Твердотельная защита АС

[Slava!!!]

Предлагаемая конструкция предназначена для защиты акустических систем от постоянного напряжения на выходе УМЗЧ.

Схема защиты на твердотельных ключах ранее уже предлагалась мною и обсуждалась на этом форуме https://forum.vegalab.ru/showthread.php?t=11306.
Была показана достаточно высокая линейность твердотельной защиты (уровень гармоник, вносимых ключами, составил 0,00007%).

Впоследствии Sia_2 в теме про свой усилитель обратил внимание, что для обеспечения размыкания большого тока твердотельной защитой ключи на современных мосфетах необходимо переключать быстро:

Проблема в том, что современные низкоомные МОП транзисторы при их медленном выключении на индуктивной нагрузке за единицы миллисекунд легко горят. Поэтому выключать эти МОП транзисторы под током надо быстро, за десятки наносекунд.

Поскольку ранее предлагаемая мною схема защиты обеспечивала относительно медленное переключение твердотельных ключей, пр аварийном срабатывании имелась вероятность выхода ключей из строя со сквозным пробоем и последующим сгоранием акустических систем. Для устранения этого недостатка схема была изменена.

Схема и плата вновь предлагаемой защиты представлена на рисунках.



В новой схеме ключи управляются специальной микросхемой драйвера, позволяющей переключать ключи большим током.

Кроме того, новая схема защиты выполнена так, что может эксплуатироваться как с УМЗЧ с заземленной нагрузкой, так и мостовыми. Возможен вариант ее оформления в отдельном корпусе и установки в любом удобном месте аудиокомплекса. После небольших изменений (установка DC-DC преобразователя с диапазоном входных напряжений, соответствующих характеристикам автомобильной бортсети) указанная защита может использоваться для защиты автомобильной акустики.

Защита в представленном виде может коммутировать до 40 А при напряжении до 100 В. При необходимости коммутации больших токов и напряжений можно увеличить напряжение транзисторных ключей и их количество, а также количество и максимальный ток супрессоров и количество шунтирующих ключи конденсаторов. Конструкция платы позволяет выполнить указанные мероприятия с минимальными переделками.

От 10.05.2019

Выполнил краш-тест на параметрах 64 В, 8 А (что позволил имеющийся трансформатор). Индуктивность нагрузки 1,1 мГн. Две платы защиты осуществили по 3 срабатывания каждая.

[Валет]

В последнее время стали использовать БП ёмкости до 200000 мкф. Любой динамик сгорит....

Известная забава – создавать себе трудности, а потом их преодолевать.

[funny the rat]

Это где такие ёмкасти применяют? Какой в этом смысл?

В безосниках как правило, да и в осниках по 30-60мФ в плече не редкость. Да ещё норовят сильноточныe применять с риплом по 20А@22мФ и esr по 6мОм

P.M.P.O.

The term PMPO has never been defined in any standard. А там где можно найти дефиниции она определяется для миллисекундного интервала типа 10ms-100ms. А дуга горит секунды
Именно отсюда и следует что отключать АС от неисправного усилителя нужно в милисекундном (до 100ms) интервале

---------- Сообщение добавлено 08:24 ---------- Предыдущее сообщение было 08:18 ----------

В "Годзиле"

В миллениуме у меня стоит по 4х22mF в плече. В оригинальной годзиле по моему по 3х22mF или 3х33mF

[ВаСыЛь]

В миллениуме у меня стоит по 4х22mF в плече.

А защита какая у Вас там стоит?

[funny the rat]

Сейчас 2 релейная (т.е. 2 контакта) в цепи и там питание ВК 40В. Собираюсь менять на кроубар/кламп.

[thevictor]

вот еще по теме.
http://hifisonix.com/solid-state-loudspeaker-relay/

(на этой странице надо PDF открывать)

[EDDiE]

вот еще по теме.
http://hifisonix.com/solid-state-loudspeaker-relay/

(на этой странице надо PDF открывать)

примерно с 2010 ANDREW RUSSEL-а знаю

[Slava!!!]

Выполнил краш-тест. Правда, параметры значительно меньше максимальных заявленных (тест выполнен на 64 В, 8 А. Индуктивность нагрузки - 1,1 мГн). Но это что позволил имеющийся трансформатор.

В процессе теста каждая плата защиты прерывала ток в нагрузке 3 раза.

Указанные параметры по напряжению и току - это примерно верхняя граница по мощности для хоум аудио. Т.е. в домашние усилители предлагаемую защиту можно устанавливать спокойно.

Для ПРО сегмента необходимы испытания на большие напряжение и ток.

И немного фото про кулибинские будни

[ВаСыЛь]

Выполнил краш-тест.

мои поздравления!!! Значит работа выполнена хорошо и не зря.

[Сергей Кор]

мои поздравления!!! Значит работа выполнена хорошо и не зря.

Присоединяюсь!

[funny the rat]

Выполнил краш-тест.

[MAXIM_A]

https://www.chipdip.ru/product/d1d40
А, если использовать такое реле?

[Slava!!!]

https://www.chipdip.ru/product/d1d40
А, если использовать такое реле?

Можно. Но:

1. такое реле - однополярный ключ на мосфет. Для коммутации переменного тока понадобятся два, включенных последовательно-встречно.
2. Судя по тому, что в даташите приведено требование обязательного шунтирования индуктивной нагрузки диодом, защиты от перенапряжения нет. Придется ставить супрессоры или отбойные диоды на +- питания УМЗЧ.
3. Велико сопротивление в открытом состоянии. Будет повышенная нелинейность.

Итого - ненамного проще, заметно дороже и нелинейнее.

[Wooferman]

требование обязательного шунтирования индуктивной нагрузки диодом, защиты от перенапряжения нет. Придется ставить супрессоры или отбойные диоды на +- питания УМЗЧ...

Давайте мы всё же не будем шунтировать проказницу колонку диодом

а требование "шунтирования индуктивной нагрузки диодом" удаётся выполнить только шунтируя нагрузку и транзистор ВК одновременно. При этом, напряжение индуктивной "отрыжки" высадится на бедном транзисторе.

Вы, кстати, осциллографом не смотрели каков получается этот выброс при размыкании цепи в вашем сетапе?

[Slava!!!]

Давайте мы всё же не будем шунтировать проказницу колонку диодом

а требование "шунтирования индуктивной нагрузки диодом" удаётся выполнить только шунтируя нагрузку и транзистор ВК одновременно. При этом, напряжение индуктивной "отрыжки" высадится на бедном транзисторе.

Вы, кстати, осциллографом не смотрели каков получается этот выброс при размыкании цепи в вашем сетапе?

Так здесь все можно определить и без осциллографа.

На рисунке - состояние схемы сразу после срабатывания защиты в результате пробоя нижнего плеча.


Указаны все напряжения и токи.

Кто тут бедный? И почему?

[deemon]

Давайте мы всё же не будем шунтировать проказницу колонку диодом

Так и не надо шунтировать колонку диодами - достаточно включить с выхода УНЧ ( после защиты ) два диода , один на + питания , другой на - , только и всего . Тогда любой выброс на колонке будет ими ограничен , и никак не сможет пробить ни транзисторы защиты , ни транзисторы УНЧ .

[Сергей Кор]

Так и не надо шунтировать колонку диодами - достаточно включить с выхода УНЧ ( после защиты ) два диода , один на + питания , другой на - , только и всего . Тогда любой выброс на колонке будет ими ограничен , и никак не сможет пробить ни транзисторы защиты , ни транзисторы УНЧ .

Точно так, потому и рекомендовал топикстартеру поставить эти диоды, благо есть такая возможность.Иногда для подстраховки оставляют и диоды в УНЧ.
Так же желательно упростить схемку, и предусмотреть разряд емкости затвора(ИМХО конечно).Сама концепция нравится.

[straus]

Так и не надо шунтировать колонку диодами - достаточно включить с выхода УНЧ ( после защиты ) два диода , один на + питания , другой на - , только и всего . Тогда любой выброс на колонке будет ими ограничен , и никак не сможет пробить ни транзисторы защиты , ни транзисторы УНЧ .

Единственная рекомендация - к выбору этих диодов подойти ответственно.
А так да - стандартное решение. Причём диодов на канал рекомендуется ставить 4 штуки: два до контактов реле (параллельно выходным транзисторам), два после (от нагрузки, тут лучше даже по два последовательно).

[Сергей Кор]

Единственная рекомендация - к выбору этих диодов подойти ответственно.

Какие как пример можете рекомендовать или где можно почитать про рекомендацию.

[Wooferman]

достаточно включить с выхода УНЧ ( после защиты ) два диода , один на + питания , другой на - , только и всего . Тогда любой выброс на колонке будет ими ограничен , и никак не сможет пробить ни транзисторы защиты , ни транзисторы УНЧ .

Так? или так?

Я на самом деле думал об этом варианте:


Просто, здесь защищая ключ, мы осложняем жизнь транзисторам ВК, поэтому диоды не представляются выходом из положения. Равно как и сапрессор параллельно ключу.

Так здесь все можно определить и без осциллографа.
На рисунке - состояние схемы сразу после срабатывания защиты в результате пробоя нижнего плеча.

Тогда всё замечательно

[Сергей Кор]

Так? или так?

Первый вариант, плюс параллельно выходным транзисторам.R1C1 обычно не ставят, обходятся супрессором(в пром.аппаратуре),R2R3 для чего нужны?