Система захисту УМЗЛ. Схема, опис

Безкоштовна технічна бібліотека

ЕНЦИКЛОПЕДІЯ РАДІОЕЛЕКТРОНІКИ ТА ЕЛЕКТРОТЕХНІКИ
Безкоштовна бібліотека / Схеми радіоелектронних та електротехнічних пристроїв

Система захисту УМЗЛ. Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки

Безкоштовна технічна бібліотека

Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки / Підсилювачі потужності транзисторні

Коментарі до статті

В даний час будь-який сучасний підсилювач потужності звукових частот (УМЗЧ) містить у своєму складі систему захисту вихідного каскаду (ВК) від перевантаження струмом на випадок короткого замикання в навантаженні (КЗ) або низького опору акустичної системи (АС). Ця ж система захищає АС від постійної напруги на виході УМЗЧ та коливань інфразвукових частот. Крім того, у високоякісних УМЗЧ передбачається затримка підключення АС до виходу УМЗЧ (на тривалість перехідних процесів), необхідна для захисту АС від клацань при включенні, а також автоматичне відключення УМЗЧ від мережі живлення у разі будь-якої несправності.

Одним із найпростіших і найпоширеніших способів захисту АС від постійної складової на виході УМЗЧ є включення послідовно з АС плавкого запобіжника. За наявності постійної напруги на виході УМЗЧ через гальванічно пов'язану з виходом УМЗЧ звукову котушку динамічної головки (ДГ), найчастіше низькочастотну, протікає постійний струм. Якщо струм виявляється достатнім для перегорання запобіжника, АС від'єднується від УМЗЧ. Однак такий простий спосіб, звісно ж. не оптимальний, оскільки до згоряння запобіжника АС деякий час виявляється під постійною напругою. Для скорочення часу спрацьовування номінальний струм запобіжника повинен бути втричі менше струму, що перепалює його, і в кілька разів менше граничного струму, який здатна витримати АС.

На перший погляд, тут немає особливих проблем, оскільки у разі пробою одного з транзисторів вихідного каскаду УМЗЧ на виході виявиться напруга, близька до напруги живлення ВК. Так, при напрузі 32 струм через АС з номінальним опором 4 Ом буде близько 8 А. і 2-амперний запобіжник успішно виконає своє завдання. А якщо на виході виявиться зовсім не 32 В, а, скажімо, 7 В? У цьому випадку 2-амперний запобіжник не відключить АС від УМЗЧ, і звукова котушка ДГ поступово розігріватиметься, що може призвести до виходу її з ладу.

Крім того, захист АС за допомогою плавких запобіжників має теплові, гармонійні та інтермодуляційні спотворення, які погіршують якісні показники всього УМЗЧ [1]. Ці спотворення можуть бути мінімізовані шляхом використання запобіжників із великим номінальним струмом, але тоді захист стає неефективним. Крім того, такий спосіб не забезпечує захист АС від інфразвукових коливань, які можуть пошкодити дифузори ДГ.

Іншим способом захисту АС є застосування спеціальних електронних схем, які швидко визначають наявність на виході УМЗЧ постійної напруги або коливань інфразвукових частот та відключають АС. Однак може статися так, що при виході з ладу ВК (коли система захисту АС записується від того ж джерела живлення, що і ВК) через "просідання-напруги живлення система захисту АС не спрацює, але цього недоліку можна позбутися, використавши окреме джерело живлення системи захисту.

Що стосується захисту ВК від навантаження по струму, то тут можливі ті ж два способи: плавкі запобіжники та електронні схеми. Однак спроби захистити напівпровідникові прилади плавкими запобіжниками марні: типовий напівпровідник вийде з ладу від перевантаження струмом задовго до того, як розплавиться запобіжник, надійний захист від перевантаження здатні забезпечити тільки швидкодіючі електронні схеми.

Але з усього сказаного вище не слід, що треба забути про плавкі запобіжники. Плавкі запобіжники бажані у ланцюзі вторинної обмотки силового трансформатора з метою захисту від перегріву при замиканні в мостовому випрямлячі. Обов'язковими є запобіжники мережі. Мережеві та вторинні запобіжники повинні бути із затримкою спрацьовування (slow), щоб вони не перегорали при кидках струму, зумовлених зарядкою накопичувальних конденсаторів та пусковим струмом трансформатора при включенні живлення.

Слід також згадати про боротьбу з пусковими струмами УМЗЧ. З цією метою у потужних УМЗЧ все частіше застосовуються системи плавного пуску (СПП, Soft Start). Призначення плавного пуску полягає в тому, щоб зменшити пусковий струм, продовжити термін служби контактів вимикача і виключити непотрібне вигоряння мережних запобіжників.

У підсилювачах середньої потужності СПП можна реалізувати з урахуванням резистора з негативним температурним коефіцієнтом (NTC). послідовно включеного з первинною обмоткою мережевого трансформатора. При включенні підсилювача в міру нагрівання термістора його опір протягом кількох десятих часток знижується від початкового, відносно великого, значення практично до нуля, обмежуючи тим самим стрибок струму. Перевагою такого рішення є використання лише одного додаткового елемента. У той же час, основний недолік схеми СПП на основі NTC-резистора полягає в повільному охолодженні терморезистора після вимкнення УМЗЧ. Тому при наступному включенні підсилювача відразу після вимкнення NTC-резистор не встигає охолонути, і стрибок струму згладжується лише частково.

У промисловій та радіоаматорській апаратурі широкого поширення набули каскади обмеження струму, в яких для боротьби зі стрибком струму послідовно з первинною обмоткою силового трансформатора включається потужний резистор. Через деякий час резистор шунтується контактами реле [2J. В цьому випадку недолік схеми з NTC-резистором відсутня, проте складність схеми гасіння стрибка струму підвищується, як і її вартість. Для попередження великих перехідних процесів індуктивного характеру, які виникають при підключенні трансформатора до мережі живлення, паралельно первинній обмотці трансформатора або контактам мережевого вимикача ставиться ланцюг із послідовно з'єднаних резистора і конденсатора [3, 4].

Система захисту УМЗЧ, схема якої зображено на рис. 1, побудована з урахуванням згаданих вище зауважень. На відміну від схеми захисту [5], вона більш проста. Система захисту вимагає від окремого джерела живлення (ІП), виконаного на елементах Т1, VD19, С13. Цей же ІП виконує роль джерела чергової напруги (12 В), яке необхідне для живлення схеми включення (DD2, К1, SB1 та ін), що дозволяє включати/вимикати УМЗЧ натисканням лише однієї кнопки без фіксації. За рахунок цього з'являється можливість керувати станом підсилювача подачею виведення 1 вилки ХР5 одиночного імпульсу, наприклад, від системи дистанційного управління.

(Натисніть для збільшення)

При включенні пристрою в мережу чергова напруга +12 з виходу випрямляча VD19, С13 подається на D-тригер DD2, який за допомогою ланцюжка С11-Н19 встановлюється в "0". Цьому стану відповідає напруга близько +12 на виведенні 2, що підтримує транзистор VT7 в закритому стані. Отже, напруга на обмотці репі К1 дорівнює нулю, контакти К1.1 і К1.2 розімкнуті, а УМЗЧ знеструмлений. При короткочасному натисканні на кнопку SB1 на виведенні 3 DD2 формується короткий імпульс, що змінює стан DD2 ("0й на виведенні 2 DD2). Транзистор VT7 відкривається і комутує реле К1, реле замикаються контакти і підключають УМЗЧ до мережі. Паралельно контактам. 1.1 включені ланцюжки R1.2-C21 і R15-C22, що гасять перехідні процеси, що виникають при включенні силового трансформатора.

При подачі живлення на схему плавного пуску (R20 СЮ, VD16, VT6, К2, VD17, R23 ... R25) відбувається повільний заряд (приблизно 0,5 ... 1 с) конденсатора СЮ. Як тільки напруга на СЮ стає достатньою для відкривання VT6, спрацьовує реле К2 і своїми контактами шунтує складовий потужний резистор R23. ..R25. службовець для гасіння кидка струму під час включення УМЗЧ.

Одночасно напруга +12 подається інші вузли схеми. На елементах R3. R4, С1. С2, VT1, VT3 (R5, R6, C3, С4. VT2, VT4) зібраний двопорогові компаратори, на елементах R3, С1, R4, С2 (R5, C3. R6. С4) - фільтр інфранізких частот. Порогові напруги становлять приблизно +0.65 і -0,65 В. З цими пороговими значеннями порівнюється постійна складова або напруга інфразвукових коливань на виході УМЗЧ. При перевищенні порогового рівня відмикається один із транзисторів, внаслідок чого конденсатор С6 розряджається.

Конденсатор С6 розряджається і у разі спрацьовування струмового захисту ВК (VD1...VD8. R7...R10, VU1, VU2). Поріг спрацьовування струмового захисту можна регулювати зміною опору R7 (R9). При зазначених номіналах струмовий захист спрацьовує при напрузі між контактами 1.2 - 3, 4 ХРЗ (ХР4) близько 6, що відповідає струму 6 А (якщо в ланцюгу емітерів або витоків транзисторів ВК встановлені резистори 0,47 Ом). Щоб виключити спрацювання струмового захисту на піках сигналу, вона має деяку інерційність.

Оскільки в момент включення через перехідні процеси в УМЗЧ на виході може з'являтися постійна складова з рівнем, що перевищує граничне значення (0,65 В), необхідно заблокувати роботу системи відключення підсилювача від мережі живлення (DD1.1, DD1.2, DD1.4). 14). Для цього передбачено ланцюжок R8-C8. Поки напруга на С1 не досягне рівня "4" (близько 4 с) робота схеми відключення заблокована. У разі коли тривалість перехідних процесів при включенні УМЗЧ перевищує 14 с, постійну часу R8-CXNUMX слід збільшити.

Акустична система підключається до виходу УМЗЧ із затримкою приблизно Юс, чого достатньо для повного закінчення перехідних процесів в УМЗЧ. Час затримки визначається постійним часом ланцюга R12-C7. АС відключається від УМЗЧ у випадках, якщо спрацьовує струмовий захист ВК або постійна складова на виході УМЗЧ перевищує граничне значення.

Автор: М.Шушнов, м.Новосибірськ

Дивіться інші статті розділу Підсилювачі потужності транзисторні.

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

Чим можна заразитися, поївши суші 18.08.2010

Французькі біологи, вивчаючи мікрофлору морських водоростей, виявили, що на них живуть мікроби, які мають особливий фермент, що дозволяє їм перетравлювати речовину типу целюлози, якої багато в цих водоростях. Ніде більше вона не зустрічається. Коли ж вивчили мікрофлору кишечника японців, виявилося, що у 5 із 13 добровольців, які брали участь у досвіді, кишкові мікроби здатні виробляти той самий фермент.

Дослідники припускають, що ген ферменту для перетравлення водоростей мікрофлора кишечника жителів Японії придбала від мікробів, що живуть на водоростях, які часто поїдаються сирими. У середньому кожен японець з'їдає в день 14,2 г морських водоростей, що входять, наприклад, в рецептуру суші. Володіння мікробами, здатними перетравлювати водорості, дозволяє краще засвоювати таку їжу.

Чи можуть європейці, що захоплюються суші, отримати ті самі мікроби? Ні, не можуть, тому що скрізь, окрім Японії, кухарі попередньо піддають водорості тепловій обробці.

Інші цікаві новини:

▪ Американська сонячна енергетика

▪ Їжа майбутнього

▪ Інопланетяни нас не знайшли

▪ Tesla цокатиме копитами

▪ Екран із туману

Стрічка новин науки та техніки, новинок електроніки

Цікаві матеріали Безкоштовної технічної бібліотеки:

▪ Розділ сайту Передача даних. Добірка статей

▪ стаття Бабуся надвоє сказала. Крилатий вислів

▪ стаття Що таке троянда вітрів? Детальна відповідь

▪ стаття ТБ - Стандарти. Довідник