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.

[waso]

Каким образом эта защита защитит АС при выходе из строя ВК

А каким образом плечо должно выйти из строя? Усилитель 4 часа стоял с козой по выходу и под сигналом, этого мало? Всё, что потребовалось сделать - устранить "козу", притом без выключения уся\сброса защиты.
PS. я немного для других задач усилители использую, поэтому та защита, которая в них есть, меня устраивает.

[Wooferman]

В любом случае, классическая защита требует наличия резистора между транзистором ВК и выходом. Хотелось бы найти изящное решение именно для тех случаев, когда классические решения не подходят.

[waso]

Offтопик:
Есть одна идейка на этот счёт, правда, нетехнологичная, но всё же...
Выходная катушка и провод до неё обладают некоторым сопротивлением..

[Wooferman]

Offтопик:
Есть одна идейка на этот счёт, правда, нетехнологичная, но всё же...
Выходная катушка и провод до неё обладают некоторым сопротивлением..

Offтопик:
Помнится, кто-то то уже предлагал использовать современные датчики Холла: http://www.allegromicro.com/en/Produ...ensor-ICs.aspx

Выглядит как идеальное решение по отслеживанию тока, хоть в цепи ВК, хоть в нагрузке.

[sewerin]

ИМХО, есть смысл просто допилить обычную защиту. Защита усилителя не нужна, нужна только защита АС от постоянки. Допилить, используя несколько разных реле в параллель. Например, одно - ампер на 1000, коммутируемое мощным полевиком, другое - маленькое, но суперлинейное на наноамперах. И хитрую схему, в случае шухера, отрубающую маленькое реле чуть раньше большого.

[Alex]

А каким образом плечо должно выйти из строя?

Не знаю, но знаю что надежность мощных полупроводников не равна 100%.
Еще я знаю, что в достаточно приличных АС, стоимость ОДНОГО динамика больше стоимости любого ВК.

Поэтому, я в первую очерезь забочусь не о защите усилителя от КЗ/перегрузки, а о защите АС от усилителя, чтобы в нем ни случилось.

В любом случае, классическая защита требует наличия резистора между транзистором ВК и выходом.

Ммм, зачем?

Помнится, кто-то то уже предлагал использовать современные датчики Холла: http://www.allegromicro.com/en/Produ...ensor-ICs.aspx

Хотя бы.

[Wooferman]

Ммм, зачем?

Я что-то упустил в классической реализации?

[Alex]

Я что-то упустил в классической реализации?

Во 1-х, ты же сам упомянул аллегровские датчики

Во 2-х - я что-то не припомню "в классической реализации" защиты, никаких последователных резисторов - там же не ток а напряжение измеряется, причем постоянная составляющая.

(в 3-х - есть же еще резисторы в эмиттерах ВК, если уж по току делать - и это и есть "классическая реализация" такой защиты).

[Wooferman]

Во 1-х, ты же сам упомянул аллегровские датчики .

В качестве альтернативы, не для классического варианта.

.. есть же еще резисторы в эмиттерах ВК ...

О них и была речь. Просто у полевиков эмиттеров нет, поэтому обобщил.

[.Васильев]

Плакаться о защите при наличии таких красавцев вообще то даже неприлично.
http://www.chipdip.ru/product/moc3021m/

[waso]

Поэтому, я в первую очередь забочусь не о защите усилителя от КЗ/перегрузки, а о защите АС от усилителя

Дык а я чего делаю?
https://forum.vegalab.ru/showthread.php?t=67119
Защёлка в ВК усилителя + релейная классика + симистор для "контрольного в голову".

Не знаю, но знаю что надежность мощных полупроводников не равна 100

Да и не только мощных. Вылететь может всё и притом по закону подлости там, где этого не ждёшь.

---------- Сообщение добавлено 20:17 ---------- Предыдущее сообщение было 20:13 ----------

Просто у полевиков эмиттеров нет

У них истоки есть, практически то же самое с позиции размещения выравнивающих резисторов.

[Wooferman]

У них истоки есть, практически то же самое с позиции размещения выравнивающих резисторов.

Я это и подразумевал, резисторы в цепи эмиттера (либо истока) позволяют реализовать классическую схему. Нет таких резисторов - пролетаем с классическим решением. Я об этом.

Хочется придумать более-менее универсальную защиту для усилителей с ВК без резисторов (коих нынче развелось). В данном случае, ключи на полевых транзисторах представляются наиболее оптимальным и эффективным средством отключения шин питания. В свою очередь, отключение шин питания - самая эффективная защита ВК и АС одновременно.

Осталось найти изящное и надёжное решение, чем задать параметры и отследить ОБР транзистора ВК? Есть идеи?

[waso]

(коих нынче развелось)

Неужели их так много? Без эмиттерных (истоковых) резисторов не выйдет включить более одной пары на выходе, следовательно, выходная мощность тоже невелика.

чем задать параметры и отследить ОБР транзистора ВК

Всё уже давно придумано и рассчитано, и, более того, кругом используется. Это легко смоделировать, имея перед глазами графики ОБР из даташитов.

[Wooferman]

Неужели их так много?.

их много. в том числе, по крайней мере одна из версий А.Трусова, а может и не одна.

Всё уже давно придумано и рассчитано, и, более того, кругом используется...

Может мы опять про разные вещи? ОБР учитывается в "классической" защите. Согласен, что "кругом".

Это легко смоделировать, имея перед глазами графики ОБР из даташитов.

как это оптимально реализовать схемотехнически?

[waso]

как это оптимально реализовать схемотехнически?

Использование классического ограничения тока через ВК даёт вполне приемлемую точность. Зная график ОБР транзистора, напряжение питания плеча и сопротивление нагрузки, несложно построить зависимость мощности рассеяния на транзисторе от тока через нагрузку. Остаётся лишь подогнать номиналы цепей токового ограничения. Как именно будет оно выполняться - в виде замыкания выхода УНа на нагрузку (в большинстве случаев так и сделано), либо же другим образом - это второй вопрос. Цель - привязать всё это дело к срабатыванию ограничителей. Я проделывал эту работу несколько лет назад. Работает...))
Есть нюанс - следует учитывать фазовый сдвиг, вносимый реальной АС. Об этом упоминал В. Перепёлкин.

[LepekhinV]

Ромыч, мне так кажется туда пленку нормальную на 1 мкФ (на вывод) и уже достаточно.

Можно и побольше.
Вот как в Зуевском реализована трассировка защиты на полевиках (см. вложение) VT27, VT30-VT32. Вроде нормально получилось.

[Slava!!!]

Плакаться о защите при наличии таких красавцев вообще то даже неприлично.
http://www.chipdip.ru/product/moc3021m/

И как предлагается использовать сего красавца?

---------- Сообщение добавлено 21:48 ---------- Предыдущее сообщение было 21:39 ----------

Хочется придумать более-менее универсальную защиту для усилителей с ВК без резисторов (коих нынче развелось).

Совсем без резисторов не получится - датчик тока нужен. Можно поставить между нагрузкой и землей резистор с минимальным сопротивлением (0,01 ом, думаю, никому не помешает) и пару компараторов (на + и -). Если необходимо отслеживать ОБР, можно регулировать порог срабатывания компараторов в зависимости от выходного напряжения усилителя.

Вроде ничего сложного.

[Wooferman]

Использование классического ограничения тока через ВК даёт вполне приемлемую точность. Зная график ОБР транзистора, напряжение питания плеча и сопротивление нагрузки, несложно построить зависимость мощности рассеяния на транзисторе от тока через нагрузку. Остаётся лишь подогнать номиналы цепей токового ограничения. Как именно будет оно выполняться - в виде замыкания выхода УНа на нагрузку (в большинстве случаев так и сделано), либо же другим образом - это второй вопрос. Цель - привязать всё это дело к срабатыванию ограничителей. Я проделывал эту работу несколько лет назад. Работает...))
Есть нюанс - следует учитывать фазовый сдвиг, вносимый реальной АС. Об этом упоминал В. Перепёлкин.

waso, про "классическую защиту" всё давно известно и расписано в книжках. Я не стал бы напрягать уважаемую публику столь пошлыми вопросами. Речь шла ну совсем о другом!

---------- Сообщение добавлено 21:11 ---------- Предыдущее сообщение было 20:59 ----------

Совсем без резисторов не получится - датчик тока нужен. .

Датчик тока Холла - СОВСЕМ БЕЗ РЕЗИСТОРОВ! (одобрено минздравом и Alex:ом)

Можно поставить между нагрузкой и землей ...

Нельзя! Ток надо измерять в цепях транзисторов, а не выхода.

Если необходимо отслеживать ОБР, можно регулировать порог срабатывания компараторов в зависимости от выходного напряжения усилителя...

Как Вы себе это представляете, само отслеживание?

[Slava!!!]

Нельзя! Ток надо измерять в цепях транзисторов, а не выхода.

В усилителе АВ ток в нагрузке практически равен току активного в данный момент плеча ВК.

Да и в классе А при КЗ ток скорее всего намного превысит удвоенный ток покоя, и тогда см. выше.

---------- Сообщение добавлено 22:24 ---------- Предыдущее сообщение было 22:18 ----------

Как Вы себе это представляете, само отслеживание?

В виде сумматора фиксированного опорного напряжения и напряжения на нагрузке, деленного в определенное число раз.

[Wooferman]

В усилителе АВ ток в нагрузке практически равен току активного в данный момент плеча ВК...

Мне крайне не симпатична концепция системы защиты усилителя, которая не сработает без нагрузки. Но дело Ваше, пока не принципиально где разместить датчик Холла, всё равно есть гальваническая развязка.

В виде сумматора фиксированного опорного напряжения и напряжения на нагрузке, деленного в определенное число раз.

Не вижу здесь ОБР (или не понял мысль.)