circuit de protectie la scurtcircuit pe iesire la amplificatoarlee audio

[releu]

Vazand topicul cu protectia la DC deschis de home, am zis ca nu ar fi rau daca am putea aduna aici cateva schema de protectii la scurtcircuit pe iesire la amplificatoarele audio. As dori sa detaliem acest subiect. Sunt multi tineri care m-au intrebat si cum cred ca mai multe opinii adunate reprezinta un raspuns mai complet, m-am gandit ca acest topic sa reprezinte un subiect cu raspunsuri cat mai complete.

Pentru inceput - stiu ca donpetru si mai multi useri ai acestui forum ar avea ceva de spus visavi de acest subiect - doresc sa lamurim de cate tipuri sunt protectiile la scurtcircuit pe iesirea amplificatoarelor audio, in ce situatii de functionare a amplificatorului isi dovedesc utilitatea, cateva scheme practice utile cat si anumite exemple practice (deci scheme electronice) cu asemenea scheme pe care le-ati vazut pe site-uri web si documentatii.

 

Deci, putin ajutor. Apropo, ce pareri aveti despre circuitele de limitare a curentului prin finali ??? Vocele rele spun ca cea mai buna solutie pentru limitarea suprasarcinii amplificatorului ar fi varianta cu LDR. As dori cateva opinii in acest sens. Deci as dori sa adunam aici ceea ce stim cu toti si sa impartim din experienta noastra tuturor. Avand un circuit de protectie la scurtcircuit pe iesirea amplificatorului putem oricand evita "arderea" sau defectarea circuitului final. Dar care este cel mai bun ???

 

P.S. As dori putin ajutor din partea celorlalti useri, orice informatie, schema de protectie este binevenita. Pana se mai aprind putin discutiile aici ma duc sa servesc o bere. NOROC!. :h6:

[miron1947]

Vocile rele spun ca cea mai buna solutie pentru limitarea suprasarcinii amplificatorului ar fi varianta cu LDR.

Ce reprezinta prescurtarea LDR?

[SIG]

Ce reprezinta prescurtarea LDR?

http://www.technologystudent.com/elec1/ldr1.htm

http://en.wikipedia.org/wiki/Photoresistor

[miron1947]

LDR=fotorezistenta,romaneste,corect?

Vocile rele spun ca cea mai buna solutie pentru limitarea suprasarcinii amplificatorului ar fi varianta cu LDR.

Acum ca m-am lamurit ce inseamna LDR,pot sa spun ca nu o vad ca cea mai buna solutie,deoarece pentru a obtine rezistente diferite pe dispozitiv,acesta trebuie iluminat,fie cu un LED,care nu suporta curenti mari,fie cu un bec,acesta fiind un element neliniar.Solutia de protectie care apare in schema postat de Dvs.(cu BDX) este verificata si folosita de mult timp.

[donpetru]

Protectia amplificatoarelor audio are doua componente: protectia la suprasarcina si protectia la scurtcircuit pe iesirea amplificatorului.

OBS. Protectia la DC sau la componenta continua NU este o protectie a amplificatorului propriu zis, ci este o protectie a incintei acustice.

 

Protectia la suprasarcina trebuie sa actioneze:

- la excursii mari ale tensiunii pe intrarea amplificatorului care corespund valoric depasirii sensibilitatii nominale de pe intrarea sa sau;

- cand amplificatorul este in saturatie, saturatie care ia nastere in urma micsorarii impedantei de pe iesirea amplificatorului sub valoarea impendatei minim admisa de catre amplificator. In acest caz se produce o deformare a excursiei semnalului (ex. test sinusoidal) de pe iesirea amplificatorului prin retezirea ambelor semialternante a semnalului. Acest lucru conduce la aparitia distorsiunilor.

 

OBS. Deci, protectia la suprasarcina a amplificatoarelor audio actioneaza la semnale "alternative" iar timpul de raspuns a protectiei se adopta in functie de topologia schemei amplificatorului si caracteristicile tehnice ale acesteia.

 

Protectia la suprasarcina se poate realiza constructiv prin limitarea curentului de alimentare a amplificatorului la o anumita tensiune de alimentare a acestuia. Pornind de la acest deziderat au fost concepute mai multe metode destinate sa indeplineasca acest lucru:

- limitarea curentului prin finali apeland la limitarea tensiunii de atac pe baza tranzistoarelor finale sau limitarea curentului din sursa de alimentare (stabilizata) a a amplificatorului (daca exista);

- limitarea tensiunii de pe intrarea amplificatorului (exemplu: apeland la un element optorezistiv - LDR comandat proportional si integrativ de valoarea curentului mediu a tranzistoarelor finale).

 

Protectia la scurtcircuit are rolul de a elimina defectarea tranzistoarelor finale in cazul aparitiei un scurtcircuit pe iesirea amplificatorului. La fel ca protectia la suprasarcina, protectia la scurtcircuit trebuie sa limiteze curentul prin finali sau sa-l aduca la 0. In acest sens se disting doua tipuri de scheme:

- protectii la scc. cu aducerea curentului la 0;

- protectii la scc. cu limitarea curentului prin trazistoarele finale sau tot amplificatorul.

 

OBS. Protectia la scc. a amplificatoarelor audio este o protectie care trebuie sa actioneze in doua tipuri de regimuri:

- in regim alternativ atunci cand amplificatorul lucreaza pe o anumita sarcina si intr-un anumit moment sarcina este scurtcircuitata;

- in regim permanent de polarizare in c.c. (se disting aici doua situatii: cu intrarea in scurtcircuit si cu intrarea in gol).

 

Protectia de scurtcircuit se dimensioneaza dupa ce se stabilesc de la bun inceput: caracteristicile tehnice ale sursei de alimentare a amplificatorului si modalitatea de implementare a protectiei in schema amplificatorului. Aceste notiuni sunt foarte importante, urmand ca la final sa se faca o verificare - teoretica pe baza proiectului unde integrala de curent a protectiei trebuie sa fie sub cea de curent a tranzistoarelor finale - si practica - unde in urma aplicarii metodei de verificare a protectiei sa se stabileasca clar timpii de actionare a acesteia. Totodata, protectia la scc. trebuie sa actioneze prompt si in timp util releul de pe iesirea amplificatorului.

 

Verificarea protectiei la scc. se realizeaza utilizand:

- un generator de semnal sinusoidal si rectangular;

- o sursa de laborator de tensiune/curent reglabil;

- aparate de masura a tensiunii si curentului (clasa de precizie 0,5%).

Pasi care trebuie urmati pentru verificarea protectiei sunt:

- se conecteaza generatorul de semnal pe intrarea amplificatorului si ampermetrele pe alimentarea lui;

- se conecteaza in scurtcircuit iesirea amplificatorului;

- se alimenteaza amplificatorul cu o tensiune redusa maxim +/-5Vcc care se va mari usor pana cand prin finali circula 1,5*In (unde In reprezinta curentul nominal mediu prin trazistoare in sarcina nominala - trazistoarele finale vor trebui sa suporte acest curent);

- cand se depaseste limita 1,5*In se regleaza protectia la scc. astfel incat sa actioneze releul;

- dupa aceea urmeaza masurarea cu un voltmetru a tensiunilor in punctele critice ale schemei - aceste se stabilesc in functie de topologia schemei de amplificare;

- amplificatorul se alimenteaza in situatia asta circa 1 sau 2 ore unde se verifica din 10 in 10 minute tensiunile electrice in punctele critice mentionate;

- valorile masurate in coroborare cu valorile anumitor piese din schema - in general active - se utilizeaza la calculul fiabilistic al schemei.

OBS.

1. Sursa de laborator utilizata in test va trebui sa fie capabila sa dea curentului nominal de actionare a protectiei.

2. Operatia de verificare a protectiei se realizeaza si in cazul deconectarii generatorului de semnal de pe intrare si conectarii intrarii in scurtcircuit, respectiv in gol.

 

P.S. Deoarece momentan timpul nu-mi permite, am sa revin si cu cateva scheme sugestive de protectii la suprasarcina si scurtcircuit la amplificatoarele audio, cu comentariile de rigoare. Subiectul este destul de vast si ca drept urmare s-ar putea ca pe ici pe colo sa mai ramana semne de intrebare. De aceea, va rog sa nu ezitati sa intrebati daca aveti ceva nelamuriri in privinta asta.

[releu]

Cum discutiile s-au mai agitat as avea cateva intrebari referitoare la spusele lui donpetru:

1. Ce frecventa trebuie sa aiba generatorul de semnal in timpul verificarii protectiei la scc. ??? Dar tipul semnalului ?

2. O schema simpla cu aducerea curentului la zero care ar fi ?

3. Care este cea mai eficienta schema de protectie a amplificatoarelor audio la scurt pe iesire si care sunt conditiile proiectarii sursei de alimentare ???

[miron1947]

1. Ce frecventa trebuie sa aiba generatorul de semnal in timpul verificarii protectiei la scc. ???

In general se folseste frecventa de 1KHz,dar nu este obligatoriu.

Dar tipul semnalului ?

Sinusoidal.

2. O schema simpla cu aducerea curentului la zero care ar fi ?

Unde?

3. Care este cea mai eficienta schema de protectie a amplificatoarelor audio la scurt pe iesire

Cea care v-am atasat-o mai sus.

care sunt conditiile proiectarii sursei de alimentare ???

Adica,la ce va referiti,la protectia de supra curent(intoarcerea caracteristicii) sau capabilitatea de curent/ensiune?

[donpetru]

1. Ce frecventa trebuie sa aiba generatorul de semnal in timpul verificarii protectiei la scc. ??? Dar tipul semnalului ?

Daca amplificatorul audio este destinat reproducerii intregii benzii audio atunci frecventa test se adopta 1kHz sinusoidal. Daca amplificatorul audio se utilizeaza ca amplificator de subwoofer atunci frecventa test se adopta in limitele domeniului de frecventa reprodus - tipic 50Hz sinus (idem pentru celelalte cazuri). Semnalul rectangular se utilizeaza numai pentru determinarea vitezei de raspuns a amplificatorului.

2. O schema simpla cu aducerea curentului la zero care ar fi ?

Am sa prezint mai tarziu o astfel de schema dupa ce o sa incerc sa adun schemele tipice cele mai utilizate. Din pacate lucru asta necesita ceva timp liber.

3. Care este cea mai eficienta schema de protectie a amplificatoarelor audio la scurt pe iesire si care sunt conditiile proiectarii sursei de alimentare ???

Cea mai eficienta schema este aceea care indeplineste doua functii odata: limiteaza curentul mediu prin trazistoarele finale si scurtcircuiteaza intrarea amplificatorului la masa. Conditiile proiectarii sursei de alimentare constau in primul rand in determinarea valorii gradientului de scurtcircuit al sursei - foarte mult influentat de capacitatea bateriei de condesatoare de pe filtraj, tensiunea redresata si puterea transformatorului.

[titi]

donpetru trebuie sa recunosc si sa recunoastem ca esti un profesor.

O intrebare: cum se procedeaza pentru testarea protectiei la scc. la amplificatoarele cu condensator pe iesire, deci de alea fara alimentare simetrica ? La fel sau testul e putin diferit ?? dar protectia la suprasarcina ? Care este cea mai buna schema pentru protectia la scc pe iesirea la amplificatoarele cu condesator pe iesire ??

 

:l4:

[donpetru]

O intrebare: cum se procedeaza pentru testarea protectiei la scc. la amplificatoarele cu condensator pe iesire, deci de alea fara alimentare simetrica ? La fel sau testul e putin diferit ?? dar protectia la suprasarcina ? Care este cea mai buna schema pentru protectia la scc pe iesirea la amplificatoarele cu condesator pe iesire ??

Foarte buna intrebarea. In cazul amplificatoarelor audio cu condensator pe iesire protectia la scurcircuit se testeaza cu o impedanta conectata la iesirea amplificatorului. In mod uzual se utilizeaza o rezistenta de 2 Ohmi iar tensiunea de alimentare "test" a amplificatorului se adopta astfel incat sa se respecte conditia (1,2...1,5)*In prin tranzistoarele finale.

 

Asa cum am promis, mi-am facut putin timp liber si am reprodus mai jos cateva scheme tipice uzuale de protectie la suprasarcina si scurtcircuit accidental pe iesirea amplificatoarelor audio. Aceste topologii sunt momentan cele mai utilizate.

[releu]

donpetru, intr-adevar, cateva din schemele de protectie cele mai reusite. Ar mai fi si alte variante, de exemplu aceasta (am desenat-o in multisim):

Stiti cumva vreo metoda de protectie la scc a tranzistoarelor finale dintr-un amplificator gen QSC ??? O schema in clasa G daca nu ma insel unde tranzistoarele finale lucreaza cu colectorul la masa.

[donpetru]

Stiti cumva vreo metoda de protectie la scc a tranzistoarelor finale dintr-un amplificator gen QSC ??? O schema in clasa G daca nu ma insel unde tranzistoarele finale lucreaza cu colectorul la masa.

Daca te referi numai la protectia de scc pe iesire, atunci protectia se implementeaza tinand cont de topologia etajului in clasa H sau G final amplificator. Mai exact trebuie tinut cont de numarul de tensiuni utilizate la alimentarea amplificatorului. Cel mai simplu caz este cel al amplificatorului in clasa G cu tensiune de alimentare flotanta. In general, se urmareste control saturatiei tranzistoarelor finale pe acelasi principiu ca cel enuntat anterior. Am sa revin zilele astea cu o schema aplicativa referitoare la protectia unui astfel de amplificator. La aceste amplificatoare protectia la suprasarcina este realizata in marea majoritate a cazurilor printr-un element optorezistiv.

Referitor la schema de protectie postata trebuie facuta precizarea ca folosirea acesteia intr-un anumit amplificator se face respectand anumite cerinte in aceea ce priveste proiectarea sursei de alimentare a lui, mai exact ne intereseaza aici variatia caracteristici de iesire a ansamblului: transformator + redresor + capacitatii filtraj: u=f(I). In acest caz se recomanda ca panta tensiuni sa fie cat mai redusa ceea ce denota utilizarea unor capacitatii mai mari de filtraj decat in mod uzual.

[releu]

Referitor la schema de protectie postata trebuie facuta precizarea ca folosirea acesteia intr-un anumit amplificator se face respectand anumite cerinte in aceea ce priveste proiectarea sursei de alimentare a lui, mai exact ne intereseaza aici variatia caracteristici de iesire a ansamblului: transformator + redresor + capacitatii filtraj: u=f(I). In acest caz se recomanda ca panta tensiuni sa fie cat mai redusa ceea ce denota utilizarea unor capacitatii mai mari de filtraj decat in mod uzual.

donpetru, cred ca te referi la faptul ca s-ar putea ca la puterea maxima pe iesire a amplificatorului tensiunea de saturatie a lui Q3 si Q5 sa fie prea mare iar limitarea sa nu fie foarte suficienta. Putin probabil dar este posibil.

[emil86]

Foarte buna intrebarea. In cazul amplificatoarelor audio cu condensator pe iesire protectia la scurcircuit se testeaza cu o impedanta conectata la iesirea amplificatorului. In mod uzual se utilizeaza o rezistenta de 2 Ohmi iar tensiunea de alimentare "test" a amplificatorului se adopta astfel incat sa se respecte conditia (1,2...1,5)*In prin tranzistoarele finale.

 

Asa cum am promis, mi-am facut putin timp liber si am reprodus mai jos cateva scheme tipice uzuale de protectie la suprasarcina si scurtcircuit accidental pe iesirea amplificatoarelor audio. Aceste topologii sunt momentan cele mai utilizate.

ce valori ar avea componentele din scheme?

[donpetru]

Unele valori ale componentelor electronice depind de tensiunea de alimentare a amplificatorului si de valorile RE1... RE6 din schema amplificatorului. Deci, nu se poate generaliza.