Блок защиты усилителя мощности Д. Барабошкин Широкое

Блок защиты усилителя мощности
Д. Барабошкин
Широкое распространение усилителей мощности с непосредственной связью с
нагрузкой и применение для воспроизведения звука дорогих высококачественных
громкоговорителей потребовало от конструкторов радиоаппаратуры больше уделять
внимания защите выходных каскадов и их нагрузки от аварийных режимов. Однако
известные радиолюбителям устройства, отключающие громкоговорители при
появлении постоянного напряжения на выходе одного или обоих каналов усилителя
мощности, не дают информации о том, в каком из каналов возникла неисправность. К
тому же в подобных случаях, по-видимому, целесообразно отключать не
громкоговорители, предоставляя усилитель самому себе, а его питание.
Предлагаемое вниманию читателей защитное устройство отключает питание усилителя
мощности при появлении постоянного напряжения на выходе одного из каналов,
«запоминает», в каком канале произошла неисправность (об этом свидетельствует
свечение соответствующего светодиода) и, кроме того, блокирует подачу питания при
отсутствии напряжения одной из полярностей. Питается устройство от того же
источника, что и усилитель.
Принципиальная схема устройства защиты показана на рисунке. Оно состоит из двух
компараторов и логического узла, управляющего
электромагнитным реле K1 (через
его контакты K1.1 и K1.2 подаются напряжения питания на усилитель) и светодиодами
V7 и V12. Каждый из компараторов (на схеме показан только один) выполнен на двух
транзисторах (V2, V4) по схеме соответствующего узла фабричного усилителя «Бриг001». Диоды V1, V3 защищают эмиттерные переходы транзисторов V2, V4. При
отсутствии постоянного напряжения на входе, выходное напряжение компаратора
соответствует логическому 0, при появлении напряжения любой полярности,
превышающего по абсолютному значению 3-5В, — логической 1.
Логический узел состоит из двух RS-триггеров на элементах D1.2, D1.3 и D2.1, D2.3,
формирователя импульсов сброса на транзисторе V6, устройства совпадения на
элементе D3.1, электронных ключей на транзисторах V8, V13 и V11, управляющих
светодиодами V7, V12 и реле K1 соответственно, и инверторов D1.1, D2.2, D3.2 и D3.3.
В момент включения питания формирователь импульса сброса вырабатывает импульс
логического 0, и на выходах элементов D1.2, D2.3 устанавливается напряжение
логического 0, а на выходе элементов D1.3, D2.1 — логической 1. Поскольку при
исправном источнике питания напряжение на входе инвертера D3.3 имеет низкий
логический уровень, а на выходе — высокий, с включением питания открывается
транзистор V11, и реле K1 подаёт напряжение на усилитель. Транзисторы V8, V13 при
этом закрыты, и светодиоды V7, V12 не светятся. Появление на входе любого
компаратора постоянного напряжения, превышающего порог срабатывания, приводит к
тому, что соответствующий RS-триггер переходит в другое устойчивое состояние. В
результате на одном из входов элемента D3.1 появляется напряжение логического 0, и
питание усилителя отключается. Одновременно открывается соответствующий
электронный ключ (V8 или V13), заставляя светиться включённый в его цепь
светодиод (V7 или V12).
При неисправности источника питания усилителя, например, при отсутствии
напряжения отрицательной полярности, напряжение на входе элемента D3.3 становится
равным напряжению стабилизации стабилитрона V5 (3.3В), т е уровню логической 1,
поэтому реле K1 отпускает.
Питание на усилитель не подаётся и в том случае, если отсутствует напряжение
положительной полярности, которым, как видно из схемы, питается и само устройство
защиты. Компараторы и микросхемы D1-D3 питаются через стабилизатор, собранный
на транзисторе V14 и стабилитроне V9.
В устройстве применено реле РЭС-8 (паспорт РС4.590.050). Его контакты включают в
разрыв проводов, идущих от конденсаторов фильтра выпрямителя к усилителю.
Налаживания устройство не требует.
В заключение несколько слов о щелчках, сопровождающих включение питания
некоторых усилителей. Если в усилителе мощности с двуполярным питанием
конденсаторы большой ёмкости содержатся только во входной цепи и цепи ООС, то
переходные процессы при включении питания практически отсутствуют, так как
разность потенциалов между обкладками этих конденсаторов в рабочем режиме близка
к нулю. Это обстоятельство позволяет избавиться от неприятных щелчков в
громкоговорителях при включении питания, в случае использования совместно с таким
усилителем предварительного усилителя, питающегося от однополярного источника.
Устранить щелчки можно введением задержки подачи питания на усилитель мощности
на время, достаточное для завершения переходных процессов в предварительном
усилителе. В описанном устройстве для этого необходимо заменить элемент D3.1
четырёхходовым (К155ЛА2), соединить его четвёртый вход с эмиттером транзистора
V6 и увеличить ёмкость конденсатора C3 до 200…500 мкФ.
г. Свердловск