audiodiyers.hu

Hát én egy ideje igyekszem összevonni a hagyományos áramkorlátozással, mert akkor a relé kikapcsolása előtt már megfogja az áramot a maximális értéken. Csak sajnos ezt nem lehet megoldani a végfokba belenyúlás nélkül

Sajti

Ok, és önmagában? Ha csak a védelmet nézzük, hogy érdemes ezt a D-R tagot méretezni?
Illetve a sztereóhoz (ha csak 1, közös védelmi panel van) végig a 100k-ig kell duplázni
ezt a részt vagy össze lehet vonni őket vhogy mint a DC detektálásnál szokták tenni?

Majd csinálok egy új rajzot, akkor azon egyértelműbb lesz a dolog.

Sajti

No, közben elkészültem egy első verzióval.
Spice-ban már nagyjából müxik legalábbis...
Szívesen várom az észrevételeket!

A gyakorlatban nem fog. Az áramfigyelő része hibás.

Sajti

Igen, az a része még nem teljesen tiszta...
Amúgy mi nem stimmel vele szted?

Hát én 3 problémát látok:

1, Nem fog kapcsolni rövidzárnál
2, Kapcsolni fog, akkor is, ha nem kell
3, Folyamatosan túlstresszeli a tranyókat, nagy negatív irányú feszültségcsúcsoknál.

Sajti

Miből gondolod ezeket, illetve akkor miért jó a szimulációban?

1. Ha nő a fesz az E ellenálláson ez kinyitja a felső tranyót, ami pedig az alsót.
2. Pl?
3. 60V-ig teszteltem a kimeneten, a terhelést pedig rövidzártól 4 ohmig és pár mW volt mindig a disszipáció mind2 tranyón.
   A negatív ág pedig nekem úgy tűnt nem hat sehogy, mivel csak az NPN E ellenállást figyeli.

Viszont a R-D méretezés még nem tiszta, most még csak szimulációk alapján méreteztem és teszteltem.

1, Normál kivezérléskor igen. De ha rövidzár van, akkor 0V van a kimeneten, és az npn emitter ellenálláson 0.6V. Ha ilyenkor ki is nyit a pnp tranyó a kollektorában lévő 10kohm-os ellenálláson nem fog áram folyni, hiszen mindkét végén 0.6V lesz.

2, Gyors felfutású négyszög esetén a szórt kapacitásokon keresztül be fog kapcsolni a védőtranyó

3, A tranzisztorok B-E átmenete kb. 5V-ot bír ki záróirányban. -60V-os kimeneti jelnél ezt jóval meghaladó feszültség fog megjelenni...

Ennél az érzékelésnél a probléma, hogy a mért feszültségnél (0.6V) jóval nagyobb közös módusú jel (kimeneti jel). Ezt úgy szokták megoldani, hogy ha az npn oldalt figyeled, akkor a +tápra viszik először a jelet, így kapnak egy fix pontot, és onnan vezérlik a kondit kisütő npn tranyót.

Sajti

1, A "felső tranyó" (érdemes lenne beszámozni), emitterén 0.6V lesz, ugye? A Bázisán 0V, hiszen zárlatnál nincs feszültség a kimeneten. Ha teljesen kinyit, akkor a kollektorán, is 0.6V lesz. Mekkora feszültség kellene, hogy kinyissa a lenti tranyót??????
2,Egy db ellenállás elég
3,Próbáld meg a szimulátorban, hogy fix negatív feszültséget (-40-50V)-ot adsz a kimenetre és nézd meg a DC munkapontok hogyan alakulnak.

Sajti

Ok: akkor a T1 = felső a T2 = alsó.

1. Nem értem. A T1 E-e fel tud menni akár 1V-ig is így a kollektora is, így a lentit simán nyitni tudja sztem.
2. Ok, és akkor már hova, kb mekkora?
3. Néztem, de nem tiszta ilyenkor mi a helyzet, a T1 elvileg teljesen zárva van és még utána is
   jön egy 10k-s ellenállás, mi jut ilyenkor a valóságban a T2-ig ebből és milyen impedanciával?
   Tehát önmagában mit árt egy -60V záróirányú fesz a BE átmenetre mondjuk > 100k impedanciával?

(A 3-as ponthoz még olvasgattam, és nekem úgy tűnik, hogy a max záróirányú fesz csak azt jelzi, hogy
hol van a zener szerű letörési pont, de ha az áram korlátozva van, akkor egyáltalán nem árt az eszköznek,
sőt volt aki kifejezetten zener-ként is próbálta a záróirányő BE PN átmenetet : http://cr4.globalspec.com/thread/72501)

No, akkor hajrá, építsd meg és próbáld ki!

Sajti

Előbb-utóbb az lesz, de azért még ne add fel, ha hibásnak látod, ne maradjon benne felesleges hülyeség...
És köszi egyébként a revíziónálást!
A 2)-es témában akkor hova kéne tenni az R-t?

Az alsó tranyó bázisa és a föld közé. Szokásos érték 1-10k...

Én nem szívesen adom fel, de minek kéred, hogy mondjunk véleményt, ha utána bizonygatod, hogy az nem úgy van?
Ez a kapcsolás meglehetősen sok sebből vérzik, de ha nem hallgatsz másokra, akkor sosem lesz használható.

Sajti

Félreérted, csak amíg nem értem mi vele a baj, nem szeretném csak úgy átvenni...
Amúgy elkezdtem az építést modulosan, 4-ből 3 meg is van:
késletetett bekapcs, ac kikapcs, DC figyelés, eddig minden elsőre jó.
Most jön az áramfigyelés...

Na, kész az is!
Most elsőre még csak egy lemerült ceruza akksival teszteltem, mintha az lenne az E ellenállás, arra leold...
A komolyabb teszt holnap jön, természetesen majd beszámolok az eredményről...

A csatolt képen nézd meg a Q15-Q16-ot. Így szokás kivitelezni a túláramvédelmet.

http://www.diyaudio.com/forums/attachments/solid-state/519913d1450421357-100w-ultimate-fidelity-amplifier-apex-ax16.jpg

Sajti

Javasolnám a beavatkozó elem - a relé - helyett inkább egy tirisztor beépítését, ami a bemeneti fokozat egy alkalmas pontján lezárná a tranzisztorokat. Megbízhatóbb megoldás a reléhez képest, valamint az erősítő áramköreinek a lekapcsolása teljesebb védelmet nyújt. Továbbá csak az erősítő hálózati lekapcsolása után indítható csak újra a működés.
Ilyen védelem található például a Hitachi HMA8300-as végerősítőben.

Üdv: TJ.

Ebben többé kevésbé igazad van, de sajnos az a megoldás nem véd sem a bekapcsolási koppanás ellen, sem pedig a végtranzisztorok rövidzárlata esetén a kimeneten megjelenő egyenfeszültség ellen.

Sajti

Így van, ez a tirisztoros megoldás az erősítő védelmét szolgálja!
A hangszóró védelmét a be és kikapcsolási koppanás, valamint az erősítő meghibásodás esetén (tranzisztorok tönkremenetele) a hangszóró relének kell megoldania.

Üdv: TJ.

De ha a relé is jó védelemnek, akkor minek tegyek bele még egy védelmet? Érzésem szerint ez felesleges bonyolítás.
A mai tranzisztorok simán kibírják amíg a relé elenged (5-10ms).

Sajti

Tapasztalataim alapján a relé megvédheti a hangszórót, az erősítőt már kevésbé....
Több évtized alatt számtalan félvezetős erősítőt javítottam meg, ezeknek a döntő részében volt hangszórót kapcsoló relé.
Szerinted akkor miért mennek tönkre ezek a relés "védelemmel" ellátott erősítők?

Üdv: TJ.

Ennek több oka is lehet:

1, Nem megfelelően méretezett védelem
2, Meghibásodott a relét vezérlő áramkör(részlet)
3, A relé nem a túlterhelés/rövidzár ellen véd, csak a koppanás, és a kimeneti DC ellen

Sajti

Mivel nincs két egyforma elképzelés a gyártók részéről - csak feltételezhetem, hogy ezek az erősítők nem voltak megbízható módon védve...erre utalsz a hozzászólásodban.
Azonban mivel most a védelem megtervezése előtti helyzetről van szó, mindenképpen továbbra is javaslom az erősítő elektronikus lekapcsolását bármilyen probléma esetén.

Üdv: TJ.

A relés rövidzár védelem hatékonysága nagyban függ a végfok felépítésétől.

Ha kétfokozatú darlington a vég, és megfelelően korlátozott a VAS fokozat kimenő árama, akkor elektronikus védelem nélkül is hatékony lehet a relé rövidzár ellen.

A végtranzisztorok B-je drasztikusan csökken nagy áramoknál. Ha a VAS fokozat kimenő áram limitje is kellően alacsony, akkor nem fog horror nagyságú áram folyni a rövidzártól. A relé lekapcsolási idejére ezt elviselik a végtranyók.

Ezt a módszert csak sorozat gyártású erősítőkben alkalmazzák.

diy-re nem ajánlott, mert mire bombabiztosra összekísérletezi az ember, egy szatyor végtranyó megy a levesbe.

Valamint az erősítő kapcsolás tervezésének szabadságát is erősen korlátozza.

Inkább kombináltan jó alkalmazni az elektronikus védelem mellett második körben + védelemként....

Volt szerencsém javítani jó néhány erőlködőt, de egy kezemen meg tudom számolni hánynak működött rendesen a rövidzárlat védelme.

Egy arányosan beállított fesz-osztóval (0R18 helyett 1k8, 1R helyett 10k, stb...) teszteltem a cuccot 60V-tal,
egyelőre még csak statikusan (tehát nem az erősítőn, hanem sima DC táppal meghajtva ezt a feszosztót),
illetve megnéztem ennek az R-D tagnak a hatását a terhelés függvényében, így alakultak az eredmények:

• Rt = 0R -> Imax = 3.3A
• Rt = 1R -> Imax = 3.3A
• Rt = 2R -> Imax = 4.7A
• Rt = 3R -> Imax = 9.4A
• Rt = 4R -> nincs korlát (Ukimax = 55V)

Ezzel én így tökéletesen elégedett is lennék, de valahogy mégsem merem még rátenni az erősítőre...
Van valami ötletetek, hogy lehetne élesben tesztelni, de úgy, hogy bármi baj esetén mégse szálljon el a végfok..?

Persze labortápom nincs, azzal lehetne.
Vagy csak simán egy soros R a tápba, ami picit azért több áramot enged mint amit elvileg a védelem..?

Közel 60V és 3 pár NJW0281G/NJW0302G a vége.

Ne is tedd rá. Drága lesz, ha mégsem működik. Tehetnél egy elektronikus áramkorlátot a végfokra, ami magasabb áramnál fogja meg, mint a relés védelem. Ez kb 4db ellenállás 2db tranyó, meg 2db dióda. Légszerelve is megoldható. Akkor már van egy stabil védelmed, ami megóvja a végtranyókat. Akkor jöhet a relés cucc...

Sajti

Jó a sorrend....

Üdv: TJ.

Tudod ez most arról szól, hogy kipróbálja a relés védelmet...

Sajti

Közben még kitaláltam egy ilyen előtesztelést is.
Az erősítő kimenetével szimulálom magát a kimeneti fokozatot.
Az "Re" értelemszerűen az emitter ellenállás, ennek kapcsairól megy a figyelés, az értéke itt most 10x-ese a valóságosnak.
Utána jön a terhelés, ami lehet akár 0 ohm is.
Ennek alján van a "Ref" pont, ehhez képest működik az R-D tag, így szimulálva a teljes rövidzárat.
A dióda ahhoz kell, hogy ezzal az egész körrel az NPN oldalt utánozzuk,
de úgy, hogy a detektáló azért megkapja a negatív ágat is közben.
Az "Rlimit" pedig az áramkorlát, így elviseli a szimulált "rövidzárat" is.
Ki is próbáltam a valóságban, szépen müxik a rövidzár is, a > 0 terhelés is, 100Hz/1kHz-es szinusszal néztem.
Persze ez a teszt még nem helyettesíti a teljesen végső körülményeket, de talán azért közelít már.

Na, csak nem bírtam már ki, kipróbáltam egy régebbi erősítőmmel és müxik!
Ha van még ötlet tesztelnivalóra, jöhet!

A csatolt képen látható a saját fejlesztésű túlterhelésvédelem működése:

A bekapcsolás után 5.2mp-es késleltetés után indul a végfok. Miután a terhelés 2ohm, ami a minimum alatt van, ezért a túlterhelés védelem működésbe lép, és 32ms alatt kikapcsolja a végfokot. Ezután újabb kb. 4mp-es késleltetés következik, majd utána a végfok újra próbálkozik az indulással, és innentől a ciklus újra folytatódik.
Apróbb kiegészítés, hogy amennyiben a túlterhelés védelem miatt lekapcsol a végfok, a védelem maximálisra veszi a hűtőventilátor sebességét, hogy a 4mp-es időzítés alatt maximálisan hűtse a túlterheléstől felmelegedett végfokot.

Sajti

Ha jól értelmezem a kapcsolást, és az "Owerload detector" a fennti kapcsolás ellenkező polaritású változata, akkor nem OK. A 470uF-ot lehúzó tranyó csak 0V fölötti vezérlés esetén tud működni.
Ha az egész felső komplexumot leviszed a negatív tápfesztartományba, akkor képtelen lessz működni az áramvédelem!
Ahogy Sajti mondta, a túláramot érzékelő felső tranyó jelét a negatív tápfeszen elhelyezkedő "vevő" tranyónak kell érzékelnie ahhoz, hogy az erősítő teljes (tápfesztől tápfeszig) kivezérlési tartományból képes legyen fogadni az érzékelőtranzisztor jelét!
Ezen fogadó tranyó kimenetét kell aztán becsatornázni a földpotenciálon lévő összes további érzékelő, időzítő, és beavatkozó komplexumbe, pl. így:

/illetve az áramérzékelő tranyó kollektorellenállása inkább elhagyható -úgy negatív tápfeszig vezérelve előnyösebb- (inkább az emitterellenállás értékével kéne beállítani a max áramot).../

Most már komolyan kezdelek nem érteni titeket...
Vmit szerintem elnéztek. Ez így teljesen jól működik elvileg is,
szimulátoron is és mondom hogy már megépítettem és teszteltem is...

A "+", NPN oldali emitter ellenállást figyeli, ha azon nő a fesz, kinyit a felső tranyó,
az pedig kinyitja az alsót, az pedig kisüti a kondit így a védelem lekapcsolja a relét.
A valós mérések alapján ~600mV-nál már szépen kapcsol is.

Igazad van, én tévedtem. Sok sikert a használatához!

Sajti

Köszi! És a segítséget is!!

Kicsit dolgoztam egy régebbi ötletemen. Túlterhelés és rövidzár elleni védelem. Kombinálja az elektronikus és a relés védelmek előnyeit. Kell hozzá egy szokványos védelem, ami általánosan használt az erősítőkben (VI limiter). Rajz:



Ezzel az szokott a gond lenni, hogy a korrekt működés érdekében olyan határolást kell beállítani, ami hosszabb túlterhelés, vagy zárlat esetében sem engedi túlmelegedni a végfokot. Ez azután néha azt eredményezi, hogy normál használat közben is be-bekapcsol a védelem, ha a hangszóró impedanciája kicsit leesik.
Az ötlet:
A rajzon szereplő diódákat optocsatolóval helyettesítjük, és ezzel vezéreljük a kimeneti relét meghajtó áramkört. Az időzítő áramkörbe hiszterézist építve időt hagyhatunk az erősítőnek a lehűlésre. Most már nagyobb áramra is állíthatjuk a védelmet. Szokásosan a 100ms-os SOA értéket figyelembe véve. Egy zárlat esetén 1:100 kitöltési tényező körül lesz a be/kikapcsolás időaránya. Ez azt jelenti, hogy ha a zárlat esetén 100W-ot disszipál a végtranzisztor (ez nagyon nagy érték, ilyet soha nem állítanak be szokványos védelmeknél!), akkor az átlagos disszipációja 1W lesz!
Rajz:



Sajti

Jól hangzik!
Egyébként ennél a VI limiternél nem lehet eljátszani a korábban tárgyalt R-D
tagos trükköt a rövidzár vs alacsony impedanciás terhelés megkülönböztetésére?

Közben én is fejlesztgetem még tovább egyébként a védelmemet:
Egyelőre még csak szimulátorban, de megcsináltam az NPN-PNP egyidejű figyelést is a tuti kedvéért,
valamint sebességre optimalizáltam az egészet, így a szimulátor szerint <1ms a lekapcsolási idő.
Nyilván a relé mechanikai tehetetlensége ebben nincs benne, de azzal együtt is sztem max 5ms körül kell lennie.

Úgy tűnik, hogy nem nyúltam mellé a védelemmel Egy másik fórumra is felraktam tegnap. Az első példány már működik is

Sajti

A szimmetrikus verzióval én is a tiédre jutottam amúgy...
Későn vettem észre hogy az LT alapból nem szimulálja a BE breakdown-t...
Úgyhogy maradtam annál ami a tiédben is van: NPN érzékelő, PNP-t "húz le", az pedig egy NPN-t kapcsol, ami kisüti a késleltető kondit.
A tiédből viszont sztem hiányzik egy "-" irányú RD tag.
Holnap megépítem, kipróbálom.

Tovább finomítottam a védelmi kapcsolásomat. Miután nem akarom a relét agyon dolgoztatni, ha túlterhelés, vagy túlmelegedés van, ami a két leggyakoribb oka a lekapcsolásnak, ezért a relé vezérléstől elválasztva, egy külön komparátorral, elektronikusan kapcsolom le a végfokot a fenti esetekben.
A kapcsolás egyszerű, és helytakarékos kivitelézéshez azonban olyan megoldás kell, ahol az időzítő elkót normál helyzetben nem töltjük, csak akkor kap töltést, ha túlterhelés, vagy rövidzárlat fordul elő. Ezzel kapcsolatos kérdésem: Mennyire lehet megbízható és/vagy hosszú életű egy elkó, ami 1-2 évig kisütve áll? (Szélsőséges esetben az is előfordulhat, hogy az erősítő egész élete során soha nem is kap töltést..

Sajti

Tudtommal elkónál hosszú, fesz mentes időszaktól leépül a szigetelő oxidréteg, ami csak feszültség hatására lessan, a szivárgóáram jelentős, időleges növekedése árán épül vissza...
Szóval nem lenne célszerűbb inkább fólia kondit + fetes bemenetű valamit használni időzitőnek?
(pl. schmidt kapu, számlálós RC időzitő -ha extra hosszú idő kell-...)

Tantálkondi nem lenne jó esetleg?

Azon gondolkodom, hogy D osztályú buffernél müszakilag mennyire lehet jó megoldás a kimeneti szürö fokozat elött egy kisértékü kondival sorosan leválasztani a feteket a kimenetröl?
Az elgondolás, hogy a végfet tönkremenetele esetén a kimenetet megóvná a táp DC-töl. A soros LC tag rezonanciáját rá lehetne hangolni pont a vivöfrekire.
A gyakorlatban mennyire lehet jó egy ilyen megoldás? A soros kör rezonanciája kinyírhatja esetleg a feteket, túlfeszültség?
Pl: 33nF a 22uH elött (~600kHz, ezen futna a vivö is).