Zabezpieczenie wzmacniacza przed odłączeniem obciążenia

[PiotrRDiablo]

Witam.
Stanąłem przed koniecznością zabezpieczenia wzmacniacza lampowego (SE na 6P14P w klasycznym układzie teoretycznie 4,8 W na 8 om, czyli maksymalnie 6,2 V na obciążeniu) przed odłączeniem obciążenia (transformator głośnikowy jest podłączony przez przekaźnik, który może ulec awarii). Co się zazwyczaj dzieje w takim przypadku wszyscy wiedzą
Opracowałem układ poniżej, dziś zlutowałem i pomierzyłem zasilając z transformatora sieciowego. Wyniki pomiarów są bardzo obiecujące. Do około 7,2 V układ udaje, że go nie ma, jeśli jednak napięcie przekroczy około 8,1 V prąd gwałtownie rośnie ograniczając napięcie do około 8,6 V plus spadek napięcia na szeregowym rezystorze 3,3 om.
Rezystor dodałem, żeby ograniczyć gwałtowny spadek impedancji po przekroczeniu napięcia ustawionego diodą Zenera.
W mostku prostowniczym szybkie diody krzemowe, tranzystory to o wiele za mocne do tej konstrukcji 2SB1420 - akurat były pod ręką i przy traconej tu mocy nie wymagają radiatorów.

I tu kilka pytań:
- czy układ ma sens ? W/g wyników pomiarów działa - na wzmacniaczu jeszcze nie testowałem
- czy stosować ten rezystor szeregowy - w/g mnie tak (o jakiej wartości ?),
- co sądzicie o takim zabezpieczeniu ? Ograniczenie napięcia do 10 V na wyjściu powinno skutecznie zabezpieczyć transformatory i lampy końcowe przed uszkodzeniem.

[Krzysztof_M]

Ciekawy układ, nie wpadłem na to by sztucznie obciążać trafo w przypadku braku obciążenia.
Ale jeśli ja miałbym taki układ wykonać, to wydaje się, że mniej inwazyjną w sygnale metodą (ostatecznie nawet jak jest cicho to układ pobiera te 5,5 mA wprost z sygnału wyjściowego).
Badałbym poziom sygnału na wyjściu i po przekroczeniu wartości granicznej zwierałbym, np. mikro przekaźnikiem, sygnał wejściowy do masy).
Ostatecznie sam brak obciążenia nas nie boli przy braku sygnału sterującego, a inwazyjność w ścieżkę sygnału ogranicza to do minimum.

[PiotrRDiablo]

Tak jak zauważyłeś układ pobiera te 5,5 mA przy 7,4 V, ale maksymalne napięcie wyjściowe nie przekroczy 6,2. ( w praktyce 5,5 V bo od 4 W zniekształcenia już słychać).
Przekaźnika dołączającego jakieś sztuczne obciążenie nie brałem pod uwagę, ponieważ przekaźnik ma jakiś czas zadziałania, poza tym myśląc o tym zabezpieczeniu chciałem, żeby było całkowicie elektroniczne, do pewnej mocy nie wpływało na pracę wzmacniacza i działało na podobieństwo warystora.

[Krzysztof_M]

Tak jak zauważyłeś układ pobiera te 5,5 mA przy 7,4 V, ale maksymalne napięcie wyjściowe nie przekroczy 6,2. ( w praktyce 5,5 V bo od 4 W zniekształcenia już słychać).
Przekaźnika dołączającego jakieś sztuczne obciążenie nie brałem pod uwagę, ponieważ przekaźnik ma jakiś czas zadziałania, poza tym myśląc o tym zabezpieczeniu chciałem, żeby było całkowicie elektroniczne, do pewnej mocy nie wpływało na pracę wzmacniacza i działało na podobieństwo warystora.

Miałem na myśli mały mikro przekaźnik zwierający sygnał na siatce pierwszej lampy (albo nawet tylko końcowej).
Ale to taka dygresja, że ja to bym inaczej wykonał. Twój pomysł, przynajmniej w teorii, wydaje się rzeczywiście szybszy.

Mam nadzieję, że to nie jest wzmacniacz gitarowy, ponieważ wtedy często operowałbyś na granicy zadziałania Twojego układu

[brys]

Takie coś:
http://www.tme.eu/pl/details/1.5ke8.2ca ... ittelfuse/
razem z tym rezystorem szeregowym powinno dać ten sam efekt.

Miałem na myśli mały mikro przekaźnik zwierający sygnał na siatce pierwszej lampy (albo nawet tylko końcowej).
Ale to taka dygresja, że ja to bym inaczej wykonał. Twój pomysł, przynajmniej w teorii, wydaje się rzeczywiście szybszy.

Ten układ jest po to by nie przebiło transformatora głośnikowego czy lampy. Przepięcie może powstać właściwie w tej samej chwili co odcięcie obciążenia, więc układ z przekaźnikiem po prostu nie zadziała, a może nawet pogorszy sprawę. W końcu skok napięcia powstaje przy zatykaniu lampy, nie przy jej otwieraniu.

Mam nadzieję, że to nie jest wzmacniacz gitarowy, ponieważ wtedy często operowałbyś na granicy zadziałania Twojego układu

Napisał że "od 4 W zniekształcenia już słychać", więc chyba audio.

[Vic384]

Czesc
Kazdy transformator glosnikowy ma wytrzymalosc na przebicie co najmniej 1000V, wiec mozna latwo zmodyfikowac uklad zabezpieczenia tak, aby nie znieksztalcal przy 4W. Pierwsze, to trzeba zmienic opornik 150 om w bazie, na 1k. Wymienic diode zenera z 6V na 10 czy nawet na 12V. Ostatnia zmiana, to wymienic diody na serie szybka, np 1F4000. Diody powinne byc szybkie, aby uklad pracowal w calym pasmie akustycznym I impulsach, a nie tylko przy 50Hz.
Pozdrowienia

[PiotrRDiablo]

Gdzieś mi zginął post - jak się pojawi to przepraszam.
O transilu nie pomyśłałem - mam tylko wątpliwość, patrząc na jego obudowę, czy wtraci np. 4 W (choć w nocie katalogowej podano, że wytraca do 6,5 W na radiatorze przy temperaturze 75 stopni). Myślałem też o 2 diodach Zenera mocy na radiatorze połączonych szeregowo - ale nie było pod ręką, więc powstał układ na tranzystorach, przy mocy których radiator jest zbędny.
Tak jest to wzmacniacz audio, nie gitarowy - dla gitarowca próg ograniczenia ustawiłbym dużo wyżej.
Wzmacniacz powstał do słuchania w zaciszu domowym (normalnie słucham na 2-3 W mocy to zresztą przeważyło i wybrałem SE a nie PP) zwłaszcza z gramofonu analogowego.
Zastosowane diody to diody szybkie (czas przełączania 200 ns), co do rezystora 150 om - zgoda, choć nie wiem, czy przy mocy tego wzmacniacza będę ten rezystor ruszał.
Policzmy. Układ zacznie pobierać pojedyncze mA przy: napięcie diody Zenera 6,2 V + napięcie progowe mostka 1,5 V / 1,41 co daje 5,5 V co natomiast daje moc 3,8 W na 8 omach - i to jest moc właściwie maksymalna, bo przy około 4 W w tym układzie wzmacniacza zniekształcenia są już słyszalne.
Celowo ustawiłem napięcie progowe tak nisko, po wykonaniu pomiarów.

[Krzysztof_M]

W obliczu faktów i argumentacji jestem skłonny przyznać Ci rację. Twój układ będzie szybszy, a to rzeczywiście się tutaj liczy.
Może jedynie przeprowadziłbym bardziej szczegółowe pomiary wpływu układu na sygnał i postarał się to zminimalizować.

[brys]

Gdzieś mi zginął post - jak się pojawi to przepraszam.
O transilu nie pomyśłałem - mam tylko wątpliwość, patrząc na jego obudowę, czy wtraci np. 4 W (choć w nocie katalogowej podano, że wytraca do 6,5 W na radiatorze przy temperaturze 75 stopni).

Zawsze możesz zrównoleglić kilka takich dwójników transil z rezystorem Nie sądzę, żeby ktoś długo "słuchał" wzmacniacza, w którym odpięły się głośniki. Druga rzecz to nie słucha się sinusa, tylko muzyki, a ta ma zupełnie inny przebieg. Średnia moc będzie relatywnie mała, ale w impulsach wielokrotnie większa. Dlatego najprawdopodobniej nie ugotujesz zabezpieczenia. Z tego samego powodu nie możesz go ustawić na niskim progu napięcia i gwałtownym załączaniu bo wyjdzie z całego wzmacniacza symulator małej kostki scalonej, zasilanej niskim napięciem. Trzeba by obejrzeć przebieg muzyczny na wyjściu z zabezpieczeniem i bez, najlepiej na oscyloskopie z długą poświatą, żeby zobaczyć na ile obcina szczyty impulsów przy normalnym, głośniejszym graniu.

[PiotrRDiablo]

Sprecyzujmy jedną rzecz. Pisząc o zniekształceniach miałem na myśli zniekształcenia samego wzmacniacza, które występują również bez układu zabezpieczającego. Nie dysponuję miernikiem zniekształceń, określałem je "na słuch". Ustawiałem jakiś poziom głośności, i usiłowałem "usłyszeć" zniekształcenie najgłośniejszych fragmentów, jeśli coś słyszałem ustawiałem miernik na zapamiętanie największego napięcia na obciążeniu i na tej podstawie określałem moc.
W/g tej metody wyszło mi, że do około 3 W na pewno nie słyszę zniekształceń, przy około 3,5 W nie byłem pewien, od 4 W zniekształcenia są słyszalne.
Zresztą z wyników pomiarów, moim skromnym zdaniem, jednoznacznie wynika, że wpływ układu w zakresie do 4,5 W jest żaden. Zauważcie, że maksymalne napięcie wyjściowe nie przekroczy 6,2 V (4,8 W) a układ dla 7,4 V wprowadza obciążenie 1350 om, czyli żadne. Dla 6,2 V obciążenie będzie jeszcze mniejsze, a w praktyce nie będę słuchał głośniej, niż na 4 W (ze względu na zniekształcenia układu) czyli w tym zakresie napięć układ nie wpływa na działanie wzmacniacza.
Prawdziwe ograniczanie napięcia zaczyna się dopiero od około 8 V i tak miało być.
Początkowo Zenera w układzie miała napięcie 7,5 V, po przeprowadzeniu pomiarów zastosowałem diodę na napięcie 6,8 V, powtórzyłem pomiary, znowu zmieniłem diodę na tym razem 6,2 V i po pomiarach (załączonych do schematu) uznałem, że jest optymalnie.

[Krzysiek16]

Ja bym się nie bawił w skomplikowane układy. Opornik o wartości rzędu kilkudziesięciu omów równolegle z gniazdkiem wyjściowym powinien w pełni zabezpieczyć transformator i lampę końcową. To nie jest gitarowa końcówka na 100W, w której pojawią się kilowolty przy odłączeniu obciążenia, tylko miniaturka, która nie ma nawet 5W.

[PiotrRDiablo]

Ale dlaczego się nie pobawić ? Po to przecież budujemy różne układy
Rezystor w pewnym zakresie rozwiąże sprawę, ale będą na nim straty mocy cały czas, a taki układ zaistnieje dopiero jak będzie potrzebny i dlatego go zastosowałem. Jak będzie chwila czasu pomierzę ten układ we wzmacniaczu plus pomiary samego wzmacniacza. Ale szybko to nie nastąpi bo w pracy przenosimy z kolegą sprzęt komputerowy na nowy budynek i pracuję 7 dni w tygodniu przez następne 2-3 tygodnie
P.S.
Co do bawienia to wychodzi, że bardzo lubię się bawić. Wzmacniacz ma czysto lampowy tor audio, ale zasilacze są stabilizowane, żarzenie lamp prądem stałym z powolnym narastaniem napięcia, itp.

[Krzysztof_M]

Ja bym się nie bawił w skomplikowane układy. Opornik o wartości rzędu kilkudziesięciu omów równolegle z gniazdkiem wyjściowym powinien w pełni zabezpieczyć transformator i lampę końcową. To nie jest gitarowa końcówka na 100W, w której pojawią się kilowolty przy odłączeniu obciążenia, tylko miniaturka, która nie ma nawet 5W.

Ja w swoich konstrukcjach wstawiałem opornik 100 Ω i zawsze robiłem próby z pełnym wysterowaniem i bez obciążenia. Nigdy nic złego się nie działo.
Ale sama idea automatycznego zabezpieczenia mi się podoba, jest pomysłowa.

[saico]

W starych wzmacniaczach z odłączanymi kolumnami były gniazdka, które po wypięciu z niego wtyku zwierały wyjście głośnika do masy.

[przemak]

W starych wzmacniaczach z odłączanymi kolumnami były gniazdka, które po wypięciu z niego wtyku zwierały wyjście głośnika do masy.

Jak na ten przykład w fenderach: