MOSFETы вместо реле в защите усилителя.

[Slava!!!]

Собственно, идея проста и позаимствована из маломощных твердотельных реле - два одинаковых мосфета соединены истоками, стоки являются входом и выходом, затворы запитаны от плавающего источника.

Сопротивление открытого силового транзистора составляет порядка сотых - тысячных долей ом (для сравнения - контакты РЭС22 имеют (по справочнику) сопротиввление в десятые доли ома), плюс отсутствие малосигнальных нелинейностей за счет окисления контактов.

Решение простое и очевидное. Вместе с тем прецеденты применения мне не известны. Возможно, есть некие неизвестные мне подводные камни?


Добавлено 02.10.2016

Давно чесались руки опробовать идею на практике. И вот наконец свершилось.

Схема приведена на рисунке

Вложение 275466

Обычно основным недостатком предлагаемой схемы по сравнению с традиционной релейной защитой считается повышенная нелинейность. В связи с этим были выполнены измерения нелинейных искажений, вносимых твердотельным ключом предлагаемой защиты. В связи с ожидаемой малостью гармоник было решено подвергнуть спектроанализу падение напряжения на ключе.

Измерения проводились на резистивную нагрузку. 30Вт на 8 Ом.

Результаты на рисунке.

Вложение 275825

Видно спадающий спектр искажений уровнем 0,007 %. Это на ключе. С учетом того, что напряжение на ключе примерно на 40 дБ меньше, чем на нагрузке, на нагрузке будет 0,00007%.

На слух ухудшения после установки рассматриваемой защиты в усилитель я не заметил.

[Slava!!!]

Т.е. на каждой полуволне, сигнал идет через один транзистор и диод второго.

Что значит "какая"? Воткни два диода встречно-паралллельно последовательно с колонкой, и послушай.

Канал полностью открытого мосфета пропускает ток в обоих направлениях. Соответственно, оба внутренних диода шунтированы и на прохождение тока не влияют

Ну вообще-то, сопротивление дрейн-сорс открытого мосфета еще и от температуры очень сильно зависит. Причем разница там не в проценты а в разы, при работе в полном диапазоне.
Ну в комнатных условия- - будут единицы/десятки процентов.

Здесь главное, чтобы температура структуры не зависела от уровня сигнала. А мощность на открытых ключах рассеивается копеечная.

Все нормальные реле - с драгметаллами.
А рекомендации по выбору весьма простые - рабочий ток как можно в более широком диапазоне.
Лично я ставлю Мацуситу JW28, но необязтельно - ставил раньше и другие, просто по случаю этих коробку купил почти даром.

Про диапазон токов.
Реле с золочеными контактами на ток более 10А мне не попадались (возможно, плохо искал). Вместе с тем при появлении постоянки на выходе ток может достигать достаточно существенных величин. В результате при срабатывании реле наблюдается коммутация в запредельно тяжелом режиме, способном если не повредить контакты, то вызвать их частичное подгорание, что приведет к заметному повышению контактного сопротивления, и, соответственно, ухудшению звука. Менять реле после каждого срабатывания защиты?

[korolkov24]

Про диапазон токов.
Реле с золочеными контактами на ток более 10А мне не попадались (возможно, плохо искал). Вместе с тем при появлении постоянки на выходе ток может достигать достаточно существенных величин. В результате при срабатывании реле наблюдается коммутация в запредельно тяжелом режиме, способном если не повредить контакты, то вызвать их частичное подгорание, что приведет к заметному повышению контактного сопротивления, и, соответственно, ухудшению звука. Менять реле после каждого срабатывания защиты?

Реле попадает под перерузку только тогда, когда вышел из строя усилитель, ситуация аварии, возможно раз в жизни.

Добавлено через 9 минут

Т.е. на каждой полуволне, сигнал идет через один транзистор и диод второго.

У открытого канала двухсторонняя проводимость.

[Slava!!!]

Реле попадает под перерузку только тогда, когда вышел из строя усилитель, ситуация аварии, возможно раз в жизни.

Здесь следует учесть, что и в рабочем режиме при включении и выключении усилителя коммутация происходит под нагрузкой. Ток при этом в большинстве случаев намного меньше аварийного (в т.ч. и потому, что средняя мощность музыкального сигнала намного меньше максимальной), но теоретически не исключено совпадение во времени момента коммутации с максимумом мощности. Со всеми вытекающими.

[renovator]

Всем привет. Пример практической реализации обсуждаемой защиты можно посмотреть в "Новом усилителе Л.Зуева" https://forum.vegalab.ru/attachment....1&d=1172163711 в статье подробно рассмотрен принцип ее функционирования, прочитать можно в журнале Радио 4_ 2005г

[korolkov24]

Всем привет. Пример практической реализации обсуждаемой защиты можно посмотреть в "Новом усилителе Л.Зуева" https://forum.vegalab.ru/attachment....1&d=1172163711 в статье подробно рассмотрен принцип ее функционирования, прочитать можно в журнале Радио 4_ 2005г

Ни фига себе!

[Yury Novikov]

Пример практической реализации обсуждаемой защиты можно посмотреть в "Новом усилителе Л.Зуева"

Там у Зуева разве не питание коммутируется? А тут вроде предлагается нагрузку подключать мосфетом, что ИМХО есть просто полный бред.

Мысль о бреде окончательно утвердилась у меня после прочтения вот этого:

Здесь следует учесть, что и в рабочем режиме при включении и выключении усилителя коммутация происходит под нагрузкой. Ток при этом в большинстве случаев намного меньше аварийного (в т.ч. и потому, что средняя мощность музыкального сигнала намного меньше максимальной), но теоретически не исключено совпадение во времени момента коммутации с максимумом мощности. Со всеми вытекающими.

Какое такое "подключение нагрузки" при "средней мощности музыкального сигнала", и "теоретически, при полной мощности" Такое мог сказать только человек никогда не делавший и не эксплуатировавший усилителей. При включении усилителя (если его включает не полный идиот), как правило вообще нет никакого музыкального сигнала, не то чтобы "среднего" или "полного" . И нет никакого тока нагрузки. Разве что очень очень маленький от разбаланса плеч усилителя.

И что за проблема такая "замены реле после срабатывания защиты по постоянному току в нагрузке" ? Если защита сработала от постоянного тока в нагрузке, это значит что менять нужно будет пол усилителя. Выжило ли при этом 5-долларовое реле, вообще не имеет никакого значения

Вот уж поистине - "один "студент" может озадачить сотню мудрецов" (китайская пословица).

[korolkov24]

Какое такое "подключение нагрузки" при "средней мощности музыкального сигнала", и "теоретически, при полной мощности" Такое мог сказать только человек никогда не делавший и не эксплуатировавший усилителей. При включении усилителя (если его включает не полный идиот), как правило вообще нет никакого музыкального сигнала, не то чтобы "среднего" или "полного" . И нет никакого тока нагрузки. Разьеве что очень очень маленький от разбаланса плеч усилителя.

Yury Novikov, очень ты жестоко. Такое включение может быть, идиоты, которые так включают усилитель бывают. Нормальный усилитель должен быть закрыт, пока идут переходные процессы включения. Здесь речь идёт о влиянии контактов реле на работу усилителя, что на практике даже невозможно измерить, а усилитель в то же время предполагается говённый, который при включении, даёт какое-то напряжение в нагрузку, и не имеет задержки прохождения сигнала.

[Yury Novikov]

Yury Novikov, очень ты жестоко.

ОК. Извиняюсь и смягчаю тон.

Как испытательный режим включение с полным сигналам на входе конечно возмножно, но я никогда не видел чтобы кто-то специально делал такое в жизни. Еще такое может быть случайно, после срабатывания и сброса тепловой защиты во время боевой работы усилителя. Если усилитель при этом где-то далеко на сцене и к нему невозможно подобаться чтоб чтоб что-то на нем убавить и прибавить, то конечно, он включится сразу на полную мощность. Но вообще-то во всех нормальных усилителях реле рассчитано по току, и в пределах паспортного количества срабатываний ничего с ним от этого не происходит. В домашних усилителях (а судя по "золоту в контактах" и по "влиянию окислов на звук" мы говорим о хай-енде) такие режимы невозможны вообще. И покажите мне того любителя хай-енда который захочет пропускать звук с выхода усилителя через ключи на мосфетах и т.п. лишние полупроводники?

[Slava!!!]

Там у Зуева разве не питание коммутируется? А тут вроде предлагается нагрузку подключать мосфетом, что ИМХО есть просто полный бред.

Мысль о бреде окончательно утвердилась у меня после прочтения вот этого:



Какое такое "подключение нагрузки" при "средней мощности музыкального сигнала", и "теоретически, при полной мощности" Такое мог сказать только человек никогда не делавший и не эксплуатировавший усилителей. При включении усилителя (если его включает не полный идиот), как правило вообще нет никакого музыкального сигнала, не то чтобы "среднего" или "полного" . И нет никакого тока нагрузки. Разьеве что очень очень маленький от разбаланса плеч усилителя.

Что за проблема такая "замены реле после срабатывания защиты по постоянному току в нагрузке" ? Если защита сработала от постоянного тока в нагрузке, это значит что менять нужно будет пол усилителя. Выжило при этом 5-долларовое реле вообще не имеет никакого значения

Вот уж поистине - "один "студент" может озадачить сотню мудрецов" (китайская пословица).

Тяжело отвечать культурно после такого наезда, но попробую.

Уважаемый, где Вы видели в радиолюбительских конструкциях какую-либо систему, исключающую полявление сигнала на входе УМЗЧ до полного включения? Чаще всего наоборот, стремятся убрать из сигнальной цепи все лишнее. Выключатели у УМЗЧ, предусилителя и источников сигнала, как правило, раздельные. И вариант, что сначала будет включен источник, потом пред, а потом и УМЗЧ, отнюдь не исключен. Как и выключение в обратном потрядке.

При этом коммутация защитного реле будет осуществляться при наличии сигнала на входе УМЗЧ.

Добавлено через 7 минут

ОК. Извиняюсь и смягчаю тон.

Как испытательный режим включение с полным сигналам на входе конечно возмножно, но я никогда не видел чтобы кто-то специально делал такое в жизни. Еще такое может быть случайно, после срабатывания и сброса тепловой защиты во время боевой работы усилителя. Если усилитель при этом где-то далеко на сцене и к нему невозможно подобаться чтоб чтоб что-то на нем убавить и прибавить, то конечно, он включится сразу на полную мощность. Но вообще-то во всех нормальных усилителях реле рассчитано по току, и в пределах паспортного количества срабатываний ничего с ним от этого не происходит. В домашних усилителях (а судя по "золоту в контактах" и по "влиянию окислов на звук" мы говорим о хай-енде) такие режимы невозможны вообще. И покажите мне того любителя хай-енда который захочет пропускать звук с выхода усилителя через ключи на мосфетах и т.п. лишние полупроводники?

Ну вот, совсем другое дело...

Любители хайенда бывают разные. Некоторых тошнит от полупроводников даже в сетевых выпрямителях.

Поскольку, как правильно замечено, мы говорим о хайенде, выходное реле будет стоить отнюдь не 5 баков. Это должно быть реле с контактной группой ампер на 15 - 20 с золочеными контактами. Мне пока такое живьем вообще не попадалось. А если поставить на 2-3 ампера, будет то, что описано мною выше. И хана всему хайендному звуку.

[korolkov24]

Чаще всего наоборот, стремятся убрать из сигнальной цепи все лишнее

Необязательно коммутировать вход. Вот простая, деревянная схема с задержкой рабочего режима, включается и выключается без щелчков.

[Dieselboy]

Реле с золочеными контактами на ток более 10А мне не попадались (возможно, плохо искал).

Посмотрите что Андронников в своих усилках использует, это Sсhrack RT315 (16 А с поз. конт.). Мало? Параллельте.

И вариант, что сначала будет включен источник, потом пред, а потом и УМЗЧ, отнюдь не исключен. Как и выключение в обратном потрядке.

При этом коммутация защитного реле будет осуществляться при наличии сигнала на входе УМЗЧ.

Да, но какой "идиот" будет врубать всё это на макс. громкости? Обычно включают при мин. громкости, по ушам ведь даёт, и так же выключают.

Если боитесь "подгарания" контактов, то есть релюхи (их большинство) с электрокоррозионными добавками из оксидов AgNi0, AgSnO2, AgCdO, что конечно вносит большую нелинейность (за всё надо платить).

[korolkov24]

Да, но какой "идиот" будет врубать всё это на макс. громкости? Обычно включают при мин. громкости, по ушам ведь даёт, и так же выключают.

Я думаю такой найдётся.

[korolkov24]

Вот половинка оконечника, красным обведён, управляемый источник тока. Управляется схемой задержки.

[Yury Novikov]

Уважаемый, где Вы видели в радиолюбительских конструкциях какую-либо систему, исключающую полявление сигнала на входе УМЗЧ до полного включения?

Видел. Это сам радиолюбитель, включающий свой усилитель и не желающий при этом оглохнуть. И его родственники, которые изобьют его сковородами, после первой же такой "случайной ситуации".

А если серьезно, то даже если домашний усилитель вдруг случайно включится на мощности сразу в 150-200 Вт на 4 Ома, то средний ток через контакты реле коммутирующего нагрузку не превысит нескольких ампер. С этим легко справится любое 2-5 амперное реле. И ничего в нем не окислится не подгорит от нескольких тысяч таких коммутаций. Хотя в реальной жизни хватит всего одного такого включения. (Далее длительное лечение у сурдолога (от баротравмы) и у травматолога от последвий ударов сковородой (см выше - о родственниках радиолюбителя ))

Никаких золоченых реле 20А для хайэндного усилителя вообще не нужно.

[Slava!!!]

Видел. Это сам радиолюбитель, включающий свой усилитель и не желающий при этом оглохнуть. И его родственники, которые изобьют его сковородами, после первой же такой "случайной ситуации".

Возможен вариант, когда младший брат/племянник/иной малолетний родственник радиолюбителя решит устроить дома дискотеку в отсутствие прочих родственников со сковородками. После нескольких литров пива (а то и банки абсента технического) "случайные ситуации" возможны вообще любые.

Никаких золоченых реле 20А для хайэндного усилителя вообще не нужно.

Добавлено через 47 секунд

Посмотрите что Андронников в своих усилках использует, это Sсhrack RT315 (16 А с поз. конт.).

Мазохист, наверное

[Dieselboy]

Offтопик:

Возможен вариант, когда младший брат/племянник/иной малолетний родственник радиолюбителя решит устроить дома дискотеку в отсутствие прочих родственников со сковородками. После нескольких литров пива (а то и банки абсента технического) "случайные ситуации" возможны вообще любые.

Тогда вам надо в первую очередь заботиться не о усилке, а о акустике, необходимо предусмотреть систему экстренного торможения хода динамика, а то выплюнет. ;)

А на самом деле в каких-то серийно выпускаемых усилках есть такая фишка, она просто всегда плавно включает громкость, если выкручена более скольких-то.

[Alex]

Сообщение от Alex
Т.е. на каждой полуволне, сигнал идет через один транзистор и диод второго.

У открытого канала двухсторонняя проводимость.

Да, согласен, про диод это я не прав. Но сопротивление открытого канала все равно довольно нелинейное.

Здесь следует учесть, что и в рабочем режиме при включении и выключении усилителя коммутация происходит под нагрузкой. Ток при этом в большинстве случаев намного меньше аварийного (в т.ч. и потому, что средняя мощность музыкального сигнала намного меньше максимальной), но теоретически не исключено совпадение во времени момента коммутации с максимумом мощности. Со всеми вытекающими.

С какими "вытекающими"? Усилитель сгорел - тут уже не до сохранности какогй-то релюшки!

Вообще, надо усилители делать так, чтобы защита не нужна была
У меня в усилителях для музыки ее нет, потому как в одном конденсатор на выходе, в другом еще лучше - трансформатор.
В киношном усилителе - защита стоит в виде предохранителя на выходе.
Кстати, спасала несколько раз при экспериментах (например когда я выходы двух усилителей между собой соединял, да еще и "наоборот", бывало такое ).
При достаточно мощных динамиках, фаст-фьюза ампера на 3-5 вполне достаточно для домашнего усилителя.
А для недомашнего - там уже и нелинейность защиты побоку, там главное громкость а не качество звука.

контакты РЭС22 имеют (по справочнику) сопротиввление в десятые доли ома),

Ты бы еще РЭС49 использовал на выходе уся
РЭС22 - это вообще дрянь, ни к чему не пригодная, а РЭС47 и РЕН34 - у меня когда-то прекрасно работали.

Это должно быть реле с контактной группой ампер на 15 - 20 с золочеными контактами. Мне пока такое живьем вообще не попадалось.

А в чем проблема? Прислать каталог Омрона ?

[Yury Novikov]

Возможен вариант, когда младший брат/племянник/иной малолетний родственник радиолюбителя решит устроить дома дискотеку в отсутствие прочих родственников со сковородками. После нескольких литров пива (а то и банки абсента технического) "случайные ситуации" возможны вообще любые.

1. См пост 34, там есть пример. Родственник-любитель дискотек скорее спалит АС, чем реле в усилителе.
2. На такие "случайности" усилители никто и никогда не рассчитывает. Для совсем дурака есть сервисный центр, ну или сам радиолюбитель.
3. Если же родственник совсем имбицилл, и проделывает такое регулярно, рекомендую прятать сетевые и межблочные шнуры, или отключать усилитель с помощью выключателя типа "замок с ключом".

Таким образом, мы пришли к выводу, что никакой проблемы применения реле на выходе усилителя (и особенно домашнего) не существует. И никакие мосфетные ключи на выходе никому не нужны, по целому ряду причин.

[Walter]

Dieselboy, [q]Мало? Параллельте. [/q]
А смысл? Всеравно одно из них включится раньше, оно и отгребет по самое нехочу.
Yury Novikov, [q]то средний ток через контакты реле коммутирующего нагрузку не превысит нескольких ампер[/q]
Врожденная вредность подсказывает, что жечь реле будет не средний ток, а максимальный при комутации. На реактивной нагрузке может получиться некисло.

думается мне, что лучше коротить семистором 220В, отправляя в аут сетевой предохранитель, который есть и у конченых аудиофилов(хотелось бы надеятся).

[Dieselboy]

думается мне, что лучше коротить семистором 220В, отправляя в аут сетевой предохранитель, который есть и у конченых аудиофилов(хотелось бы надеятся).

Про кондёры 10k и более мкФа забыли. ;) Таким образом можно ведь и весь дом в аут без света отправить.