Представленное в данной статье устройство предназначено для защиты акустической системы (предотвращения повреждения акустической системы), подключенной к усилителю мощности звуковой частоты, в случае возникновения аварийной ситуации в усилителе (в случае появления постоянного напряжения на выходе усилителя мощности). Кроме того, данная схема обеспечивает задержку подключения акустической системы к усилителю, что необходимо для устранения слышимых переходных процессов (хлопков в динамиках и других неприятных звуков) при включении усилителя.
Принцип работы данного устройства не нов и предельно прост: при отсутствии опасного постоянного напряжения на выходе усилителя (на входе защиты), реле защиты, спустя определенный промежуток времени, подключает акустическую систему к выходу усилителя, а в случае появления опасного значения напряжения на выходе усилителя, реле размыкает свои контакты и акустическая система отключается от выхода усилителя.
Скелет схемы придуман не автором данной статьи. Подобную схему, в ее разных вариациях, можно встретить в различных промышленных аппаратах. За долгое время, подобные схемы очень хорошо себя зарекомендовали.
Рассмотрим принцип действия схемы на примере одного из каналов устройства защиты (верхнего по схеме). При нулевом постоянном напряжении на входе схемы, оба входных транзистора VT2 и VT4 полностью закрыты. При подаче питания, начинает заряжаться конденсатор С3, через резистор R4. При достижении на обкладках конденсатора С3 напряжения примерно в 1,2 - 1,5 В (спустя примерно 3 сек после подачи питания), открывается транзистор VT6 и на катушке реле K1 появляется управляющее напряжение, равное напряжению на выходе стабилизатора напряжения (собранного на транзисторе VT1). После чего, контакты реле К1.1 замыкаются, и выход усилителя соединяется с акустической системой.
В случае аварийной ситуации, когда на входе схемы появляется постоянное напряжение величиной большее, чем минимального напряжения срабатывания устройства защиты, в зависимости от знака постоянного напряжения на входе (плюс или минус), открывается один из транзисторов VT2 или VT4. Открывшийся транзистор шунтирует собой конденсатор С3 и база-эмиттерный переход транзистора VT6, что приводит к его закрытию, то есть, исчезновению управляющего напряжения на катушке реле и размыканию его контактов. Акустическая система отключается от выхода усилителя мощности.
Как только постоянное напряжение на входе устройства защиты опускается ниже минимального значения напряжения срабатывания защиты, транзисторы VT2 или VT4 закрываются, снова заряжается конденсатор С3, транзистор VT6 открывается, на катушке реле появляется управляющее напряжение, и акустическая система снова подключается к выходу усилителя мощности.
Транзистор VT1, вместе с элементами R2 и VD1, образуют простейший стабилизатор напряжения, который дает возможность питать устройство защиты от плюсовой шины блока питания усилителя мощности или любого другого источника питания с напряжением от 15 до 90 В.
Кратко об особенностях и технических характеристиках схемы:
- независимая защита для каждого из двух каналов усилителя. При аварии в одном из каналов усилителя - отключится только один, неисправный канал;
- встроенный стабилизатор напряжения позволяет питать устройство защиты непосредственно от плюсовой шины питания усилителя мощности;
- допустимый диапазон напряжений питания (+Vc) от 15 до 50 В (при использовании реле с катушкой на 12 В) или от 30 до 90 В (при использовании реле с катушкой на 24 В);
- время срабатывания защиты (отключения акустической системы), при появлении постоянного напряжения на выходе усилителя (на входе защиты):
0,7 сек (при постоянном напряжении на входе защиты 5 В);
0,25 сек (при постоянном напряжении на входе защиты 15 В);
0,15 сек (при постоянном напряжении на входе защиты 25 В);
0,07 сек (при постоянном напряжении на входе защиты 50 В). - минимальное постоянное напряжение на выходе усилителя (входе защиты), необходимое для отключения акустической системы +1 В / -3,5 В;
- время задержки подключения акустической системы к выходу усилителя с момента подачи напряжения питания - около 3 сек;
- автоматическое подключение акустической системы к выходу УМЗЧ после исчезновения на его выходе опасного постоянного напряжения;
- время подключения акустической системы после исчезновения опасного постоянного напряжения на выходу УМЗЧ - около 3 сек;
- моментальное отключение акустической системы от выхода усилителя мощности в случае обесточивания или неисправности устройства защиты.
Для снижения рассеиваемой мощности на транзисторе стабилизатора VT1, в зависимости от величины напряжения источника питания, необходимо сделать выбор либо в пользу реле с катушкой на 12 В, либо в пользу реле с катушкой на 24 В. Так при напряжении питания от 15 до 30 В, необходимо использоваться реле с катушкой, рассчитанной на 12 В, а при напряжении питания от 50 В и выше - реле с катушкой, рассчитанной на 24 В. При использовании источника питания с напряжением от 30 до 50 В, допускается использовать реле с катушкой как на 12 В, так и на 24 В.
При использовании реле с катушкой, рассчитанной на 24 В, в обязательном порядке необходимо заменить стабилитрон VD1 (1N4743, рассчитанный на 13 В), на стабилитрон с напряжением стабилизации 24 В (например на 1N4749).
Рассмотрим схемы сопряжения устройства защиты DEF 2017 с усилителями мощности, блоками питания и подключаемой акустической системой:
Внешний вид печатной платы устройства защиты:
Альтернативная версия печатной платы с диодным мостом и интегральным стабилизатором в цепи питания защиты:
Варианты защиты DEF 2017 в исполнении других авторов:
Перечень радиоэлементов:
Ссылки:
Место первой публикации - сайт "Паяльник" -
https://cxem.net/sound/dinamics/dinamic109.php
Версия статьи в сообществе Nem0 в ВК -
https://vk.com/@nem0_audio-def-2017
Файлы:
Авторская печатная плата -
https://disk.yandex.by/d/hAMEMb8F23mhvA
Авторская печатная плата (альтернативная версия с диодным мостом и интегральным стабилизатором в цепи питания защиты) - https://disk.yandex.by/d/pIYIS29kyJdoxA
Дата первой публикации: 25 июня 2017
Дата изменения: 20 марта 2022
