Защита акустики от перегрузки

Защита акустических систем (5 вариантов схем)

Различные варианты защиты акустических систем, как от постоянного тока, так и перегрузки. Многие начинающие, и не только, радиолюбители часто сталкиваются с этой проблемой, ведь акустика довольно дорого стоит, по сравнению с узлом защиты, а хорошая акустика так вообще может превышать стоимость всего усилителя, возможно даже в разы.

Несколько достаточно популярных схем и готовых устройств собранных по этим схемам, а так же печатные платы для самостоятельного изготовления. Всего 5 вариантов.

1 вариант, схема и фото, печатная плата в файле :

2 вариант, схема, фото и печатная плата в файле :

3 вариант, схема и печатная плата в файле :

4 вариант, фото и печатная плата в файле :

5 вариант, схема и печатная плата в файле :

Автор: dts (dtsdts@meta.ua)

29 комментариев: Защита акустических систем (5 вариантов схем)

можно ли спросить 1 вариант можно ли запитать от 5 вольт если соответственно поставить реле на 5 вольт

запитать можно, только работать нормально не будет.
если есть реле на 5в и питание 12-35в, то просто последовательно с обмоткой реле можно припаять резистор на сопротивление в полтора раза превышающее сопротивление обмотки реле. К примеру сопротивление обмотки реле составляет 200Ом, реле на 5в, то для напряжения 12в, потребуется (200:5*12)-200=280Ом , ближайший номинал 270Ом и 300Ом.
при 5в и 200Ом ток , протекающий по цепи, составит 5:200=0.025А . Теперь вычитаем из 12в напряжение обмотки реле и получаем 12-5=7в. Теперь умножаем ток протекающий в цепи на напряжение на резисторе 0.025*7=0.175Вт . Теперь берём ближайший номинал с удвоенной мощностью 0.175*2= 0.35Вт, ближайшим номиналом будет 0.5Вт.
ВАЖНО: данный способ (метод) расчёта добавочного резистора справедлив для любой схемы, но сопротивление реле было взято не для какого то конкретного случая , а лишь для наглядности расчётов, по этому следует сначала измерить сопротивление обмотки реле и уже потом приступать к расчётам.

Доброго времени суток. Подскажите пожалуйста, для первого варианта схемы защиты. Я хотел подключить индикацию нормального режима работы и режима перегрузки, либо отключения АС. Как мне можно осуществить это?

в реле есть вторая парка контактов , в простейшем случае – используйте её.

Источник

Тема: Защита динамиков от перегрузки встраиваемая в АС

Опции темы

Защита динамиков от перегрузки встраиваемая в АС

При тестировании различных усилителей, оказалась очень нужная вещь — защита динамиков (особенно ВЧ) от перегрузки.Так как усилители попадаются без клип-лимитера и часто приходится «на ходу» передергивать межблочные кабели, выход из строя (особенно ВЧ динамиков) на приличной громкости обеспечен.Во избежании этого захотелось собрать защиту от перегрузки вне усилителя (встраиваемую в АС) , не влияющую на качество тракта. Первое что вспомнилось TL431 работающую в качестве компаратора, при превышении 2,5 В. на входе должна открыться. Параллельный стабилизатор (аналог мощного стабилитрона) ограничивает до 36 В. рабочее напряжение TL431. Только что придумал и нарисовал (в работе не проверял).Диоды образующие мост на рабочею частоту более 20 кГц. Прошу знатоков покритиковать.

Работает на практике отлично, схему с новыми номиналами(актуальны) поправил. Есть небольшая инерция по порогу срабатывания , если устанавливаешь например точно 20 в действующего, то при внезапном таком напряжении срабатывает реле раньше -на 17в , если уменьшить сглаживающие конденсаторы то разница меньше.Думаю инерция связана еще с свойствами самого реле , если поставить на исполнение оптопару( не уверен в качестве встроенного резистора, если по входу УМЗЧ ставить).
Как оказалось в качестве детектора клиплиметера в УМЗЧ(конструктивно размещенного) тоже схема актуальна и совершенно не влияет на параметры УМЗЧ. Быстродействие подбирать номиналом конденсатора(от ложных срабатываний реле) на управляющем tl431 22-220мк. Скорость с реле без ложных срабатываний от 1 с.(без подбора tl431).В качестве исполняющего оптопара возможно будет кстати. На исполнение клиплиметера реле с резистором гасящим входное напряжение УМЗЧ как вариант.
Для избежания не верного порога для НЧ,ВЧ динов было решено ставить защиту до фильтра и применять 2 реле для одной схемы(при этом одно реле всегда срабатывает раньше на 2-3 в действующего), и положиться на средне-взвешенную амплитуду музыкального сигнала, где вч , нч составляющие имеют разную амплитуду, плюс барьер- фильтр АС.Хотя можно было бы поставить подобные фильтры перед каждой защитой для отдельных динов. Насчет задержки отпускания не стал заморачиваться, к тому же решается за счет сглаживающих конденсаторов.Негативные последствия защитного диода пока не учтены, что касается последовательных стабилитронов -были исключены (почитав литературу), насчет снабберной цепочки наверное стоит поставить(расчет надо посмотреть).

Устранена инерция срабатывания, повышена стабильность работы.

Последний раз редактировалось Сергей Кор; 06.02.2017 в 09:57 . Причина: работа в железе.

Источник

Тема: Защита динамиков от перегрузки встраиваемая в АС

Опции темы

Защита динамиков от перегрузки встраиваемая в АС

При тестировании различных усилителей, оказалась очень нужная вещь — защита динамиков (особенно ВЧ) от перегрузки.Так как усилители попадаются без клип-лимитера и часто приходится «на ходу» передергивать межблочные кабели, выход из строя (особенно ВЧ динамиков) на приличной громкости обеспечен.Во избежании этого захотелось собрать защиту от перегрузки вне усилителя (встраиваемую в АС) , не влияющую на качество тракта. Первое что вспомнилось TL431 работающую в качестве компаратора, при превышении 2,5 В. на входе должна открыться. Параллельный стабилизатор (аналог мощного стабилитрона) ограничивает до 36 В. рабочее напряжение TL431. Только что придумал и нарисовал (в работе не проверял).Диоды образующие мост на рабочею частоту более 20 кГц. Прошу знатоков покритиковать.

Работает на практике отлично, схему с новыми номиналами(актуальны) поправил. Есть небольшая инерция по порогу срабатывания , если устанавливаешь например точно 20 в действующего, то при внезапном таком напряжении срабатывает реле раньше -на 17в , если уменьшить сглаживающие конденсаторы то разница меньше.Думаю инерция связана еще с свойствами самого реле , если поставить на исполнение оптопару( не уверен в качестве встроенного резистора, если по входу УМЗЧ ставить).
Как оказалось в качестве детектора клиплиметера в УМЗЧ(конструктивно размещенного) тоже схема актуальна и совершенно не влияет на параметры УМЗЧ. Быстродействие подбирать номиналом конденсатора(от ложных срабатываний реле) на управляющем tl431 22-220мк. Скорость с реле без ложных срабатываний от 1 с.(без подбора tl431).В качестве исполняющего оптопара возможно будет кстати. На исполнение клиплиметера реле с резистором гасящим входное напряжение УМЗЧ как вариант.
Для избежания не верного порога для НЧ,ВЧ динов было решено ставить защиту до фильтра и применять 2 реле для одной схемы(при этом одно реле всегда срабатывает раньше на 2-3 в действующего), и положиться на средне-взвешенную амплитуду музыкального сигнала, где вч , нч составляющие имеют разную амплитуду, плюс барьер- фильтр АС.Хотя можно было бы поставить подобные фильтры перед каждой защитой для отдельных динов. Насчет задержки отпускания не стал заморачиваться, к тому же решается за счет сглаживающих конденсаторов.Негативные последствия защитного диода пока не учтены, что касается последовательных стабилитронов -были исключены (почитав литературу), насчет снабберной цепочки наверное стоит поставить(расчет надо посмотреть).

Устранена инерция срабатывания, повышена стабильность работы.

Последний раз редактировалось Сергей Кор; 06.02.2017 в 09:57 . Причина: работа в железе.

Источник

Тема: Защита динамиков от перегрузки встраиваемая в АС

Опции темы

Защита динамиков от перегрузки встраиваемая в АС

При тестировании различных усилителей, оказалась очень нужная вещь — защита динамиков (особенно ВЧ) от перегрузки.Так как усилители попадаются без клип-лимитера и часто приходится «на ходу» передергивать межблочные кабели, выход из строя (особенно ВЧ динамиков) на приличной громкости обеспечен.Во избежании этого захотелось собрать защиту от перегрузки вне усилителя (встраиваемую в АС) , не влияющую на качество тракта. Первое что вспомнилось TL431 работающую в качестве компаратора, при превышении 2,5 В. на входе должна открыться. Параллельный стабилизатор (аналог мощного стабилитрона) ограничивает до 36 В. рабочее напряжение TL431. Только что придумал и нарисовал (в работе не проверял).Диоды образующие мост на рабочею частоту более 20 кГц. Прошу знатоков покритиковать.

Работает на практике отлично, схему с новыми номиналами(актуальны) поправил. Есть небольшая инерция по порогу срабатывания , если устанавливаешь например точно 20 в действующего, то при внезапном таком напряжении срабатывает реле раньше -на 17в , если уменьшить сглаживающие конденсаторы то разница меньше.Думаю инерция связана еще с свойствами самого реле , если поставить на исполнение оптопару( не уверен в качестве встроенного резистора, если по входу УМЗЧ ставить).
Как оказалось в качестве детектора клиплиметера в УМЗЧ(конструктивно размещенного) тоже схема актуальна и совершенно не влияет на параметры УМЗЧ. Быстродействие подбирать номиналом конденсатора(от ложных срабатываний реле) на управляющем tl431 22-220мк. Скорость с реле без ложных срабатываний от 1 с.(без подбора tl431).В качестве исполняющего оптопара возможно будет кстати. На исполнение клиплиметера реле с резистором гасящим входное напряжение УМЗЧ как вариант.
Для избежания не верного порога для НЧ,ВЧ динов было решено ставить защиту до фильтра и применять 2 реле для одной схемы(при этом одно реле всегда срабатывает раньше на 2-3 в действующего), и положиться на средне-взвешенную амплитуду музыкального сигнала, где вч , нч составляющие имеют разную амплитуду, плюс барьер- фильтр АС.Хотя можно было бы поставить подобные фильтры перед каждой защитой для отдельных динов. Насчет задержки отпускания не стал заморачиваться, к тому же решается за счет сглаживающих конденсаторов.Негативные последствия защитного диода пока не учтены, что касается последовательных стабилитронов -были исключены (почитав литературу), насчет снабберной цепочки наверное стоит поставить(расчет надо посмотреть).

Устранена инерция срабатывания, повышена стабильность работы.

Последний раз редактировалось Сергей Кор; 06.02.2017 в 09:57 . Причина: работа в железе.

Источник

Устройство защиты акустических систем на базе схемы А. Котова. Универсальное, простое, надёжное

Существует множество вариантов зашиты АС от постоянного напряжения, щелчков при включении и выключении. Самые совершенные из них собраны на микроконтроллерах, управляют большим числом каналов, имеют дополнительные функции, например — датагорский кит Project-004 «Gatekeeper» (сервисный блок УМЗЧ, защита АС, включение одной кнопкой, управление вентиляторами и пр.)

Удобны, функциональны и малогабаритны так же устройства на специализированных микросхемах. К сожалению, они не всегда доступны, их доставка по почте может занять много времени.

Мне стало интересно — какая схема из дискретных элементов проста, дёшева, функциональна и нуждается в минимальной настройке. Наиболее отвечающую, на мой взгляд, этим требованиям схему, предлагаю вашему вниманию.
Поскольку статья рассчитана в основном на начинающих радиолюбителей, я постараюсь подробно описывать даже простые вещи.

Содержание / Contents

↑ Прототип защиты АС — схема А. Котова

На первый взгляд, есть широкий выбор схем, но при ближайшем рассмотрении оказывается, что они имеют недостатки — много деталей, дефицитные детали, низкая чувствительность, необходимость настройки, работоспособность в узком диапазоне напряжений питания и т. п.

Однако, и эта схема не лишена недостатков:
— нет быстрого отключения АС при выключении усилителя,
— строго определенное напряжение питания,
— весь потребляемый ток протекает через светодиод,
— режим работы с «оторванной базой» VT10.
Кроме того, нет диаграммы напряжений и рекомендаций по настройке, нет рисунка печатной платы.

↑ Усовершенствованная схема устройства защиты акустических систем

Сохранена и продолжена нумерация деталей схемы А. Котова.
Хочу отметить достоинства и особенности схемы:
— задержка включения составляет оптимальные 4 секунды, определяется цепочкой R5C3,
— цепь D5R8R9C4 при выключении из сети позволяет быстро обесточить реле и отключить АС,
— после срабатывания защиты (отключении реле), конденсатор С3 разряжается быстро, а заряжается через резистор R5 медленно, поэтому не будет быстрых хаотичных переключений,
— устройство работает в широком диапазоне напряжений, от напряжения срабатывания реле (и плюс 2 В) до 36 В (предел для TL431),
— практически единственный резистор, требующий подбора — R7 служит для погашения избыточного для реле напряжения, номиналы остальных резисторов могут отличаться в несколько раз и не требуют замены в широком диапазоне напряжений питания,
— все элементы, кроме TL431, работают при очень малых токах, что обеспечивает высокую надежность,
— применение TL431 обеспечивает ключевой режим работы реле,
— напряжения на конденсаторах кроме С4 очень малы, не более 2,5 В, что позволяет использовать емкости на низкие напряжения, поэтому я испытал вариант с одиночными полярными конденсаторами С1 и С2 на низкое напряжение,
— годится любой светодиод (лучше яркий) т. к. ток через него задается резистором,
— чувствительность очень высока (порядка 1 В), ее лучше загрубить, для этого на плате предусмотрены площадки под SMD резисторы (на схеме серым цветом).

↑ Собственный БП

Если запитать УЗ от основного БП усилителя (как у А. Котова), при выключении сети, реле не отпустит сразу из-за больших емкостей БП и возможен щелчок, треск и т. п. Здесь же из-за очень малой ёмкости С4 = 1-4,7 мкФ реле отпускает сразу.

Можно взять переменку с трансформатора основного БП УНЧ, тогда возможно придется изменить делитель R8R9, чтобы снизить напряжение.

230/12 В, мощностью 2 ВА. Блок питания выполнен на плате той же ширины, что и узел защиты, их удобно разместить на одной плате.

Наличие отдельного блока питания позволяет использовать узел защиты с любым усилителем, в том числе с макетируемым, что особенно удобно т. к. АС подвергаются повышенной опасности именно в этом случае.

↑ Применённые детали и настройка

Установлено реле «OMRON G2R-2» на 12VDC в прозрачном корпусе. Это сделано не случайно — хотя оно имеет габариты большие, чем у аналогичных в неразборном непрозрачном корпусе, его можно открывать и чистить контакты. Рекомендую при использовании неразборного реле, заранее осторожно распилить его корпус так, чтобы крышку с него можно было бы снимать и ставить на место. Особенно советую в случае б/у реле.

Герметичные реле обычно меньше по размерам, поэтому легко устанавливаются с минимальными доработками печатной платы. Поскольку я расположил реле и зажимы с винтовыми клеммами достаточно плотно, при повторении платы надо убедиться в идентичности размеров зажимов, в противном случае чуть-чуть подкорректировать печатную плату. Можно обойтись без зажимов, это даже надежнее, но неудобно, особенно при настройке макетов усилителей.

При отсутствии ошибок в монтаже и исправных деталях, схема начинает работать сразу, надо только рассчитать резистор ограничения тока через обмотку реле.
Например, питание +18 В, реле на 12 В сопротивлением 280 Ом. Рабочий ток реле 12 В/280 Ом = 43 мА.
Погасить надо 18В − 12В − 2В (падение напряжения на открытом TL431) = 4 Вольта.
4 В / 43 мА = 100 Ом. Мощность резистора 43 мА х 4 В = 170 мВт, т. е. нужен резистор от 0,25 Вт и выше. На плате этот резистор «стоит», это сделано, чтобы можно было ставить резисторы разных габаритов и с запасом по мощности до 2 Вт.

Все диоды, кроме шунтирующего обмотку реле, практически любые маломощные, надо только не забыть, что маркировка полоской на корпусе диодов КД522 и других советских, обратная импортной маркировке.

При проблемах в работе, в первую очередь надо проверить правильность установки деталей, особенно диодов, транзисторов и TL431. Затем проверить качество паек (у меня плохо паялись выводы диодов), для этого надо хорошо промыть плату и осмотреть пайки с лупой (или с хорошим глазом).
Затем проверить режимы по постоянному току, напряжения на базах транзисторов должны соответствовать указанным на схеме ± 0,1 В.

Поскольку среди начинающих любителей есть страсть к гигантомании и усилителям мощностью в сотни Ватт и с напряжением питания усилителей порядка ± 50 В, надо помнить, что чем больше мощность усилителя, тем большие токи протекают через контакты реле, при высоких напряжениях возрастает вероятность возникновения дуги между разомкнутыми контактами реле.

В этом случае на данной плате может быть установлено любое реле с одной группой контактов, это реле будет промежуточным и управлять другим, более мощным реле с контактами, рассчитанными на бОльший ток и с увеличенным расстоянием между разомкнутыми контактами. К этому мощному реле можно будет подвести провода бОльшего сечения.

Универсальность данного узла защиты со «своим» питанием и в том, что его можно подключить к выходам мостового (как правило, повышенной мощности) усилителя. Общий провод соединяют не с общим проводом усилителя, а с одним выходом усилителя, а один вход узла защиты со вторым выходом мостового усилителя.

При установке узла защиты в готовую конструкцию, надобность в отдельном блоке питания отпадает (для обычного, не мостового усилителя).

↑ Итого

Не надо забывать, что подобное устройство защищает только НЧ-головки от постоянных напряжений и все головки от переходных процессов в усилителе, в том числе при выходе усилителей из строя и не защищает ВЧ-головки при перегрузках и возбуждении усилителей. Вместе с тем, данное схемное решение позволяет подключать датчики перегрева, ограничения (клиппирования), возбуждения для сохранности всех головок АС.

Кроме того (что используется в ряде усилителей) можно управлять подключением к выходу усилителя одной или несколькими пар АС с помощью переключателя на лицевой панели усилителя, при этом не надо пропускать сильноточные сигнальные цепи через данный переключатель.

↑ Файлы

Печатную плату в формате LAY прилагаю.
🎁ASsmd.zip 19.07 Kb ⇣ 321

Спасибо за внимание!

↑ Добавки от читателей

Печать сохранена авторская, добавлен диодный мостик D6-D9 и фильтрующий С5. Плата получает питание от вторички трансформатора усилителя.
D6 — D9 = FR102-FR107; 4007, и пр. Выбирайте диоды по Uобр, и I >= 200мА.
С5 = 4,7-10uF, раб. напряжение зависит от питания, ставьте 50V, не ошибётесь.

На печатке под провода с трансформатора разведена колодка, но я её не поставил, пожалел 🙂
Никаких настроек не делал, блок запускается и работает сразу.

Камрад, рассмотри датагорские рекомендации

🌼 Полезные и проверенные железяки, можно брать

Опробовано в лаборатории редакции или читателями.

Источник