UMZCH 保护系统。方案、说明

UMZCH 保护系统。无线电电子电气工程百科全书

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目前，任何现代音频功率放大器（UMZCH）都包含一个系统，用于在负载短路（短路）或音响系统（AS）低电阻的情况下保护输出级（VC）免受过流影响。同一系统可保护扬声器免受 UMZCH 输出恒定电压和次声频率波动的影响。此外，高质量 UMZCH 在将扬声器连接到 UMZCH 输出时提供了延迟（在瞬态持续时间内），这对于保护扬声器在打开时免受喀哒声以及自动断开 UMZCH 与电源的连接是必要的如有任何故障。

保护扬声器免受 UMZCH 输出端恒定分量影响的最简单、最常见的方法之一是将保险丝与扬声器串联。在 UMZCH 输出端存在恒定电压的情况下，直流电流流过动圈磁头 (DG) 的音圈，该动圈磁头通常是低频的，电流连接到 UMZCH 的输出。如果电流足以烧断保险丝，则交流电与 UMZCH 断开。然而，当然有这么简单的方法。这不是最佳选择，因为在交流保险丝烧断之前，它会在恒定电压下持续一段时间。为了缩短熔断时间，熔断器的额定电流应比熔断电流小三倍，比交流电可承受的最大电流小几倍。

乍一看，这里没有什么特别的问题，因为如果 UMZCH 输出级的一个晶体管击穿，输出将具有接近 VC 电源电压的电压。因此，在 32 V 电压下，通过标称电阻为 4 欧姆的交流电的电流约为 8 A，2 安培保险丝将成功完成其任务。但如果输出根本不是 32 V，而是 7 V，该怎么办？在这种情况下，2 安培保险丝不会断开扬声器与 UMZCH 的连接，并且 DG 音圈将逐渐升温，这可能会导致其故障。

此外，借助保险丝保护扬声器会产生热失真、谐波失真和互调失真，从而降低整个 UMZCH 的质量指标[1]。通过使用高额定值的保险丝可以最大限度地减少这些失真，但这样保护就会变得无效。此外，此方法无法保护扬声器免受次声振动的影响，次声振动可能会损坏 DG 的扩散器。

保护扬声器的另一种方法是使用特殊的电子电路，该电路可以快速确定 UMZCH 输出端是否存在恒定电压或次声频率振荡并关闭扬声器。然而，可能会发生这样的情况：如果 VC 由于“电源电压下降”而发生故障（当交流保护系统与 VC 从同一电源记录时），则交流保护系统将无法工作，但可以消除此缺点通过为保护系统使用单独的电源。

至于 VC 的过流保护，同样可以采用两种方法：保险丝和电子电路。然而，尝试用保险丝保护半导体器件是没有用的：典型的半导体在保险丝熔断之前很久就会因过流而失效，只有高速电子电路才能提供可靠的过载保护。

但从以上所有内容来看，并不意味着您需要忘记保险丝。电源变压器的次级电路中需要有熔断器，以防止桥式整流器短路时过热。电源保险丝是强制性的。主电源和次级保险丝必须是慢速的，这样它们就不会在通电时由于存储电容器的充电和变压器的启动电流而在浪涌期间熔断。

还应该提到的是与启动电流 UMZCH 的斗争。为此，在功能强大的UMZCH中，软启动系统（SPP，Soft Start）越来越多地被使用。软启动的目的是减少启动电流，延长电源开关触点的寿命，并避免电源保险丝不必要的熔断。

在中等功率放大器中，NTC 可以使用负温度系数 (NTC) 电阻器来实现。与电源变压器的初级绕组串联。当放大器打开时，随着热敏电阻的加热，其电阻在零点几秒内从初始的相对较大的值减小到几乎为零，从而限制了电流浪涌。该解决方案的优点是仅使用一个附加元件。同时，基于NTC电阻的SPP电路的主要缺点是UMZCH关断后热敏电阻的冷却缓慢。因此，当放大器关闭后立即再次打开时，NTC电阻没有时间冷却，电流浪涌仅被部分平滑。

在工业和业余无线电设备中，限流级被广泛使用，其中一个强大的电阻器与电源变压器的初级绕组串联以对抗电流浪涌。一段时间后，该电阻器被继电器触点分流 [2J. 在这种情况下，NTC电阻电路的缺点不存在，但电流浪涌抑制电路的复杂性增加，成本也增加。为了防止变压器连接到电源时出现大的电感瞬变，串联电阻和电容器的电路与变压器的初级绕组或电源开关的触点并联放置[3, 4]。

UMZCH保护系统，其示意图如图1所示。 5 是根据上述说明构建的。与[1]中的保护方案不同，它更简单。保护系统由独立电源 (PS) 供电，该电源由 T19、VD13、C12 元件制成。相同的 IP 充当备用电压源 (2 V)，为开关电路（DD1、K1、SB1 等）供电所必需，这样您只需按一个按钮即可打开/关闭 UMZCH，无需固定。因此，可以通过例如远程控制系统向 XP5 插头的引脚 XNUMX 施加单个脉冲来控制放大器的状态。

（点击放大）

当设备连接到网络时，来自整流器VD12、C19输出的备用电压+13V被提供给D触发器DD2，使用链C11-H19将其设置为“0”。该状态对应于引脚12处约+2V的电压，该电压使VT7晶体管保持在关闭状态。因此，萝卜绕组K1上的电压为零，触点K1.1和K1.2断开，UMZCH失电。当在引脚 1 DD3 处短暂按下 SB2 按钮时，会生成一个短脉冲，从而改变 DD2 的状态（“引脚 0 DD2 处的第 2 个）”。晶体管 VT7 打开并切换继电器 K1，继电器触点闭合并将 UMZCH 连接到与触点 repeK1.1 和 K1.2 平行，包括 R21-C15 和 R22-C16 链，可抑制电源变压器打开时发生的瞬变。

当软启动电路（R20、SYU、VD16、VT6、K2、VD17、R23 ... R25）通电时，SU 电容器缓慢充电（大约 0,5 ... 1 s）。一旦 SU 上的电压足以打开 VT6，继电器 K2 就会被激活，并通过其触点分流复合大功率电阻器 R23。 ..R25。用于抑制 UMZCH 开启时的浪涌电流。

同时，+12V 被提供给电路的其余节点。关于R3的元素。 R4、C1。 C2、VT1、VT3（R5、R6、C3、C4、VT2、VT4）组装了一个二阈值比较器，在元件R3、C1、R4、C2（R5、C3、R6、C4）上——一个次低频筛选。阈值电压大约为+0.65V和-0,65V。将UMZCH输出处的次声振荡的恒定分量或电压与这些阈值进行比较。当超过阈值电平时，晶体管之一被解锁，结果电容器C6被放电。

当电流保护 VK（VD6 ... VD1、R8 ... R7、VU10、VU1）运行时，电容器 C2 也会放电。通过改变R7（R9）的阻值可以调节电流保护阈值。根据所示额定值，电流保护在触点 1.2 - 3、4 ХРЗ (ХР4) 之间约 6 V 的电压下工作，对应于 6 A 的电流（如果 0,47 欧姆电阻器安装在发射极或源电路中） VK 晶体管）。为了排除信号峰值时电流保护的动作，它具有一定的惯性。

由于在接通瞬间，由于UMZCH中的瞬变，输出处可能出现电平超过阈值(0,65V)的恒定分量，因此有必要阻止系统的操作以将放大器与放大器断开。电源（DD1.1、DD1.2、DD1.4）。为此，提供了链条R14-C8。直到C8处的电压达到电平“1”（大约4秒），跳闸电路的操作被阻止。当UMZCH开启时的瞬态持续时间超过4s时，应增大时间常数R14-C8。

声学系统以约12秒的延迟连接到UMZCH输出，这足以完全结束UMZCH中的瞬态过程。延迟时间由电路时间常数R7-CXNUMX决定。当VC的电流保护被触发或者UMZCH输出的恒定分量超过阈值时，AU与UMZCH断开。

作者：M. Shushnov，新西伯利亚

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