SOLID STATE RELAY - bekontaktė akustikos apsauga ::: 2019 ::: ⌂⌂⌂

Kokybiška akustika yra bene brangiausia visos garso atkūrimo sistemos dalis, kuri iš tikro yra nuolatiniame pavojuje. Jei stiprintuvas neturi savo viduje numatytos apsaugos akustikai (o tokių rinkoje yra nemaža dalis), nesunku įsivaizduoti, kas nutiktų pramušus vieną iš klasikinės schematikos stiprintuvo galinių tranzistorių jam perkaitus ar nuo kitų priežasčių. Tokiu atveju per garsiakalbį pradeda tekėti didžiulė srovė, priklausomai nuo stiprintuvo maitinimo įtampos galinti siekti dešimtis amperų. Daug kur naudojami paprasti tirpūs saugikliai dažnai nuo tokių dalykų neapsaugo, elementariai nespėja perdegti.

title

Akustikos apsaugai tiesiog būtina naudoti vienokią ar kitokią elektroninės apsaugos schemą. Dažniausiai jos būna surinktos elementarių elektromechaninių relių pagrindu. Tačiau relės yra senovinis įtaisas, jam apie 200 metų, todėl turi nemažai trūkumų. Su vienu iš trūkumų pats kartą per metus vis susiduriu. Nežiūrint į tai, kad apsaugos schemoje panaudotos ne pigiausios relės, vis tenka ardyti stiprintuvą, atidarinėti relių dangtelius ir valyti kontaktus. Tai ko gero atsitinka dėl to, kad neklausau dideliu garsu, ant garsiakalbių yra apie 1V įtampos ir menkiausias užteršimas ar kontaktų oksidacija periodiškai pasireiškia. Nežiūrint į tai, kad kievieną kanalą komutuoja relė su dviem užlygiagretintais kontaktais, šis reiškinys vis atsiranda. Negana to, mažai kas atkreipia dėmesį į faktą, kad bent kiek oksiduoti relių kontaktai gali įnešti netiesinius iškraipymus! Gauname elementarią metalas-oksidas porą, kažką panašaus į diodą, kuris yra netiesinis elementas. Tai be jokios abejonės labai svarbu High-End aparatūroje.

Schemos elementai

Šiais laikais vis atsiranda naujų elektronikos komponentų su tiesiog neįtikėtinais parametrais. Štai lauko tranzistorius PSMN4R4 mažyčiame D2PAK korpuse. Jo atidaryto kanalo varža 0.0038 Omo, srovė per kanalą be jokio radiatoriaus leidžiama iki 100A ir tranzistorius laiko 80V įtampą. Valdomas loginio lygio įtampa (2-4V) taigi galima padaryti skaitmeninį valdymą. (PDF)

Antras naujoviškas elementas, labai padėjęs sukonstruoti šią schemą yra Toshiba firmos gaminamas specialus optronas TLP191B. (PDF) Jis skiriasi nuo kitų optronų tuo, kad jame jutiklis yra ne foto tranzistorius kaip įprasta, kurį uždaro paduotas į foto diodą signalas, bet foto diodo signalas apšviečia specialią matricą, kuri sugeneruoja 7V įtampą. Tiesa srovė iš matricos visai niekinė, apie 20mkA, bet to pakanka lauko tranzistoriams valdyti. Viskas telpa 100x45 mm plokštėje.

Gali kilti natūralus klausimas, ar tokie mosfetiniai raktai neįneša papildomų iškraipymų. Galima tvirtai pasakyti, kad NE. Literatūroje aptikti tokio rakto matavimai parodo (pats neturiu kuo tokių mažų pamatuoti) kad tie iškraipymai tėra 0.004% eilės.

Schema

screen

Schema veikia taip. Atkreipiame dėmesį kad stiprintuvo išėjimai pajungti prie akustikos apsaugos schemutės gnybtų (SPKL, SPKR) "karštuoju" (signaliniu) išėjimo galu o akustikos "šaltas" (-) gnybtas eina į GND per nuosekliai sujungtų mosfetų porą. Taigi, komutuojama būtent akustikos "žemė". Pati schemutė užmaitinta iš stiprintuvo maitinimo šaltinio +/- įtampa. Akustikos apsauga suveikia dingus vienai iš maitinimo įtampų arba atsiradus stiprintuvo išėjime neigiamai arba teigiamai didesnei nei 2V pastovios įtampos dedamajai.

Stiprintuvo įjungimo momentu paduodama (mūsų atveju) +/-32V įtampa. Per stabilizatoriaus IC2 mikroschemą gauna 12V maitinimą taimeris IC1. (PDF) Kol kas nieko nevyksta, nes kad taimeris atsidarytų ir išėjime atsirastų 12V reikia kad pasikrautų kondensatorius C3 ir mikroschemos TR įėjimas taptų žemo lygio. Tai įvyksta maždaug per 3 sekundes, išėjime Q atsiranda aukštas lygis, apie 12V. Tai yra įjungimo užlaikymo konstanta, sauganti akustiką nuo visiems žinomo "puf" įjungimo momentu.

pcb

Atsiradus Q išėjime aukštam lygiui, per rezistorius R11 ir R13 bei optronų OP1-OP4 LED diodus teka srovė, LED spinduliavimas aktyvina optronų matricas, sugeneruodamas apie 7V įtampą jų išėjimuose. Mosfetai Q3-Q6 atsidaro ir stiprintuvo išėjimas susijungia su apkrova.

Dabar pažiūrėkim kas atsitiks atsiradus stiprintuvo išėjime teigamai ar neigiamai pastoviai įtampos dedamajai. Atsidarys, priklausomai nuo poliaringumo tranzistorius Q1 arba Q2 ir atitinkamas optronas OK1 arba OK2. Atsidarys optronų tranzistoriai ir ant taimerio įėjimo RESET atsiras žemas lygis. Atitinkamai žemas lygis bus taimerio išėjime, per valdymo optronus nustos tekėti valdymo srovė ir mosfetai užsidarys. Srovė per akustiką nutrūks. Optronai OP1 ir OP2 bei OP3 ir OP4 sulygiagretinti dėl patikimumo ir komutacijos greičio padidinimo.