Zabezpieczenie głośników na Mosfetach

[taz]

Cześć,

Chciałbym zaprezentować zabezpieczenie głośników wykonane na tranzystorach Mosfet. Układ powstał na prośbę użytkownika @adik82.

Ukryta Zawartość

Zaloguj się, aby zobaczyć treść.

Zaloguj się, aby zobaczyć treść (możliwe logowanie za pomocą )

Na pokładzie jest:

- opóźnione załączanie i szybkie wyłączanie głośników

- detektor składowej stałej

- wejście na dwa czujniki temperatury typu NTC lub bimetal

- wejście na detektor zwarcia (jeśli takowy jest zamontowany we wzmacniaczu), lub;

- wejście na pomiar napięcia na rezystorach emiterowych celem detekcji zwarcia

- niezależny zasilacz

- szeregowy filtr RL oraz snubber RC (kopia układu z Accu P7100/E450)

Kilka obrazków z testów:

Zacznijmy od włączania układu. Żółty przebieg to napięcie zasilające na kondensatorze zasilacza, zielony przebieg to sygnał sterujący pinem Enable a niebieski przebieg to napięcie wyjściowe za kluczem na Mosfetach.

Zoom na moment załączenia

Mamy około 6 sekundowe opóźnienie włączenia głośników i bardzo szybką odpowiedź drivera Mosfetów.

Sprawdźmy co się dzieje w przypadku zwarcia. Żółty przebieg to napięcie zasilające na kondensatorze zasilacza, pomarańczowy przebieg to sygnał z czujnika prądu (ACS732) wpiętego w szereg z obciążeniem a niebieski przebieg to napięcie wyjściowe za kluczem na Mosfetach.

Stopniowo zwiększałem obciążenie aż dotarłem do punktu, w którym nastąpiło rozłączenie wyjścia. DeltaV równe 96,672 mV przy czułości czujnik 30 mV/A daje nam 3,22 A prądu płynącego przez obciążenie. Można tą wartość regulować dobierając dzielnik rezystorowy na wejściu układu.

PCB zostało wykonane jako dwuwarstwowe, komponenty są montowane tylko na górnej stronie. Grubość miedzi po metalizacji to 70 um. Wymiary PCB 100x70 mm, rozstaw otworów montażowych to 90x60 mm (pasuje do płyty z Modushop). Ścieżki prądowe zostały zdublowane, gęstość prądu jest nie większa niż ok 41 A/mm2.

Z punktu widzenia ceny układu całość jest droższa od rozwiązania na przekaźnikach. "Nowoczesność" w postaci tranzystorów Mosfet i specjalizowanego drivera do nich jest znacząco droższa niż przekaźnik. Z drugiej strony cewka przekaźnika pobiera więcej mocy niż driver, rezystancja styków przekaźnika potrafi być o rząd wielkości większa w porównaniu do pary Mosfetów 🙂

Ukryta Zawartość

Zaloguj się, aby zobaczyć treść.

Zaloguj się, aby zobaczyć treść (możliwe logowanie za pomocą )

Ukryta Zawartość

Zaloguj się, aby zobaczyć treść.

Zaloguj się, aby zobaczyć treść (możliwe logowanie za pomocą )

Ukryta Zawartość

Zaloguj się, aby zobaczyć treść.

Zaloguj się, aby zobaczyć treść (możliwe logowanie za pomocą )

Ukryta Zawartość

Zaloguj się, aby zobaczyć treść.

Zaloguj się, aby zobaczyć treść (możliwe logowanie za pomocą ) Edytowane 1 Maja przez taz

[Lech36]

W dniu 1.05.2024 o 08:33, taz napisał:

rezystancja styków przekaźnika potrafi być o rząd wielkości większa w porównaniu do pary Mosfetów 🙂

Zwłaszcza styków zdemolowanych iskrami przeskakującymi pomiędzy nimi w trakcie przełączania dużych prądów. Rozwiązanie z mosfetami jest bardzo ciekawe i atrakcyjne, ale jak ktoś lubi ryzyko to najlepiej jest bez przekaźników i bez mosfetów robiących za "przekaźniki". 

[mkmar]

Jest jeszcze inna opcja zabezpieczenia głośników - bez elementów w torze sygnału, taką zastosował AVM w końcówkach M1. Układ zabezpieczeń zasilany z osobnego trafa w razie awarii poprzez triak odłącza trafo główne. Swoją drogą te końcówki grają świetnie.

Ukryta Zawartość

Zaloguj się, aby zobaczyć treść.

Zaloguj się, aby zobaczyć treść (możliwe logowanie za pomocą )

Ukryta Zawartość

Zaloguj się, aby zobaczyć treść.

Zaloguj się, aby zobaczyć treść (możliwe logowanie za pomocą )

[taz]

Wyłączenie trafa głównego to średni pomysł. W zasilaczu ile macie mili Faradów? Cała ta energia w przypadku uszkodzenia musi zostać gdzieś rozladowana. Jak strzeli któryś z tranzystorów i masz DC na wyjściu to energia leci do głośników. Przeżyją? 🙂

[Grzegorz7]

Z reguły tak. Głośnik, szczególnie gwizdki zniszczą najprędzej oscylacje. Właściwie zaprojektowane ZG w obudowach zamkniętych wytrzymają. W moich OB nie... 😞

Mogą polecieć inne tranzystory jak SOA jest na styk.

Taki przypadkowo zarejestrowany oscylogram pokazłem kilka miesięcy temu w wątku "Warsztat elektronika". Moce wytracane w tranzystorach były na poziomie kilku kW...

[taz]

Ukryta Zawartość

Zaloguj się, aby zobaczyć treść.

Zaloguj się, aby zobaczyć treść (możliwe logowanie za pomocą )

Znalazłem schemat M1 i triak jest podpiety do układ detekcji sygnału na wejsciu. Realizuje to funkcje auto power on/off. Na moje oko nie ma to żadnego związku z zabezpieczeniami.

Ukryta Zawartość

Zaloguj się, aby zobaczyć treść.

Zaloguj się, aby zobaczyć treść (możliwe logowanie za pomocą )

[mkmar]

On/Off jak najbardziej, ale na schemacie widać, że sygnał z wyjścia też idzie na układ detekcji. Nie analizowałem jak to działa, ale moje końcówki (kolumny) już przeżyły jedną awarię, wyłączyły się cicho i elegancko bez strzału w głośnikach. Przypuszczam że konstruktor wziął pod uwagę energię zmagazynowaną w kondensatorach. 

Edytowane 4 Maja przez mkmar
Rozwinięcie

[freedi]

@taz Jak można pozyskać to ustrojstwo od Ciebie? Masz gotowe do "wzięcia"?

pozdro

[taz]

@freedi gotowych jeszcze nie mam. Czekam na graty z mousera. Składam kilka kompletów w tym momencie, połowa płytek ma już rezerwacje/została sprzedana. Reszta na PW.

Jeszcze jeden screenshot. Tym razem pokazuje jak ten układ się wyłącza. Żółta krzywa to ładowanie kondensatora w zasilaczu, zielony to przebieg napięcie na bramkach Mosfetów. Po około 50 ms od odcięcia zasilania układ wyłącza Mosfety. To powinno skutecznie wyeliminować wszelkie stuki przy wyłączaniu wzmacniacza.

Ukryta Zawartość

Zaloguj się, aby zobaczyć treść.

Zaloguj się, aby zobaczyć treść (możliwe logowanie za pomocą )

Ukryta Zawartość

Zaloguj się, aby zobaczyć treść.

Zaloguj się, aby zobaczyć treść (możliwe logowanie za pomocą )

[taz]

Informacja dla osób, które dostały zmontowane płytki.

Na płytce znajduje się jeden błąd na warstwie opisowej. Na złączu z opisem Re-R Re+R (napięcie z rezystorów emiterowych z prawego kanału) należy odwrócić polaryzację. Sorry za błąd.

[taz]

Ukryta Zawartość

Zaloguj się, aby zobaczyć treść.

Zaloguj się, aby zobaczyć treść (możliwe logowanie za pomocą )

Narysowałem taki prosty schemat jak podłączyć zabezpieczenie do posiadanego wzmacniacza. Jedna mała uwaga dla osób, które używają przełączników bimetalicznych. Montujemy je w miejsce termistorów, przełączników bimetaliczny po osiągnięciu odpowiedniej temperatury powinien ZEWRZEĆ styki. Przełączniki, które pod wpływem temperatury się rozwierają NIE będą poprawnie działały z tym układem.

Ukryta Zawartość

Zaloguj się, aby zobaczyć treść.

Zaloguj się, aby zobaczyć treść (możliwe logowanie za pomocą )

[Tomek 1685]

Coś tam słychać w kwestii realizacji zamówień na przedmiotowy układ?

[taz]

Pierwsza partia została rozesłana do ludzi. Druga partia leży wciąż nieuruchomiona.