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ENCYCLOPÉDIE DE LA RADIOÉLECTRONIQUE ET DU GÉNIE ÉLECTRIQUE Unité de protection AC universelle. Encyclopédie de l'électronique radio et de l'électrotechnique
Encyclopédie de l'électronique radio et de l'électrotechnique / Haut-parleurs L'unité universelle de protection des haut-parleurs est composée de pièces de petite taille et peut être intégrée à n'importe quel amplificateur ne disposant pas d'une telle protection. La particularité de cet appareil est l'utilisation d'une alimentation secteur intégrée, de relais électromagnétiques fiables et d'une indication LED de l'apparition d'une tension constante à la sortie de l'amplificateur. L'appareil offre une latence et une protection stables même après une perte momentanée de la tension secteur. Il est connu que lorsque l’amplificateur est mis sous tension, un clic fort (pop) peut se produire dans le système de haut-parleurs. Pour éliminer ce phénomène, il est nécessaire de connecter la charge à la sortie de l'UMZCH avec un certain délai suffisant pour terminer tous les processus transitoires (généralement 1...3 s) [1]. Lorsque l'alimentation est coupée, le haut-parleur doit s'éteindre jusqu'à ce que les condensateurs de stockage du filtre de puissance de l'amplificateur soient sensiblement déchargés (de plus de 20 %). Sinon, le processus d'arrêt peut également créer des sons ou des clics désagréables. Le module présenté met en œuvre les fonctions d'allumage et d'extinction silencieux de l'amplificateur (en fait le haut-parleur), et vous permet également de protéger les têtes LF du haut-parleur lorsqu'une tension constante apparaît à la sortie de l'UMZCH associée à son fonctionnement d'urgence ou à sa panne. caractéristiques techniques
Il n'y a aucune question concernant la mise en œuvre du retard et la protection des enceintes. Mais comment éteindre rapidement l'enceinte lorsqu'il y a une perte de tension secteur (relativement de courte durée), mais suffisante pour qu'un processus transitoire et un clic se produisent ? Il existe deux options raisonnables : utiliser des informations sur la présence d'une tension alternative dans l'un des enroulements secondaires existants du transformateur alimentant l'UMZCH (tel qu'implémenté dans le microcircuit μRS1237 [2]), ou utiliser un transformateur de puissance séparé (ou un transformateur supplémentaire enroulement du transformateur UMZCH) pour l'unité de protection. La première option impose certaines restrictions, réduisant la polyvalence du module. La seconde vous permet d'utiliser un condensateur de lissage de petite capacité pour alimenter l'appareil, grâce auquel l'unité de protection est garantie d'éteindre le haut-parleur plus rapidement que les condensateurs de l'alimentation UMZCH ne se déchargent. Évidemment, la deuxième option est plus fiable et plus simple à mettre en œuvre, vous permettant de connecter le module à presque n'importe quel amplificateur. L'inconvénient de cette solution est le coût plus élevé dû à l'utilisation d'une alimentation supplémentaire, mais la polyvalence et la fiabilité prédominent ici. Le schéma de l'appareil est présenté sur la Fig. 1. Ses entrées doivent être connectées aux sorties des canaux stéréo UMZCH, et les sorties - aux charges (AC) des canaux correspondants. Le fil commun du module haut-parleurs (ou crossover) est connecté directement au fil commun de l'amplificateur.
Lorsque la tension d'alimentation est appliquée, le condensateur C6 se charge lentement à travers la résistance R10 jusqu'à 1,9 V (déterminé par le rapport des résistances des résistances R10 et R11), ce qui est suffisant pour activer le transistor VT4. Les relais K1, K2 sont activés et la charge est connectée à l'amplificateur. Lorsqu'une tension constante supérieure à ±2...3 V apparaît à l'une des entrées de l'appareil (contacts X0,6a, X0,7a), le transistor correspondant s'ouvre (VT1 - pour tension de polarité positive, VT2 - polarité négative), y compris l'émetteur. diode de l'optocoupleur U1 ou U2. Le phototransistor éclairé de l'optocoupleur à travers la résistance R8 décharge le condensateur C6 et le transistor à effet de champ VT4 se ferme, désexcitant le relais. La lueur de la LED HL1 indique que le haut-parleur est éteint et que l'UMZCH fonctionne mal. La résistance R8 limite le courant de décharge du condensateur C6 et le diviseur de résistance R4R5 fournit un point médian artificiel de la tension d'alimentation. La plupart de ces dispositifs de protection et de temporisation pour l'allumage des enceintes présentent un inconvénient désagréable : l'absence de délai lors du redémarrage peu de temps après la mise hors tension. Un exemple d’une telle situation est une perte d’électricité à court terme dans le réseau. Cet inconvénient ne permet pas d'obtenir un niveau de protection adéquat pour les enceintes et pour tous les équipements en général où un tel appareil est utilisé. Pour éliminer cet inconvénient, les éléments R9, C5, VT3 ont été introduits. Ce circuit est brièvement activé lorsque la tension d'alimentation disparaît et réapparaît, déchargeant le condensateur C6, qui assure le démarrage ultérieur normal de l'unité de protection. L'utilisation du transistor à effet de champ VT4 avec une tension d'ouverture réduite (environ 1,5 V) fournit une tension de charge plus faible pour C6 et le temps de redémarrage est presque égal au temps de la première mise sous tension. Tout en maintenant des temps de charge et de décharge constants du condensateur C6, sa capacité peut être considérablement réduite en augmentant en conséquence la résistance des résistances R8-R11. Il n'est pas recommandé d'augmenter la capacité du condensateur C1 - cela détermine la vitesse d'arrêt de l'unité de protection. À tension secteur nominale 230 V et température ambiante 25 оAvec stabilisateur DA1 chauffe jusqu'à 50...52 оC. Lors d'un test à une tension alternative maximale de 274 V (limitée par les capacités du LATR), l'échauffement du stabilisateur était de 64...65 оC - tout est dans les limites normales. Si nous excluons la résistance R1, alors la limite inférieure admissible de l'alimentation électrique de l'unité tombera à 170 V, mais en même temps l'échauffement de DA1 augmentera en moyenne de 10...12 оC. Il est clair que ce changement n'est conseillé que pour les zones où la tension du réseau est toujours inférieure à la tension nominale. Si nous imaginons une situation où les deux canaux de l'UMZCH tombent en panne et que dans le premier canal une tension d'une polarité est formée à la sortie, et dans le second - de polarité opposée, égale en amplitude à la tension à la sortie du premier canal (avec une différence inférieure à 0,6...0,7 V), puis après addition à travers les résistances R2 et R3, le résultat est une tension qui n'est pas suffisante pour ouvrir le transistor VT1 ou VT2. C'est-à-dire que le système de protection ne fonctionnera pas, ce qui constitue un inconvénient (il peut être surmonté en modifiant la résistance de l'une de ces résistances de ±10 %). Mais la probabilité d’un tel événement est négligeable et constitue plutôt un exemple de simulation de défaillance hypothétique. Le circuit imprimé (Fig. 2), mesurant 66x45 mm, est réalisé sur une feuille de fibre de verre et est conçu pour l'installation de transistors dans des boîtiers SOT-23, de résistances de taille 0805 (à l'exception des résistances R1 et R13 - 1206), de condensateurs C2, C5 de taille 0805 et diode VD2 en boîtier SMA. Sur la photo fig. La figure 3 montre la carte montée du côté soudure des pièces de montage en surface.
Comme T1, un transformateur de faible puissance TPK-2 avec un enroulement secondaire de 12 V est utilisé. Le pont de diodes peut être l'une des séries DB103S-DB107S ou MB2S-MB6S, pour lesquelles deux emplacements sont prévus sur la carte de circuit imprimé. Diode VD2 - toute avec un courant direct de 1 A et une tension inverse admissible d'au moins 200 V. Les enroulements du relais ne doivent pas avoir une consommation de courant supérieure à 30 mA (haute sensibilité) à une tension de 12 V. Il serait possible d'utiliser un relais avec deux paires de contacts, mais l'auteur n'a pas pu en trouver un pour une commutation courant supérieur à 8...10 A. Les avantages de ceux-ci dans le schéma de relais TRU-12VDC-SB-CL sont qu'ils ont un revêtement AgCdO (oxyde d'argent-cadmium) sur les contacts, résistant à l'usure mécanique et une commutation maximale courant de 12 A. Ils peuvent être remplacés par des relais 73VDC SRD (T12) plus abordables -LS-C de SONGLE, permettant un courant de commutation jusqu'à 10 A. Presque tous les optocoupleurs U1, U2 peuvent être utilisés avec la structure appropriée, par exemple PS2501, PC817. LED HL1 - n'importe laquelle, de préférence rouge, par exemple de la série AL307 ou autres. Les transistors VT1-VT3 peuvent être remplacés par tout autre transistor de faible puissance de structure et de taille appropriées. Il est possible d'utiliser MMBT5551, MMBT4401 (VT1, VT3) et MMBT5401, MMBT4403 (VT2). En remplacement du transistor à effet de champ (FET) à canal N VT4 avec une faible tension de seuil de grille, nous pouvons recommander NTR4003N, IRLML2502. Si de tels remplacements ne sont pas disponibles, il est alors permis d'utiliser un autre FET à canal N avec une grille isolée, en se concentrant sur une résistance de canal ouvert ne dépassant pas 3...5 Ohms, une tension drain-source maximale d'au moins 20 V et un courant de drain maximum d'au moins 300 mA. Dans ce cas, les modifications suivantes devront être apportées au circuit : R8 = 75 Ohm, R10 = R11 = 68 kOhm, C6 = 47 µF à 16 V. Mais rappelez-vous que le temps de retard pour un redémarrage rapide diminuera légèrement. Étant donné que le niveau de commutation du seuil pour différents PT peut différer considérablement, il peut être nécessaire d'ajuster le temps de retard de commutation du relais en sélectionnant une paire de résistances R10, R11 à partir de la condition de leur égalité. Le fusible FU1 peut être utilisé pour un courant de 0,16 ou 0,25 A, par exemple le fusible domestique VP4-10 0,2 A, qui a de petites dimensions et des câbles flexibles pour un montage sur une carte. Borniers X1-X3 - DG127, série XY304 ou similaire. Comme le montre le schéma, le contact central de X1 n'est pas utilisé. Ceci est fait afin d'augmenter l'écart entre les conducteurs d'alimentation secteur. L'appareil assemblé (sa photo sur la figure 4) ne nécessite aucun réglage et fonctionne immédiatement après la mise sous tension. Sa conception a été répétée à plusieurs reprises et sa haute fiabilité est confirmée par un fonctionnement à long terme.
En figue. La figure 5 montre un schéma permettant d'éliminer un transformateur de petite taille. A titre d'exemple, est présenté un circuit simplifié de l'alimentation UMZCH avec une tension de +/-30 V. Dans le même temps, le circuit et la méthode de connexion du module à l'amplificateur sont légèrement modifiés.
Le module dispose d'une alimentation bipolaire via les résistances d'amortissement R8, R9, de sorte que la formation d'un point médian artificiel n'est pas nécessaire (résistances R4, R5 sur la Fig. 2). Pour une plus grande efficacité, les relais sont connectés en série et un condensateur (C4) est ajouté comme filtre de puissance. Un redresseur demi-onde est réalisé sur les composants VD1, R5, C3, dont la tension est fournie à l'optocoupleur U3. Dans l'état initial, en raison de la résistance R10, le transistor VT3 est en mode saturation, shuntant le condensateur C5 jusqu'à ce qu'une tension apparaisse sur la diode électroluminescente de l'optocoupleur U3, après quoi VT3 se ferme et C5 commence à se charger lentement, ouvrant le transistor VT4. Dans ce cas, le temps de retard total pour connecter la charge atteint 2...2,5 s. Lorsque l'amplificateur est éteint, le condensateur C3 se décharge rapidement, désexcitant l'optocoupleur U3. Le transistor VT3 s'ouvre et décharge le condensateur C5, ce qui entraîne la désactivation des relais avec la charge. Ainsi, un mécanisme d'arrêt rapide est mis en œuvre avec une durée totale ne dépassant pas 0,3...0,5 s. Le démarrage ultérieur de la commutation se produit avec un condensateur C5 déchargé, contrairement au circuit de la Fig. 2, sa décharge forcée n'est pas nécessaire. En tant que VT4, vous pouvez utiliser un PT à canal N avec une tension d'ouverture de seuil de 2...5 V et un courant de drain maximum d'au moins 1 A, par exemple IRF510-IRF540, IRF610-IRF640. Diode de redressement VD1 - toute avec une tension inverse d'au moins 100 V et un courant direct de 100 mA : SF12-SF16, 1 N4002-1N4007, etc. Lors de l'utilisation de relais avec des enroulements consommant un courant de 50 mA, il est nécessaire de changez les valeurs des résistances R8, R9 à 330 Ohm. Note. Pour augmenter la fiabilité de fonctionnement, une résistance d'une résistance de 3...1 kOhm doit être installée entre la base et l'émetteur du transistor VT50 (Fig. 100). littérature
Auteur : N. Vashkalyuk
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