не більше 30 мА (підвищеної чутливості) при напрузі 12 В. Можна було б використовувати одне реле з двома парами контактів, але автору не вдалося знайти такого на струм, що комутується, більше 8...10 А. Гідність зазначених на схемі реле TRU-12VDC-SB-CL у тому, що вони мають на контактах напилення AgCdO (срібло-окис кадмію), стійке до механічного зношування, та максимальний комутований струм 12 А. Замінити їх можна більш доступними реле SRD (T73) 12VDС -LS-З фірми SONGLE, що допускають струм комутації до 10 А

Оптопари U1, U2 можна застосувати практично будь-які з відповідною структурою, наприклад PS2501, PC817. Світлодіод HL1 – будь-який, бажано червоного кольору світіння, наприклад, із серії АЛ307 або інші.

Транзистори VT1-VT3 можуть бути замінені будь-якими іншими малопотужними транзисторами відповідної структури та типорозміру. Можливе використання MMBT5551, MMBT4401 (VT1, VT3) та MMBT5401, MMBT4403 (VT2).

Як заміну n-канального польового транзистора (ПТ) VT4 з низькою пороговою напругою затвора (Gate Threshold Voltage) можна порекомендувати NTR4003N, IRLML2502. Якщо подібні заміни недоступні, то допустимо застосувати інший n-канальний ПТ із ізольованим затвором, орієнтуючись на опір відкритого каналу не більше 3...5 Ом, максимальна напруга сток-витік - не менше 20 В та максимальний струм стоку - не менше 300 мА . У цьому випадку до схеми потрібно внести такі зміни: R8 = 75 Ом, R10 = R11 = 68 кОм, C6 = 47 мкФ на 16 В. Але слід пам'ятати, що час затримки при швидкому рестарті трохи зменшиться. Так як пороговий рівень включення у різних ПТ може значно відрізнятися, то, можливо, потрібно підкоригувати час затримки включення реле підбором пари резисторів R10, R11 з їхньої рівності.

Плавку вставку FU1 можна використовувати на струм 0,16 або 0,25 А, наприклад, вітчизняну ВП4-10 0,2 А, що має малі габарити та гнучкі висновки для монтажу на плату. Клемники X1-X3 – серії DG127, XY304 або аналогічні. Як видно із схеми, центральний контакт у X1 не використовується. Це зроблено для того, щоб збільшити проміжок між провідниками мережного живлення.

Зібраний пристрій (його фото на рис. 4) не потребує налагодження та працює відразу після подачі живлення. Його конструкція повторена багато разів, і висока надійність підтверджена тривалою експлуатацією.

Рис. 4. Зібраний пристрій

На рис. 5 представлена ​​схема, що дозволяє виключити малогабаритний трансформатор. Як приклад показано спрощену схему блоку живлення УМЗЧ з напругою +/-30 В. При цьому трохи змінені як схема, так і спосіб підключення модуля до підсилювача.

Рис. 5. Схема, що дозволяє виключити малогабаритний трансформатор

Модуль має двополярне живлення через резери R8, R9, що гасять, тому формування штучної середньої точки не потрібно (резистори R4, R5 на рис. 2). Для більшої ефективності реле включено послідовно і додано конденсатор (C4) як фільтр живлення.

На компонентах VD1, R5, C3 виконаний однополуперіодний випрямляч, напруга з якого подається на оптопар U3. У вихідному стані за рахунок резистора R10 транзистор VT3 знаходиться в режимі насичення, шунтуючи конденсатор С5 до тих пір, поки не з'явиться напруга на діоді, що випромінює оптопари U3, після чого VT3 закривається і С5 починає повільно заряджатися, відкриваючи транзистор VT4. У цьому загальний час затримки підключення навантаження сягає 2...2,5 з.

При вимиканні підсилювача конденсатор С3 швидко розряджається знеструмлюючи оптопару U3. Транзистор VT3 відкривається та розряджає конденсатор C5, внаслідок чого відключаються реле з навантаженням. Таким чином, реалізується механізм швидкого вимкнення із загальним часом не більше 0,3...0,5 с.

Наступний старт включення відбувається з розрядженим конденсатором C5 тому, на відміну від схеми на рис. 2, його примусова розрядка не потрібна.

В якості VT4 можна застосувати n-канальний ПТ з пороговою напругою відкривання 2...5 і максимальним струмом стоку не менше 1 А, наприклад, IRF510-IRF540, IRF610-IRF640. Випрямний діод VD1 - будь-який зі зворотною напругою не менше 100 В і прямим струмом від 100 мА: SF12-SF16, 1 N4002-1N4007 та ін. Ом.

Примітка. Для підвищення надійності роботи між базою та емітером транзистора VT3 (рис. 1) треба встановити резистор опором 50...100 кОм.

література

1. Атаєв Д. І., Болотніков В. А. Функціональні вузли підсилювачів високоякісного звуковідтворення. - М: Радіо і зв'язок, 1989, с. 120.
2. UPC1237. Protector IC для стерео Power Amplifier. - URL: unisonic.com.tw/datasheet/UPCI 237.pdf

Автор: Н. Вашкалюк

Дивіться інші статті розділу Акустичні системи.

Читайте та пишіть корисні коментарі до цієї статті.

<< Назад

Останні новини науки та техніки, новинки електроніки:

Штучна шкіра для емуляції дотиків 15.04.2024

У світі сучасних технологій, де віддаленість стає дедалі більш повсякденною, збереження зв'язку й почуття близькості грають значної ролі. Нещодавні розробки німецьких учених із Саарського університету в галузі штучної шкіри становлять нову еру у віртуальних взаємодіях. Німецькі дослідники з університету Саарського розробили ультратонкі плівки, які можуть передавати відчуття дотику на відстані. Ця передова технологія надає нові можливості для віртуального спілкування, особливо для тих, хто виявився далеко від своїх близьких. Ультратонкі плівки, розроблені дослідниками, товщиною всього 50 мікрометрів, можуть бути інтегровані в текстильні вироби та носитися як друга шкіра. Ці плівки діють як датчики, що розпізнають тактильні сигнали від мами чи тата, і як виконавчі механізми, що передають ці рухи дитині. Дотики батьків до тканини активують датчики, які реагують на тиск та деформують ультратонку плівку. Ця ...>>

Котячий унітаз Petgugu Global 15.04.2024

Турбота про домашніх тварин часто може бути викликом, особливо коли йдеться про підтримку чистоти в будинку. Представлено нове цікаве рішення стартапу Petgugu Global, яке полегшить життя власникам кішок та допоможе їм тримати свій будинок в ідеальній чистоті та порядку. Стартап Petgugu Global представив унікальний котячий унітаз, здатний автоматично змивати фекалії, забезпечуючи чистоту та свіжість у вашому будинку. Цей інноваційний пристрій оснащений різними розумними датчиками, які стежать за активністю вашого вихованця в туалеті та активуються для автоматичного очищення після його використання. Пристрій підключається до каналізаційної системи та забезпечує ефективне видалення відходів без необхідності втручання з боку власника. Крім того, унітаз має великий обсяг сховища, що змивається, що робить його ідеальним для домашніх, де живуть кілька кішок. Котячий унітаз Petgugu розроблений для використання з водорозчинними наповнювачами та пропонує ряд додаткових матеріалів. ...>>

Привабливість дбайливих чоловіків 14.04.2024

Стереотип про те, що жінки віддають перевагу "поганим хлопцям", довгий час був широко поширений. Однак нещодавні дослідження, проведені британськими вченими з Університету Монаша, пропонують новий погляд на це питання. Вони розглянули, як жінки реагують на емоційну відповідальність та готовність допомагати іншим у чоловіків. Результати дослідження можуть змінити наше уявлення, що робить чоловіків привабливими в очах жінок. Дослідження, проведене вченими з Університету Монаша, призводить до нових висновків щодо привабливості чоловіків для жінок. В рамках експерименту жінкам показували фотографії чоловіків з короткими історіями про їхню поведінку в різних ситуаціях, включаючи їхню реакцію на зіткнення з бездомною людиною. Деякі з чоловіків ігнорували безпритульного, тоді як інші надавали йому допомогу, наприклад, купуючи їжу. Дослідження показало, що чоловіки, які виявляють співчуття і доброту, виявилися більш привабливими для жінок порівняно з т ...>>

Випадкова новина з Архіву Що бачить нейромережа 05.03.2019 Компанія Open AI і Google створила новий інструмент під назвою Activation Atlases для візуалізації взаємодій між нейронами в ІІ-системах. Він дозволяє проникнути в "свідомість" машини, щоб краще зрозуміти внутрішні процеси прийняття рішень штучним інтелектом, а також виявити їхні помилки та недоліки. Activation Atlases побудований методом візуалізації можливостей. Він дає уявлення про те, що являють собою приховані шари нейронних мереж, які, у свою чергу, роблять машинне навчання більш доступним і інтерпретованим. Інакше кажучи, з його допомогою дослідники можуть аналізувати роботу окремих алгоритмів, розуміючи, як вони об'єднують різні абстрактні елементи для ідентифікації конкретних об'єктів. Activation Atlases нарешті допоможе відповісти питанням, що насправді бачить нейронна мережу. Подібні дослідження проводилися і раніше, але тоді це було схоже на виявлення окремих букв у візуальному алфавіті алгоритмів. Нове дослідження вже ближче до словника, воно пояснює, як ці літери з'єднуються в слова. Один із авторів роботи порівнює Activation Atlases з мікроскопом для нейромереж. В Open AI вважають, що за допомогою даної технології можна виявити непередбачені проблеми в нейронних мережах, наприклад, в місцях, де мережа покладається на хибні кореляції при класифікації зображень (коли алгоритми могли сплутати темношкірих людей з горилами), або коли повторне використання функції призводить до дивним помилкам. Activation Atlases використовує відому нейронну мережу під назвою GoogLeNet або InceptionV1, яка навчена на зображеннях з бази даних ImageNet. Вона обробляє дані приблизно через десять шарів, що складаються із сотень нейронів. У свою чергу, кожен нейрон активується різною мірою на різних типах зображень. Дослідники простежили цей процес і з'ясували, які саме елементи зображення викликають відгук у системи.

Інші цікаві новини:

▪ Самоклеючий каучук

▪ Audi відмовляється від електромобілів на користь гібридів

▪ Вікно у мозок

▪ Звідки взялися блакитні очі

▪ Розумна автомобільна система для забудькуватих батьків

Стрічка новин науки та техніки, новинок електроніки

Цікаві матеріали Безкоштовної технічної бібліотеки:

▪ розділ сайту Блискавкозахист. Добірка статей

▪ стаття Картопля для боротьби з накипом. Поради домашньому майстру

▪ статья Який музичний інструмент отримує звуки зі сталактитів однієї американської печери? Детальна відповідь

▪ стаття Як жити в лісі та без намету. Поради туристу

▪ стаття Світильник-книжка. Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки

▪ стаття Індуктивності. Кодове маркування. Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки

Залишіть свій коментар до цієї статті:

All languages ​​of this page

Arabic	Hebrew	Polish
Bengali	Hindi	Portuguese
Chinese	Italian	Spanish
English	Japanese	Turkish
French	Korean	Ukrainian
German	Malay	Vietnamese

Головна сторінка | Бібліотека | Статті | Карта сайту | Відгуки про сайт

www.diagram.com.ua
2000-2024