Продолжение. Первая часть статьи: Универсальный блок защиты АС. Часть 1
Трехканальная схема с автономным питанием
Хорошая новость заключается в том, что мощности трансформатора ТПК-2 достаточно для питания схемы с тремя реле, благодаря чему можно изготовить один блок защиты для трехканальной системы формата 2.1.
Аналогичным образом, можно добавлять любое количество реле при соответствующей мощности источника питания.
Рис. 4. Трехканальная схема с автономным питанием
Как видно, в сравнении со схемой на рис. 1 тут удален резистор 33 Ом, а транзистор VT4 заменен на более мощный (подойдет практически любой N-канальный MOSFET с рассеиваемой мощностью не менее 1 Вт). При входном напряжении 230 В нагрев микросхемы стабилизатора не превышает 60 ... 65 градусов, поэтому при плохой вентиляции корпуса усилителя, куда будет инсталлирован данный блок, DA1 следует установить на небольшой радиатор.
На печатной плате VT4 в корпусе D-PAK (TO-252), резисторы R13 и R14 типоразмера 1206 (на схеме не показаны) имеют нулевое сопротивление.
Рис. 5. Вид печатной платы со стороны деталей и монтажа
Схема без автономного трансформатора
На рис. 6 представлена схема, позволяющая исключить дорогой малогабаритный трансформатор. При этом немного изменены как схема, так и способ подключения модуля к усилителю. В качестве примера показан упрощённый блок питания УМЗЧ c напряжением +/– 30 В.
Как видно, теперь модуль имеет двухполярное питание через гасящие резисторы R8, R9, поэтому формирование искусственной средней точки не требуется (резисторы R4, R5 на рис. 1). Для большей эффективности реле включены последовательно и добавлен конденсатор C4 в качестве фильтра питания.
На компонентах VD1, R5, C3 выполнен однополупериодный выпрямитель, напряжение с которого подаётся на оптопару U3. В исходном состоянии благодаря резистору R10 транзистор VT3 находится в режиме насыщения, шунтируя конденсатор С5 до тех пор, пока не появится напряжение на светодиоде U3, после чего VT3 закрывается и С5 начинает медленно заряжаться, открывая транзистор VT4. При этом общее время задержки подключения нагрузки достигает 2...2,5 с.
Рис. 6. Схема без автономного трансформатора
При выключении усилителя конденсатор С3 быстро разряжается, обесточивая оптопару U3. Транзистор VT3 открывается и разряжает конденсатор C5, вследствие чего отключаются реле с нагрузкой. Таким образом, реализуется механизм быстрого выключения с общим временем не более 0,3 … 0,5 с.
Последующий старт включения происходит с разряженным конденсатором C5, поэтому, в отличие от схемы на рис. 1, его принудительная разрядка не требуется.
В качестве VT4 можно применить практический любой N-канальный MOSFET с пороговым напряжением открывания 2…5 В, с максимальными напряжением сток-исток не менее 70 В и током истока не менее 1 А, например, широко распространённые IRF510—IRF540, IRF610—IRF640. VD1 — любой с обратным напряжением не менее 100 В и прямым током от 100 мА: SF12—SF16, 1N4002—1N4007 и прочие. При использовании реле с обмотками, потребляющими 50 мА, необходимо изменить номиналы резисторов R8, R9 на 330 Ом.
Схема с детектором пониженного напряжения
Еще одна версия схемы без трансформатора питания, где сигнал на быстрое выключение формируется исходя из напряжения на шинах питания усилителя. Актуально использовать в случаях, когда основной блок питания усилителя конструктивно вынесен или доступ к нему ограничен.
Рис. 7. Схема с детектором пониженного напряжения
Детектор пониженного напряжения выполнен на компонентах R5 - R7, D1, D2, VT3, VT4 и активируется когда напряжение между шинами питания (контакты X1a и X1b) уменьшится до уровня, равного сумме падений напряжений: UD1 + UD2 + UБЭVT4, что соответствует 36 ... 37 В. Как показывает практика, оптимальный порог срабатывания лежит в диапазоне 60 ... 80% от величины номинального значения напряжения между шинами питания.
D1 и D2 можно заменить одним стабилитроном с напряжением 36 В, например BZV55-C36. D3 одновременно выполняет роль стабилизатора (поддерживает номинальное напряжение на реле) и роль защитного диода (предотвращая пробой VT5 от ЭДС самоиндукции при выключении реле). Можно применить 1N4749 в выводном исполнении или ZM4749A в SMD (корпус MELF).
Рис. 8. Вид печатной платы со стороны деталей и монтажа
В конце хотелось бы отметить способ подключения блока защиты к усилителю, имеющего мостовой выход (рис. 9) на примере схемы из первой части статьи (рис. 1).
Рис. 8. Пример подключения блока защиты к усилителю с мостовым выходом
Резисторы R13 и R14, подключенные к выходу усилителя, формируют нулевой потенциал для схемы контроля.
Если усилитель имеет однополярное питание, то его выходное напряжение может иметь только положительный потенциал, поэтому входную часть блока защиты можно немного упростить, исключив из схемы следующие элементы: R4, R5, R7, Q2 и U2.
Литература
1. Атаев Д.И, Болотников В.А. Функциональные узлы усилителей высококачественного звуковоспроизведения. – М.: Радио и связь, 1989 – 144 с ил (Массовая радиобиблиотека Вып 1140).
2. UPC1237 Datasheet. Protector IC for stereo power amplifier.
ПОХОЖИЕ МАТЕРИАЛЫ