Модернизация популярного проекта DEF 2017-2022 под свои нужды.
Первоначально, нужна была максимально простая и эффективная схема. И такую я нашел: https://cxem.net/sound/dinamics/dinamic109.php, повторил, заработала. Так как, мне не нужно было что-бы два канала отключались по отдельности (независимо друг от друга), я исходную схему упростил еще больше:
У данного «упрощения» (версия 1.0) есть свои особенности:
- Если в одном канале усилителя пробьет транзистор в минусовом плече питания, а в другом — плюсовой, то такая защита не сработает. Но, т.к. такое случается практически никогда, а защита планировалась для максимально бюджетных АС, которые не жалко спалить — такой вариант подошел просто идеально.
- Питается защита от источника постоянного или переменного напряжения от 15 до 30В. Это обусловлено применением стабилизатора 7812 и 12-вольтового реле, соответственно. Схема потребляет всего 50мА и радиатор для 7805 нужен чисто символический.
- Реле одно на два канала — с двумя группами переключающихся контактов. Дополнительно в схему добавлен индикатор состояния реле демонстрирующий в какой «позе» находится защита — все ОК или «бяда-бяда». А то защита сработает, отключит АС, а ты гадай почему звука нет. При срабатывании защиты по одному из каналов усилителя, отключатся одновременно оба канала.
К недостаткам первого схемотехнического решения я бы отнес невысокое входное напряжение питания, ограниченное входным напряжением стабилизатора 7805, и вялое включение реле. Да, именно вялое, нечеткое, неуверенное. Дело в том, что напряжение на базе составного тр-ра Q1 увеличивается плавно, по мере зарядки конденсатора C1 — транзистор Q1, соответственно, плавно открывается. Реле в этот момент пытается включиться и начинает «дребезжать» контактами. Можно, конечно, исключить из схемы C1, но тогда не будет задержки на старте — будет слышен «хлопок» в АС при включении усилителя. Отмечу, что данный недостаток присутствует и в исходной схеме: https://dzen.ru/a/YjdqREJhjkCaSXiP. Автор уже несколько раз обновил свой проект, а на этот факт по прежнему забивает, не считая его важным. Это видно даже на его видео: https://dzen.ru/video/watch/624c5287a99428371df3df73?rid=891383631.319.1716988332880.72583.
Предупреждаю: ЯндексДзен это помойка с вирусами и самовольно устанавливающимися приложениями Яндекса. Переходя по сцылкам на Дзен, Вы, принимаете это решение самостоятельно — я к этим пидарасам отношения не имею!
Вторая версия моего варианта защиты практически полностью повторяет последний проект: https://dzen.ru/a/Yopb2uqiYCbzukE2, кроме одного важного изменения: транзистор включающий реле, теперь MOSFET. Причем не простой, а с затвором управляемым логическим уровнем. Затвор такого полевика практически не зависит от плавности нарастания или спада напряжения — он «видит» только лог. 1 или 0. А самое главное — такие полевики свободно продаются в радиомагазах, в отличии от рекомендованных автором маломощных составных транзисторов. А если плата планируется на SMD, то таких полевиков можно практически бесплатно наковырять две горсти из любой дохлой «материнки» от ПК.
Версия 2.1 полностью готова к повторению и имеет след. особенности:
- Напряжение питания от 15 до 60В. Вместо 7812 используется параметрический стабилизатор на транзисторе BD139 (КТ815Г). Схему можно питать как от постоянного так и от переменного источника питания. Общую сеть схемы необходимо соединить с общей шиной питания усилителя. Транзистор BD139 установить на небольшой радиатор (см. на фото).
- Детекторы постоянного напряжения теперь раздельные на два канала, как и положено для серьезного усилителя. Соответственно используются два реле + два светодиодных индикатора состояния — на каждый канал отдельно.
- Ключевой транзистор (включающий реле) теперь MOSFET. Пришлось пересчитать делитель в цепи затвора на резисторах R3/R4 (R9/R10) и уменьшить «времязадерживающий» конденсатор C1(C6). Реле теперь включается практически моментально. Щелкает как будто на него напрямую подали 12В. При этом, задержка включения осталась — реле включается примерно через 1 сек. после подачи питания.
Если кого-то заинтересовал такой проект и Вы хотите его повторить — пишите, вышлю исходники (принципиально бесплатно). У меня версия 2.1 работает уже давно, в роли «защиты от дурака», при запуске и настройке усилителей — не подвела ни разу. Учитывая мою крайнюю степень рукожопости — это аргумент!
Небольшое дополнение к второй версии защиты: пришлось заменить реле на другие и я столкнулся с тем, что новые реле не отключались при срабатывании защиты. Т.е. ключевой транзистор закрывался, а реле продолжало удерживать контакты в замкнутом состоянии. Парадокс? Дело в том, что новым реле для удержания контактов достаточно минимального тока проходящего через красный светодиод «бяда». Что-бы избавиться от такого «эффекта» пришлось доработать схему — теперь светодиоды «бяда» включаются отдельными транзисторами.
Версия 2.2 теперь выглядит так:
Конечно, индикацию состояния защиты можно исключить, но тогда как понять что происходит с налаживаемым усилителем? Поэтому, в итоге, вместо упрощения, исходная схема стала даже немного сложнее. Взамен мы получаем идеально четко срабатывающие реле + индикацию состояния.
Печатку под новую схему не переделывал — пока сделал «надстройку» на плату вер. 2.1 на SMD-шках (что-бы все влезло в зазор между реле и выходным разъемом). Поэтому, кому не лень — все в Ваших руках, дорабатывайте печатку под себя.
Примечание: при разработке узла питания схемы на параметрическом стабилизаторе с транзистором я столкнулся с проблемой — транзисторы BD139 буквально рвались пополам при подаче напряжения питания выше 25В. При этом, если повышать питающее напряжение схемы плавно, то они нормально работали до 50В. Проблема оказалась в том, что партия этих транзисторов была закуплена на АлиЭкспресс. Заменив транзистор на купленный в ЧиДе проблема больше не повторялась. Информация «на заметку».
Схемы, описанные выше, пригодны для усилителей с выходной мощностью около 100Вт и питании ±25-40В. При испытании усилителя мощностью 300Вт, я столкнулся с такой проблемой — на максимальной громкости не выдержали выходные транзисторы, защита сработала, но контакты реле, в момент размыкания (из-за электрической дуги), просто приварились друг к другу. Вывод: для мощного усилителя нужны мощные реле. А лучше встроенная схема защиты в блок питания усилителя или даже в сам усилитель, но это будет другой проект.
Так получилось очередное обновление проекта до версии 2.4:
- Применены мощные «стартерные» реле (30А) от автомобильной сигнализации Magicar. Подобные реле использовались практически во всех автосигнализациях 2000-годов. Они выдерживают огромные токи и прочие издевательства.
- Для экономии места плата перепроектирована на SMD-шки. Плата теперь двухсторонняя.
В остальном схема идентична вер. 2.2:
Схема заработала идеально, но (как всегда) с особенностями:
- Мощные «стартерные» реле помимо того, что выдерживают большие токи, еще и сильно греются если постоянно включены. Дело в том, что такие реле не рассчитаны на то, что они будут включены постоянно — их задача включиться, обеспечить питанием мощную нагрузку и выключиться.
- Реле от автомобильной сигнализации Magicar «жрут» ток около 150мА * 2 = 0.3А. Учитывая, что они 12-вольтовые, а питание усилителя у нас 40В — транзистор параметрического стабилизатора BD139 греется как жало паяльника. Соответственно, для него нужен большой радиатор.
Эволюционируем схему до версии 2.5:
- Применены мощные реле с обмоткой на 24В и током 30-40мА. Это заметно упростило жизнь транзистору стабилизатора питания BD139 — теперь для него не нужен огромный радиатор. Теперь ничего не греется — такую схему можно оставлять включенной на бесконечное количество времени.
- Схема пересчитана на 24В без потери функциональности предыдущих версий.
- Авторских параметров срабатывания мне достичь не удалось — в реальных условиях схема срабатывает при +2.5В и — 1.5В. Возможно это из-за применения «богомерских» BC817 вместо авторских BC847B. Для мощной АС такая постоянка не проблема, поэтому не вижу смысла задрачивать себя ловлей блох.
Надстойка в виде отдельной платы для индикации состояния оказалась очень удобной в формате данного проекта — не занимает место на основной плате + не нужно — не делай. Схема теперь поделилась на две части, соответственно:
Несмотря на то, что мощные 24-вольтовые реле больше по размерам, в итоге ПП получилась очень компактная — SMD-шки очень удобно разместились на одной стороне между выводами реле:
ПП спроектирована так, что радиатор транзистора стабилизатора питания крепится к плате пайкой к общей шине питания. Поэтому транзистор BD139 нужно изолировать от радиатора.
Пока так 🙂 Всем добра.