Защита акустики для унч своими руками

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

Еще одна защита акустических систем

При выходе из строя транзисторов выходного каскада усилителя звуковой частоты, на его выходе образуется напряжение постоянного тока, значение которого может достигать напряжения питания. При этом если в считанные секунды не отключить акустическую систему (АС) от усилителя, то акустика выйдет из строя. Обычно при этом перегорает обмотка динамической головки.

Чтобы отключить АС от усилителя, при появлении на его выходе постоянной составляющей, необходимо применить защиту акустических систем, схема которой представлена в этой статье.

Также рекомендую посмотреть схему еще одной защиты в статье «Защита акустических систем».

Помимо защиты АС от постоянной составляющей схема выполняет задержку подключения акустики к усилителю при его включении. Это необходимо для исключения воспроизведения переходных процессов (щелчков, тресков, повышенного фона и так далее) при включении.

Основные характеристики защиты

Напряжение питания ………. +15?50В

Время отключения при появлении постоянной составляющей:

при появлении +5В ………. 0.7сек

при появлении +25В ………. 0.15сек

при появлении +50В ………. 0.07сек

Защита срабатывает при появлении на выходе усилителя напряжения постоянного тока начиная со значения +1В по положительному напряжению, и начиная с -3.5В при отрицательном напряжении. Каналы защиты работают независимо друг от друга, то есть могут срабатывать раздельно.

Защита подключает акустику обратно примерно через 3 секунды после устранения постоянной составляющей.

Также реализована задержка подключения АС при подаче питания. Задержка составляет 3 секунды.

Схема защиты акустических систем

Работа схемы

Элементы VD1, VT1, R2 стабилизируют напряжение +13 для питания реле. Далее я опишу работу одного канала защиты. При отсутствии напряжения постоянного тока на входе схемы, переменный сигнал через резистор R1 не способен (не успевает) зарядить электролитический конденсатор C1 до порога открывания транзисторов VT2 и VT4. Поэтому они закрыты. Электролитический конденсатор C3 заряжается (примерно в течение 3 секунд) через резистор R4 и транзистор VT6, управляющий обмоткой реле K1 открывается, замыкаются контакты K1.1 и сигнал поступает на акустическую систему.

Как только на выходе усилителя появится постоянная составляющая, то она через резистор R1 поступит на базу транзистора VT4 и на эмиттер VT2 (база VT2 при этом на GND). Один из транзисторов открывается (VT4 от положительного напряжения, VT2 от отрицательного) и шунтирует электролитический конденсатор C3. Напряжение на переходе БЭ транзистора VT6 снизится практически до нуля, и транзистор закроется, ток по обмотке K1 перестанет протекать и контактная группа K1.1 разомкнется, отсоединив АС от выхода усилителя.

Диоды VD2 и VD3 защищают транзисторы от пробоя при явлении самоиндукции в катушке реле.

Компоненты

В качестве K1 и K2 необходимо применить реле с напряжением катушки 12В и током контактных групп 10А, я применил HK3FF-DC12V-SHG.

Электролитические конденсаторы могут быть рассчитаны на напряжение 16В, я поставил на 25В под размеры на плате.

Все резисторы мощностью 0.25Вт.

Транзисторы VT6 и VT7 можно заменить на BC517, их проще найти. Хочу обратить ваше внимание, что у транзисторов KSP13 и BC517 отличается расположение выводов, BC517 необходимо развернуть на 180 0 , я сделал именно так.

Стабилитрон VD1 на напряжение 13В.

На транзистор VT1 необходимо установить теплоотвод, площадь которого подбирается практическим путем в зависимости от напряжения питания, чем оно больше, тем больше поверхность теплоотвода.

Повышение напряжения питания защиты выше +50В

При установке реле с напряжением катушки 24В и применении стабилитрона VD1 на 24В (1n4749) напряжение питания схемы защиты может находиться в диапазоне +30?90В.

Подключение

Через защиту необходимо пропускать центральную (сигнальную) жилу выхода усилителя, а общий провод (GND) выхода усилителя нужно подключать напрямую к акустической системе.

Схема, печатная плата и некоторое описание защиты взяты из сообщества «[Nem0] Аудиотехника и Радиоэлектроника».

Печатная плата защиты акустических систем СКАЧАТЬ

Источник

Схемы защиты акустических колонок в унч. Радио для всех — защищаем динамики ас. Схема защиты акустической системы

Не мечтай, действуй!

Усилители мощности звуковой частоты с непосредственной связью представляют опасность для акустических систем. Почти все отказы внутренних компонентов усилителя приводят к значительному (по законам Мерфи, до напряжения питания) смещению на выходе. В результате дорогостоящие акустические системы могут выйти из строя, и было бы опрометчивым не снабдить усилитель схемой защиты, отключающей нагрузку при появлении на выходе усилителя постоянного потенциала. Защита должна срабатывать при превышении постоянного потенциала на выходе усилителя ±1,5 В, либо появления низкочастотных колебаний частотой ниже 2…3 Гц.
Практика показывает, что необходимо использовать простые и надежные схемы защиты акустических систем на основе электромагнитных реле.

Схема защиты акустических систем усилителя «Бриг-001»

Рис. 1. Схема защиты акустических систем усилителя «Бриг-001»

При появлении на выходе усилителя любого из каналов постоянного напряжения положительной полярности открывается транзистор VT1, который шунтирует цепь базы составного транзистора на общий провод. При этом ток через реле К1 уменьшается настолько, что оно отпускает контакты и отключает акустические системы от усилителя. Конденсатор С1 предотвращает срабатывание реле К1 от переменного напряжения выходного сигнала.
В случае, если на выходе усилителя появится напряжение отрицательной полярности, оно поступит через делитель R6, R7 на базу составного транзистора, в результате реле К1 отпустит и отключит нагрузку от усилителя.

Случай появления на выходах усилителя равных по модулю двухполярных напряжений учтен выбором различных значений резисторов R1 и R2.
Таким образом, акустическая система защищена от постоянного напряжения любой полярности на выходе усилителя.

Подобная схема защиты акустических систем проработала в одном из моих усилителей более двух десятков лет, и ни разу не подвела, хотя около половины указанного срока усилитель трудился на увеселительных мероприятиях.

Предлагаемое устройство может быть использовано как для настоящего проекта, так и для самостоятельного конструирования усилителей звуковых частот.

Достоинства:
простота и надежность;
практически полное отсутствие ложных срабатываний;
универсальность применения.

Недостатки:
Отсутствует схема отключения акустических систем при пропадании питания.
Этот недостаток был принесен в угоду простоте и надежности устройства.

В схеме защиты установлены пассивные инфразвуковые фильтры нижних частот второго порядка (соответственно C3, C5, R10, R12 и C4, C6, R11, R13) и сенсоры аварийного постоянного напряжения на выходе усилителя (VT2, VT4, VT6 и VT3, VT5, VT7). При напряжении любой полярности более 1,5 В открывается соответствующий ключ (VT2 или VT3 для положительной полярности постоянного напряжения и VT4, VT6 или VT5, VT7 – отрицательной). При аварии база составного транзистора VT8, управляющего последовательно включенными электромагнитным реле К1 и К2, через низкоомный антизвоновый резистор R5 надежно соединяется с общим проводом, размыкая соединение выходов акустических систем через контакты реле.

Интегрирующая цепь R1, C2 в базовой цепи транзистора VT1 обеспечивает задержку подключения акустических систем при включении питания (на время 1,8 с), тем самым предотвращается проникновение в акустическую систему помех, вызванных переходными процессами в усилителе.
Схема защиты универсальна и может использоваться с другими УМЗЧ. В таблице, размещенной в правом верхнем углу схемы рис. 5 указаны номиналы R6, R7, которые необходимо изменить в соответствии с напряжением питания Uп усилителя.

Технические характеристики:
Напряжение питания, В=+25. 45
Время задержки включения, с=1,8
Порог срабатывания защиты, В=более ±1,5
Выходной ток для питания реле, мА=до 100
Размеры печатной платы, мм=75х75

Детали модернизированной схемы устройства защиты акустических систем.

VT1…VT3, VT6, VT7 – Транзистор BC546B (ТО-92) – 5 шт.,
VT4, VT5 – Транзистор BC556B – 2 шт.,
VT8 – Транзистор КТ972А – 1 шт.,
VD1 — Стабилитрон КС212Ж (BZX55C12, 12V/0,5W, корпус DO-35) – 1 шт.,
VD2 — Диод 1N4004 – 1 шт.,
K1, К2 — Реле электромеханическое (1C, 12VDC, 30mA, 400R) BS-115C-12A-12VDC – 2 шт.,
R1 — Рез.-0,25-220 кОм (красный, красный, желтый, золотистый) – 1 шт.,
R2 — Рез.-0,25-1 м (коричневый, черный, зеленый, золотистый) – 1 шт.,
R3, R4 — Рез.-0,25-11 кОм (коричневый, коричневый, оранжевый, золотистый) – 2 шт.,
R5 — Рез.-0,25-10 Ом (коричневый, черный, черный, золотистый) – 1 шт.,
R6 — Рез.-0,25-2,2 кОм (красный, красный, красный, золотистый) – 1 шт.,
R7 – Перемычка,
R8…R11 — Рез.-0,25-22 кОм (красный, красный, оранжевый, золотистый) – 4 шт.,
R12, R13 — Рез.-1-22 кОм (красный, красный, оранжевый, золотистый) – 2 шт.,
C1, C2 — Конд.47/25V 0511 +105 °С – 2 шт.,
C3 – C6 — Конд.47/50V 1021 NPL (47/25V 1012 NPL) – 4 шт.,
Клеммник 2к шаг 5мм на плату TB-01A – 5 шт.

После окончания сборки не торопитесь включать устройство, а займитесь проверкой монтажа в соответствии со схемой (рис. 6). При этом особое внимание обратите на отсутствие перемычек между токоведущими дорожками, холодных паек (недостаточное пропаивание контакта элемента с печатной платой). Если таковые имеются, удалите их с помощью паяльника. Проверьте правильность установки полярных электролитических конденсаторов, транзисторов, диода и стабилитрона.
Внешний вид устройства защиты акустических систем, собранного племянником Алексеем, показан в аннотации статьи. У меня работает промежуточный вариант устройства защиты с реле РЭС22.
Для обрезки и снятия изоляции с проводов (кабелей) лучше воспользоваться специальным инструментом (рис. 9).

Рис. 9. Клещи для зачистки провода и обжима наконечников – помощник при монтаже усилителя

Включаем!

Еще раз напомню, что вместо можно применить и ; при этом напряжение питания двухполярного источника должно составлять ±22 В для , ±16 В для , и ±12 В для TDA2006.

Настоятельно советую повторить этот проект всем желающим, чтобы приобрести опыт и построить неплохой усилитель для радиокомплекса. Не случайно девизом проекта я выбрал слоган «Не мечтай, действуй!» .

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 случае появления постоянного напряжения на выходе усилителя мощности). Кроме того, данная схема обеспечивает задержку подключения акустической системы к усилителя для устранения слышимых переходных процессов (хлопков динамиков и других неприятных звуков) при включении усилителя.

Принцип работы данного устройства не нов и предельно прост: при отсутствии опасного постоянного напряжения на выходе усилителя (входе защиты), акустическая система с помощью контактов реле, через определенный короткий промежуток времени, подключается к выходу усилителя, в случае появления опасного постоянного напряжения на выходе усилителя реле размыкает свои контакты и акустическая система отключается от выхода усилителя.

Скелет схемы придуман не мной, его в разных вариациях часто можно встретить в промышленных аппаратах и за долгое время подобные схемы очень хорошо себя зарекомендовали.

Кратко перечислю особенности и технически характеристики данной схемы:
— независимая защита для каждого из двух каналов усилителя. При аварии в одном из каналов усилителя отключится только неисправный канал.
— встроенный стабилизатор напряжения позволяет питать устройство защиты непосредственно от плюсовой шины питания усилителя мощности.
— допустимый диапазон напряжений питания (+Vc) от 15 до 50В (при использовании реле с катушкой на 12В) или от 30 до 90В (при использовании реле с катушкой на 24В).
— 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 5В);
0,25 сек (при постоянном напряжении на входе защиты 15В);
0,15 сек (при постоянном напряжении на входе защиты 25В);
0,07 сек (при постоянном напряжении на входе защиты 50В).
— минимальное постоянное напряжение на выходе усилителя (входе защиты) необходимое для отключения акустической системы +1В / -3,5В.
— время задержки подключения акустической системы к выходу усилителя с момента подачи напряжения питания — 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 — 3 сек.
— моментальное отключение акустической системы от выхода усилителя мощности в случае обесточивания или неисправности устройства защиты.

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 напряжения примерно в 1,2-1,5В (спустя примерно 3 сек после подачи питания), открывается транзистор VT6 и на катушке реле K1 появляется напряжение равное напряжению на выходе стабилизатора напряжения (VT1), контакты реле К1.1 замыкаются и выход усилителя соединяется с акустической системой. В случае аварийной ситуации, когда на входе схемы появляется постоянное напряжение величиной более минимального напряжения срабатывания устройства защиты, открывается один из транзисторов (VT2 или VT4) в зависимости от знака постоянного напряжения на входе — плюс или минус. Открывшийся транзистор шунтирует собой конденсатор С3 и база-эмиттерный переход транзистора VT6, что приводит к его закрытию, исчезновению напряжения на катушке реле и размыканию контактов К1.1. Акустическая система отключается от выхода усилителя мощности. Как только постоянное напряжение на входе устройства защиты опускается ниже минимального значения напряжения срабатывания защиты, транзисторы VT2 и VT4 закрываются, заряжается С3, транзистор VT6 открывается, на катушке реле появляется управляющее напряжение и акустическая система снова подключается к выходу усилителя мощности. Транзистор VT1 вместе с R2 и VD1, образуют простейший стабилизатор напряжения который дает возможность запитывать устройство защиты от плюсовой шины блока питания усилителя мощности или любого другого источника питания с напряжением от 15 до 90В.

В зависимости от величины имеющегося напряжения источника питания, которое будет использовано для питания защиты, целесообразно выбирать реле с катушкой либо на 12, либо на 24В. Это необходимо для снижения рассеиваемой мощности на транзисторе стабилизатора напряжения (VT1), который обязательно должен быть установлен на небольшом теплоотводе. Так при напряжении питания от 15 до 30В, необходимо использоваться реле с катушкой рассчитанной на 12В, а при напряжении питания от 50В и выше — реле с катушкой рассчитанной на 24В. При использовании источника питания с напряжением от 30 до 50В, допускается использовать реле с катушкой как на 12В, так и на 24В. При использовании реле с катушкой рассчитанной на 24В, в обязательном порядке необходимо заменить стабилитрон VD1 (1N4743, 13В), на стабилитрон с напряжением стабилизации 24В, например на 1N4749.

Рассмотрим схему сопряжения устройства защиты с платами усилителей мощностей, блоком питания и подключаемой акустической системой.

Все довольно наглядно и просто. Единственное насчет чего может возникнуть вопрос: зачем на печатной плате защиты две клеммы GND и какую из них использовать для подключения к блоку питания? Использовать можно любую из них.

Источник