喇叭延时保护电路图大全(uPC1237扬声器/功放对管/集成式多功能型保护电路详解)

发表于 2018-03-14 09:58:11 收藏 已收藏
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喇叭延时保护电路图大全(uPC1237扬声器/功放对管/集成式多功能型保护电路详解)

发表于 2018-03-14 09:58:11
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喇叭延时保护电路图(一)

电路分析图1是一种简易型保护电路,它的特点是结构简单。动作灵敏,在廉价的功放机中用得较多,如力之霸LBM~PM838型功放机就使用这种电路。

喇叭延时保护电路图大全(uPC1237扬声器/功放对管/集成式多功能型保护电路详解)

图中R1、R2、C1及C2构成低通滤波器,C1、C2反向连接,相当于一个无极性电容,VD1~VD4构成全波整流电路,负责检测输出端的直流电压。

开机后,+30V电源经R3对C3充电,因充电时间常数大,故充电缓慢,经过两三秒时间后,C3上的电压上升至一定程度,此时,VT2导通,有较大的电流流过继电器Ko线圈,继电器吸合,其触点K0-1,K0-2接通,音箱与功率放大电路连通。由于延时作用,可避免开机浪涌电流对扬声器的冲击。

当功率放大电路出现故障而引起输出端直流电压偏离0V较多时,保护电路就会实施保护。例如:当R声道出现故障而引起输出端电压大于0V时,此电压会经R2、VD2及VD3使VT1饱和导通。此时,C3经VT1迅速放电,VT2截止,流过继电器线圈的电流减小,继电器释放,切断了音箱与功率放大电路之间的连接,有效地保护了扬声器。同理,若功率放大电路的输出端直流电压小于0V时,保护电路也会动作,并实施保护。

C1、C2的容量选得较大(220μF),它对音频信号相当于短路,只让直流电压加到全波整流电路上,所以这种电路只具备偏零保护功能。R1和R2的取值决定保护电路的灵敏度,若R1、R2的阻值越大,保护点就越高,保护电路的灵敏度就越低。若R1、R2阻值越小,保护点就越低,保护电路就越灵敏。

R3租C3决定延迟时间,C3的容量一般为几十微法,这样通过调节R3就能调节延迟时间,一般来说,延迟时间选在两三秒为宜。VD5为继电器的泄放二极管,当VT2截止时,继电器线圈所产生的感应电压经VD5泄放。

故障检修在检修扬声器保护电路故障时,寻找关键检测点极为重要,通过对关键检测点的电压进行检查,就能缩小故障范围,甚至立即发现问题所在。注意,在检修过程中,一般不要连接音箱(特殊情况除外)。

对于简易型保护电路来说,关键检测点是C3的正端。只有当C3正端对地电压达到1.2V以上时,继电器才能可靠吸合,否则,继电器就会释放。

因此,通过测量该点电压,就能立即发现问题所在。例如:若C3正端电压超过1.2V,而继电器又未能吸合,则说明故障出在C3之后的电路(VT2、R5、R4、R6等元件上)。若C3正端电压为0V,说明故障出在供电、R3或C3上。若C3正端电压小于1V,说明保护电路动作(处于保护状态),故障一般是因功率输出级直流电压偏离0V或VT1击穿所致。

喇叭延时保护电路图(二)

电路分析这种保护电路如图2所示,它使用三极管VT20和VT21来检测功率放大电路输出端的直流电压,还增加了一个低频多谐振荡器,以指示保护电路的状态,这种电路的结构比简易型保护电路要复杂。该保护电路的应用也比较广泛,如三舁功放机就使用这种电路。

喇叭延时保护电路图大全(uPC1237扬声器/功放对管/集成式多功能型保护电路详解)

保护电路的延时原理为:接通电源后,VT18和VT19组成的多谐振荡器开始工作,以一种极低的频率进行振荡,此时发光二极管VD8(位于面板上)不断闪烁。同时12V电源经R35对C12开始充电,因充电时间常数大,充电很缓慢,两三秒后,C12两端的电压上升到足够程度,使VT23、VT24饱和导通,继电器Ko吸合,扬声器接入电路。此时,因VT24饱和,其集电极电压降到0.3V,VD9导通,VT18的集电极被箝位在1V左右,多谐振荡器被迫停振,VD8不再闪烁,转为常亮状态。

保护原理为:当功率放大电路输出端的直流电压偏离0V时,VT21或VT20导通(输出端电压大于0V时,VT21导通;小于0V时,VT20导通),从而使VT22饱和导通,C12迅速放电,VT23及VT24截止,继电器释放,音箱与功率放大器脱离,有效地保护了扬声器。保护电路动作后,多谐振荡器又开始工作,发光二极管VD8又不断闪烁。

这种保护电路如图所示,它需要CPU(微处理器)的参与,才能实现保护功能。目前,奇声AV-2750型功放机就使用这种保护电路。

图中R14和C5组成开机延时电路,开机后,+13.5V电压经R14对C5充电,C5两端电压上升,经过两三秒后,C5两端电压上升到1.4V,VT8、VT9组成的复合管导通,继电器Ko吸合,音箱与功率放大电路接通,这样,就避免了开机浪涌电流对扬声器的冲击。
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喇叭延时保护电路图(三)

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喇叭延时保护电路图(三)

VT1和VT2为L声道功率输出管(即功放对管),它们中点输出的音频电流经继电器接点送至扬声器(音箱)。VT3、R3、R4、R1、R2组成过流保护电路。R1和R2为检测电阻,用来检测功率输出管的输出电流,这两个电阻的阻值非常小,仅为0.25Ω/5W。功率放大电路正常工作时,R1或R2的电压较小,不足以使VT3导通。

当功率输出级出现过流(如音量过大或输出端短路)时,功率输出管的发射极电流明显增大,使R1或R2两端电压升高,经R3、R4分压后,使VT3导通,其集电极电压下降,从而使VT6也导通,VT6集电极输出高电平,经R11、R12输送到CPU的PRO端口,CPU检测到这一高电平后,立即从MUTE(静音)端口输出高电平,使VT7饱和,C5迅速放电至0V,VT8与VT9组成的复合管截止,继电器释放,断开音箱,从而有效地保护了扬声器和功放管。

R5、R6、C2及C3组成低通滤波器,当功率放大电路工作正常时,左、右声道输出端的直流电压均为0V,C2、C3上直流电压也是0V,VT4、VT5截止,不影响电路的工作情况。一旦功率放大电路出现故障而导致中点的直流电压偏离0V时,C2、C3两端便出现正或负的直流电压,VT4或VT5导通,VT6也跟着导通,其集电极输出高电平,送到CPU的PRO(保护)端口,CPU立即从MUTE(静音)端口输出高电平,使电路进入保护状态。

喇叭延时保护电路图大全(uPC1237扬声器/功放对管/集成式多功能型保护电路详解)

集成式多功能型保护电路常以集成块μPC1237为核心构成,μPCI237是日电公司推出的扬声器专用保护集成块,它内含过载检测、直流检测、触发器、锁存/自动复位开关、关机检测、电源接通静音、继电器驱动等电路。该集成块的工作电压范围为25V~60V,它可以直接利用功率放大器的正电源。当功率输出级出现过流、中点电压偏离0V时,它都能立即做出反映,释放继电器,断开扬声器与功率放大电路的连接,使扬声器得到保护。

喇叭延时保护电路图(四)

图4是集成式多功能型保护电路原理图,接通电源后,+45V电压经R16向8脚供电,在8脚建立3.4V的电压,该电压经R15对7脚外部的C5充电,经过t=R15×C5×In(3.4-2.06)/3.4=2.056(s)后,7脚电压达到2.06V,此时继电器驱动电路工作,继电器吸合,这样就避免了开机瞬间的浪涌电流对扬声器的冲击。

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VT1和VT2为R声道功放对管。

R声道的过流检测电路由R1、R2、R3、R4、VT3等元件组成。正常工作时,R1或R2上的电压较低,不足以使VT3导通。当功率输出级出现过流时,R1或R2两端的电压会升高,并使VT3导通,进而使VT4也导通,VT4集电极输出高电平送至μPCI237的1脚,使1脚电压超过0.67V,μPC1237进入保护状态,继电器释放,音箱脱离电路。

各声道功率输出级中点送来的直流电压从2脚输入,当各声道工作正常时,2脚直流电压为0V,保护电路不动作。当任何一个声道出现故障而导致中点电压偏离0V。时,2脚电压就会高于0.62V或低于-0.17V,μPCI237进入保护状态,继电器释放,音箱脱离电路。

当保护电路动作后,继电器驱动电路停止工作,6脚变为高电位(接近继电器供电电压),VD6导通,VT6也导通,并输出低电平送至CPU的检测端,CPU检测到这一低电平后,立即进行静音控制,输出静音(MUTE)电压,经VD4、R14使VT5导通,进而使VT4也导通,输出高电平到1脚,使电路锁定在保护状态。

由于功放机的主电源滤波电容容量很大,其上电压又较高,故关机后,放电比较缓慢,导致继电器未能快速释放,从而使扬声器会受到关机电流的冲击。为了避免这种现象,在μPC1237内部设了关机检测电路。当关机后,4脚电压立即下跌,使关机检测电路工作,μPC1237快速释放继电器。
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uPC1237扬声器保护电路图

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喇叭延时保护电路图(五)

uPC1237扬声器保护电路图

uPC1237由单电源供电,工作电压范围为25v~60v,通常直接利用功放的正电源+Vcc作为电源。继电器线圈电压为直流24v,因⑥脚继电器驱动端极限电流为80mA,在继电器得电吸合时,⑥脚电压约为0v,如果Vcc平均电压》24v,必须串入降压限流电阻R12,使继电器和集成电路都不致过流发热损坏,R12的阻值、功耗与Vcc平均电压的对应关系见表1。发烧友可根据自己功放的vcc平均电压值查表1确定R12。

uPC1237⑦脚是电源接通延时端,由R7、c3参数确定开机静音时间,即通电后,待功放电路达到平衡稳定时,延时电路再让继电器触点接通扬声器。这样可以彻底消除开机通电冲击噪声,增大c3或R7可延长开机静音时间。

uPC1237⑧脚是电源端,最高极限值为8v。当Vcc不同时,R8的阻值相应不同,可查表1确定。

uPC1237④脚是交流断电检测端,用于功放关机静音。当功放电源开关关断时,变压器次级交流电压立即消失,c2小容量电容经④脚内阻快速放电,④脚电压迅速下降,内部电路控制继电器动作,将功放输出端与扬声器断开,防止断电后过渡过程中功放输出端零电平在失去平衡时对扬声器的电流冲击(即关机冲击噪声)。④脚最高极限电压为10v,当被监测的功放电源变压器次级绕组AC电压值不同时,分压限流电阻R6的取值相应不同,过大过小均会使扬声器保护电路不能正常工作,Ac交流电压与R6阻值对应关系见表2。

喇叭延时保护电路图大全(uPC1237扬声器/功放对管/集成式多功能型保护电路详解)

uPC1237②脚是功放输出端直流偏移检测端,功放输出端直流偏移电压过大,会使扬声器音圈中流过的直流电流过大,音圈动态范围变小,声音失真,同时音圈因过热很易损坏。为保护扬声器,由②脚监测功放输出端直流电平,一旦功放输出端正或负偏移电压超过设定的阈值时,uPC1237内部电路使继电器释放,将扬声器从功放输出端断开,达到保护扬声器的目的。如图电路功放输出端正偏移阈值为1.24v,负偏移阚值为-1.04v。

uPC1237①脚是过流检测端。左、右声道过流检测L—E端、R—E端分别接分立元件功放左、右声道末级NPN放大管发射极电阻,射极电阻上电压会因输出电流增大而上升,当输出平均电流超过功放或扬声器的额定电流值时,射极电阻上的电压达到扬声器保护电路所设定的过流阈电压,T1、T3或其中之一导通,引起T2导通,Vcc电压经T2、R9、R11加至①脚,只要流人①脚电流超过110uA,内部过流保护电路将使继电器释放而断开扬声器,实现扬声器过流保护目的。图中L—E、R—E过流检测阀电压为0.67v。对集成电路功放,末级功放管射极电阻很少有接出,可考虑省去过流检测功能,只需把①脚接地即可。

uPC1237③脚是扬声器保护电路工作方式选择端。把③脚直接接地为自动复位工作方式,即在保护电路动作、继电器断开扬声器后,若功放电路恢复正常,继电器能自动恢复接通扬声器。把③脚经0.022uF电容接地为锁存工作方式,即继电器一旦动作断开扬声器,即使功放电路恢复正常,继电器仍继续保持断开状态,直到电源开关关断一次后再次接通为止。无论哪种工作方式,扬声器保护电路功能不变,图中及本文提到的uPC1237参数均为锁存工作方式。

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