Электронная защита для ремонта УМЗЧ

Ремонт усилителей звуковой частоты, особенно большой мощности, может потребовать не только массу времени и усилий. Многие, после замены вышедших из строя элементов с опаской включают его в сеть. А все ли неисправности найдены? Ошибки, иногда возникающие даже у опытных радиолюбителей, могут привести к существенным материальным затратам. Плавкий предохранитель сгорает последним… Предлагаемое устройство защиты поможет в большинстве случаев избежать убытков и даст ремонтируемому или изготовленному устройству второй шанс.

Принцип работы электронной защиты заключается в ограничении потребляемого тока усилителем при наличии каких-либо неисправностей.

Принципиальная схема электронной защиты усилителя представлена на рисунке ниже.

Измерение тока в нагрузке осуществляется с помощью резистора R9. До тех пор, пока падение напряжения на нём не превышает около 0,55В, транзистор VT5 закрыт, а следовательно, ключ на транзисторе VT7 открыт. Стабилитрон VD5 ограничивает напряжение затвор – исток VT7 до безопасного для него уровня. Рост тока в нагрузке приводит к открыванию транзистора VT5, который начинает уменьшать напряжение затвор – исток ключа VT7, что приводит к увеличению сопротивления сток – исток, а значит, к уменьшению тока в нагрузке. Ток ограничения определяется выражением I=0,55/R, где R – сопротивление резистора R9, Ом.

Индикация ограничения тока осуществляется с помощью ключей VT1, VT2 и светодиода HL1. Стабилитрон VD3 определяет порог переключения ключей, при напряжении затвор – исток транзистора VT7 меньшем, чем 7,3В, транзистор VT3 закрывается, а VT1 открывается, что вызывает свечение светодиода HL1.

Светодиод HL3 индицирует наличие напряжения в нагрузке. Стабилитрон VD9 не допускает свечения HL3 при напряжении на нагрузке меньшем 20В, что бывает удобно для визуального определения степени перегрузки по току. Например, если известно, что напряжение питания усилителя равно 80В, ток ограничения задан в 0,2А, светодиод HL1 индицирует ограничение, а HL3 не светится, то это означает, что ток нагрузки как минимум в 4 раза (80В/20В = 4) превышает ток ограничения. Что недопустимо много для тока покоя усилителей, за исключением тех, что работают в классе А.

Номиналы и типы элементов схемы рассчитаны для работы при питающих напряжениях от ±25 до ±100В. Ток ограничения задан около 180 мА. Его можно изменить, подобрав соответствующий номинал резистора R9 (R10 для цепи отрицательного напряжения питания). Однако не стоит забывать, что при малых сопротивлениях нагрузки, а тем более в режиме короткого замыкания, на регулирующих транзисторах VT7, VT8 рассеивается мощность, равная P = U*Iогр, где U, В – питание одного плеча усилителя, Iогр, A – ток ограничения. С учётом возможного нагрева кристалла до 125 градусов для данных транзисторов желательно ограничить максимальную рассеиваемую мощность значением в 25 Вт. В том случае, если необходим больший ток ограничения, а значит большую мощность рассеивания транзисторов, необходимо использовать экземпляры последних либо с большей допустимой мощностью, либо применить два параллельно включённых транзистора указанного типа.

В качестве замены транзисторам VT1…VT6 подойдут любые, с допустимым максимальным напряжением коллектор – эмиттер не менее 120В соответствующей проводимости для питающего напряжения 100В.

Печатная плата (под ЛУТ-технологию) и схема расположения элементов ограничителя тока изображена на рисунках ниже.

Транзисторы VT7, VT8 прикручиваются на небольшие радиаторы, следует избегать продолжительной работы в режиме ограничения тока, тем более – в режиме короткого замыкания.

Устройство, собранное без ошибок и из исправных компонентов, какой-либо регулировки не требует. Для проверки его работоспособности достаточно подать от источника питания напряжение 15В и замкнуть выходную цепь накоротко. При этом индикаторы HL1 (HL2) должны светиться.

Электронная защита не требует внешнего источника питания и подключается во время ремонта или регулировки, к источнику питания самого усилителя.

На фото ниже, усилитель Park Audio VX900. Поскольку данная модель использует два двухполярных источника для питания усилителя мощности, используется две платы электронной защиты.

Ниже вы можете скачать печатную плату в формате PDF и DWG (Autocad)

Список радиоэлементов

^{Скачать список элементов (PDF)}