Hi-Fi svět

Web převážně vážně nejen o zesilovačích a počítačích.

L

Nejnovější

ochrany

ochrany

  •  

    Úvod

    Stalo se již módní záležitostí vybavovat zesilovače ochranou reproduktorů proti ss napětí, k tomu nejčastěji slouží obvod ovládající výkonové relé a reproduktor je při poruše zesilovače odpojen. Odpojením reproduktoru však nikterak nechráníme samotný zesilovač, který nám případná porucha dále destruuje!

     

     

     

    HQQF řešení

    Zesilovače HQQF jsou pro tyto případy chráněny významně lépe. Obvod pro snímání ss napětí je sice obdobný jako jsou konkurenční obvody, ale samotné odpojení reproduktoru nestačí, navíc každé vložené sic výkonové relé do výkonové signálové cesty nese řadu rizik, přidává zkreslení, kontakty se opalují a výsledkem je dříve či poději významné zhoršení kvality zvuku.

    V případě přítomnosti ss složky v Modulu zesilovače HQQF-55-506W-5-1dojde k jejímu vyhodnocení, následně se uvede prostřednictvím optočlenu v činnost tyristor T1 v modulu  HQQF-55-200 inteligentního řízení napájení.

     

     

     

     

    Tyristor sepne relé K2, prostřednictvím něhož odpojí napájení hlavního transformátoru, následně se zpožděním několika ms prostřednictvím OK1 a OK2 zajisti zkratování napájení koncového stupně, čímž zajistí nejenom ochranu připojených reproduktorů, ale i ochranu koncového stupně.

     

    Grafy a měření

    Na grafu je patrné vypínání, kdy vypínací proud měřeného tyristoru přiváděný z optočlenu, spíná tyristor T1 pod hranicí 60µA.

    Optočlen zabudovaný v HQQF koncovém stupni má dvě diody, proto je měřena kladná i záporná ss složka. Graf je sestaven pro oba kanály Hi-Fi zesilovače HQQF.

     

     

     

    Závěr

    Z grafů je patrné, že k odpojení a zkratování napájení dojde při výskytu ss složky do cca 3V. Tato ochrana se dá využít i pro hlídání například teploty důležitých částí či jiných veličin a funkcí, kdy chceme zařízení rychle a bezpečně odpojit.

    HQQF ochrany nejenom že nedegradují akustický signál, chrání reproduktory a zesilovač před poruchou a ss složkou, navíc mohou chránit proti přetížení či přehřátí. Jedině u HQQF ochran se můžete setkat s měřením vypínacích napětí a jejich charakteristik.

     

     

    Diskuse

     

     

  •  

    Úvod

    Tu a tam se po českých webech řeší ten či onen problém, v posledních dnech se na Audiowebu řeší ochrana zesilovače spočívající v odpojení reproduktorů, ale také napájecího napětí.

     

    Mistři v akci?

    Celá diskuse působí poněkud zmateně a úsměvně, obzvláště když jde o téma mnoho let opomíjené a řešení zavrhované, zavrhované právě proto, že za jeho unikátním řešením je právě má maličkost, řešení které řadu let používám, řešení která vyšlo i v Praktické Elektronice - Amaterském Radiu, jako součást rozsáhlé série článků o zesilovačích té nejvyšší kvality a věrnosti, řešení které ochrání nejenom reproduktory, ale také zesilovač včetně zdroje, ale současně řešení, které jako všechny mé texty a články jsou soustavně ubohou konkurencí mazány, včetně jakýchkoliv stop k tomuto řešení vedoucí, jen tak se může stát, že diskuze probíhá právě takto zmateně.

    Tazatel v dobré víře vznese dotaz, že se dozví odpověď a nalezne optimální řešení, položí otázku s představou vlastního řešení a komunita? Bunta se snaží odpojit reproduktor, na kontaktech odpojovacího relé může vesele hořet oblouk, a čeká jestli přehoří pojistky, Daněček řeší co se může či nemůže stát přehořením jen jedné pojistky, někdo jiný poukazuje, že to relé ve schématu zřejmě nepřežije.

    Topologie Federmann?

    V topologii Federmann jsem myslel i na tyto extrémní situace, odpojování reproduktorů v takových situacích opravdu neřeším, neboť relé pro možnost vytažení oblouku nemusí být vůbec funkční, Buntova zcestná představa, že se tak může stát až po shoření koncových tranzistorů je přinejmenším mylná, pokud by došlo k poškození konců, šly by obě větve napájení do zkratu a na výstupu by nemohlo být napětí žádné, to Daněček je o krok dále, ale řeší odpojení jedné napájecí větve, takže taky mimo.

    Ať je příčinou stejnosměrné složky cokoliv, v Topologii Federmann je jediným řešením odpojení napájení, ale není to tak jednoduché, jak by se mohlo zdát. Pokud dáme do napájecí cesty pojistku, pak úbytek na ní může být i několik voltů, a takové napájení koncového zesilovače je nepoužitelné, i když je takto většina konstruktérů řeší. Napájení musí být v Topologii Federmann co nejtvrdší a filtrační kapacity musí být co nejblíže koncovým tranzistorům, odtud se dostaneme k řešení, které nemůže kapacity odpojovat.

    Když nejdou kapacity odpojovat, tak se musí elektrický náboj v nich kumulovaný zkratovat, ale zase takovým proudem, který nepoškodí jak kapacity, tak zkratovací obvody, přitom čas pro zánik napájení bude dostatečně krátký. Dalo by se říci, že je řešení na dohled, ale pokud zkratujeme napájení tak sice vybijeme filtrační kapacity, ale také uvedeme do zkratu vstupní část zdroje a budeme čekat až přehoří pojistka na vstupu transformátoru, na niž se může vytáhnout oblouk atd. atd. a původní problém se nám stěhuje do síťové části.

    V Topologii Federmann je i na tento fakt taky pamatováno, proto v případě poruchy nejdříve odpojíme primární vinutí transformátoru, a po cca 20ms nastupuje řízený zkrat obou napájecích větví, není to tak úplný zkrat, ale vybití přes 1Ω odpory, čímž se dostaneme k odpojení napájení v řádu 50ms. Takto řízené odpojení napájení nám dostatečně ochrání reproduktory, ale také nepřepálí pojistku a padá i Buntova mylná představa, že se tak stává po průrazu tranzistorů, neboť právě takové přetížení bývá příčinou destrukce koncových tranzistorů, ale my dokážeme odpojit napájení ještě dříve než k samotné destrukci výkonových polovodičů dojde.

    Uvedení ochran do činnosti může být závisle nejenom od výskytu stejnosměrné složky na výstupu, ale od řady dalších podmínek, zaleží před čím chceme zesilovač chránit. Řešení je přednostně navrženo tak, že stejnosměrná složka v koncovém stupni řady 507 či 514 prostřednictvím optočlenu spustí odpojení napájení, stejně tak lze ochrany spustit například od překročení teploty či čehokoliv jiného.  

    Závěr

    Co napsat závěrem, snad jen popřát mnohým hodně štěstí a úspěchů v hledání objeveného, a ať toho moc neshoří.

     

     

     

  • Úvod

    Proudové ochrany jsou dnes běžnou součástí většiny audio zesilovačů, zdálo by se, že je vše dokonale vyřešeno a není prostor pro další posun a pokrok, ale pod svícnem bývá největší tma a není všechno zlato co se třpytí.

    Proudové omezení zesilovačů HQQF 

    V článku Měření zesilovače HQQF-55-506W-5-1, malé impedance bylo nejenom popsáno, ale i měřeno proudové omezení konkrétního 5párového modulu HQQF-55-506, na obrázku je vidět naměřený průběh napětí na zátěží 200mΩ, kde je patrné omezení ±25A, což je přesně 5A na každý tranzistor.

     

    Průběh napětí na zátěží 200mΩ

     Proudové omezení opět na scéně

    Pro proudové omezení jsem použil vlastní netradiční řešení, které se vždy nesetkalo s pochopením, přesto že je u zesilovačů Topologie Federmann jako u jediné topologie nejenom deklarováno, ale i měřeno, u jiných topologii se jen uvádí, ale nikde není doložena skutečná funkčnost.

    Po úvodním článku rozsáhlé série článků o zesilovačích III. tisíciletí, o zesilovačích Topologie Federmann, se ozvala řada tazatelů s dotazem na tuto problematiku, tím se opět otevřela otázka funkčnosti proudových ochran, proudového omezení, které vesměs slouží k ochraně výkonových tranzistorů.

     

    Úvodní článek rozsáhlé série článků o zesilovačích III. tisíciletí, o zesilovačích Topologie Federmann

    Proudové omezení a jeho funkčnost či nefunkčnost

    Nedalo mi, abych se opět k problematice proudového omezení nevrátil, ne že bych chtěl vylepšovat dokonalost svého vlastního stokráte prověřeného a měřenéhozapojení, ale spíše, abych jej podrobil srovnání s řešením konkurenčním.

    Měření proudového omezení

    Na levé straně je principiální zapojení mnou použité v Topologii Federmann, na straně pravé je běžné zapojení používané u většiny konkurenčních zesilovačů. Na odporech R6 a R7, které slouží jako zátěž, můžeme měřit průběh proudového omezení a kontrolovat jeho funkčnost, stejně tak na snímacích odporech R5 a R1.

    Zdroje V3 a V4 slouží k nastavení klidového proudu 20mA, obě zapojení jsou přes odpory R4 a R3 buzeny zdrojem V2. Odpory R4 a R3 představují vnitřní odpor zapojení, které budí výkonové tranzistory a právě tyto vnitřní odpory, jak se ukazuje hrají nemalou úlohu ve funkčnosti celého zapojení, ale ne u obou zapojení, ale pouze u zapojení konkurenčního.

    Proudové omezení při impedanci budiče 100Ω

    Červený průběh znázorňuje skutečný průběh proudového omezení konkurenčních řešení, zelený průběh odhaluje skutečný průběh proudového omezení u Topologie Federmann, obé zapojení jsou buzeny zdrojem s krokovaným napětím amplitudy po 10V a výstupní impedancí 100Ω.

    Proudové omezení při odporu budiče 100Ω

    Proudové omezení při impedanci budiče 1000Ω

    Červený průběh znázorňuje skutečný průběh proudového omezení konkurenčních řešení, zelený průběh odhaluje skutečný průběh proudového omezení u Topologie Federmann, obé zapojení jsou buzeny zdrojem s krokovaným napětím amplitudy po 10V a výstupní impedancí 1000Ω.

    Proudové omezení při odporu budiče 1000Ω

    Závislost omezení na výstupní impedanci budiče

    Jak je s obou naměřených - nasimulovaných hodnot patrné, průběh proudového omezení u Topologie Federmann je na impedanci budiče téměř nezávislé, kdežto proudové omezení většiny konkurenčních řešení má závislost zcela astronomickou. Průběh proudového omezení u Topologie Federmann jasně deklaruje, že omezení nastupuje v blízkosti 5A a nepříliš tuto hodnotu při různých podmínkách překračuje, kdežto běžné konkurenční řešení šahá po omezení proudu již pod proudem  3A, pak dle průběhu vstupního napětí a hlavně v závislosti na velikosti impedance budiče, nemá problém ponechat proud překročit i 8A!

    Z uvedeného, simulovaného a měřeného vyplývá, že funkčnost proudového omezení u Topologie Federmann je téměř dokonalá, kdežto i konkurenčního, naprosto běžného řešení se o nějakém zaručeném proudovém omezení vůbec nedá mluvit.

    Proudové omezení převodní charakteristiky

    Mnohem více o jednotlivých vlastnostech napoví převodní charakteristiky, kde na vodorovné ose máme vstupní napětí a na ose svislé máme výstupní proud a platí co již bylo napsáno: "Průběh proudového omezení u Topologie Federmann jasně deklaruje, že omezení nastupuje v blízkosti 5A a nepříliš tuto hodnotu při různých podmínkách překračuje, kdežto běžné konkurenční řešení šahá po omezení proudu již pod proudem  3A, pak dle průběhu vstupního napětí a hlavně v závislosti na velikosti impedance budiče, nemá problém ponechat proud překročit i 8A!"

    Proudové omezení - převodní charakteristiky

     

    Jednotlivé průběhy jsou seshora směrem dolů, postupně pro impedanci budičů 100Ω, 200Ω, 400Ω, 800Ω a 1600Ω, je parný vliv na proudové omezení, jen připomenu, že zelené jsou pro zesilovače HQQF Topologie Federmann, a červené pro většinu současných konkurenčních řešení.

    O funkčnosti či nefunkčnosti toho či onoho řešení, nechť si každý udělá obrázek sám, každý si rovněž může sám funkčnost proudového omezení u svého zesilovače proměřit, jen je třeba postupovat tak, aby bylo něco naměřeno a zesilovač to přežil. Jednoduchá nápověda je v článku Měření zesilovače HQQF-55-506W-5-1, malé impedance.

     

     

     

     

     

     

     

     

     

L

Nejnovější

Copyright © 2019 Hi-FI svět. Všechna práva vyhrazena.
Joomla! je svobodný software vydaný pod licencí GNU General Public License.

B

Hi-Fi svět - ISSN 1803-733X

Stránky vydává Bohumil Federmann, Kunovice 7, 75644 Loučka, Česká republika, federmann@seznam.cz