1237喇叭保護(hù)電路圖(一)
VT1和VT2為L聲道功率輸出管(即功放對管),它們中點(diǎn)輸出的音頻電流經(jīng)繼電器接點(diǎn)送至揚(yáng)聲器(音箱)。VT3、R3、R4、R1、R2組成過流保護(hù)電路。R1和R2為檢測電阻,用來檢測功率輸出管的輸出電流,這兩個電阻的阻值非常小,僅為0.25Ω/5W。功率放大電路正常工作時,R1或R2的電壓較小,不足以使VT3導(dǎo)通。
當(dāng)功率輸出級出現(xiàn)過流(如音量過大或輸出端短路)時,功率輸出管的發(fā)射極電流明顯增大,使R1或R2兩端電壓升高,經(jīng)R3、R4分壓后,使VT3導(dǎo)通,其集電極電壓下降,從而使VT6也導(dǎo)通,VT6集電極輸出高電平,經(jīng)R11、R12輸送到CPU的PRO端口,CPU檢測到這一高電平后,立即從MUTE(靜音)端口輸出高電平,使VT7飽和,C5迅速放電至0V,VT8與VT9組成的復(fù)合管截止,繼電器釋放,斷開音箱,從而有效地保護(hù)了揚(yáng)聲器和功放管。
R5、R6、C2及C3組成低通濾波器,當(dāng)功率放大電路工作正常時,左、右聲道輸出端的直流電壓均為0V,C2、C3上直流電壓也是0V,VT4、VT5截止,不影響電路的工作情況。一旦功率放大電路出現(xiàn)故障而導(dǎo)致中點(diǎn)的直流電壓偏離0V時,C2、C3兩端便出現(xiàn)正或負(fù)的直流電壓,VT4或VT5導(dǎo)通,VT6也跟著導(dǎo)通,其集電極輸出高電平,送到CPU的PRO(保護(hù))端口,CPU立即從MUTE(靜音)端口輸出高電平,使電路進(jìn)入保護(hù)狀態(tài)。
集成式多功能型保護(hù)電路常以集成塊μPC1237為核心構(gòu)成,μPCI237是日電公司推出的揚(yáng)聲器專用保護(hù)集成塊,它內(nèi)含過載檢測、直流檢測、觸發(fā)器、鎖存/自動復(fù)位開關(guān)、關(guān)機(jī)檢測、電源接通靜音、繼電器驅(qū)動等電路。該集成塊的工作電壓范圍為25V~60V,它可以直接利用功率放大器的正電源。當(dāng)功率輸出級出現(xiàn)過流、中點(diǎn)電壓偏離0V時,它都能立即做出反映,釋放繼電器,斷開揚(yáng)聲器與功率放大電路的連接,使揚(yáng)聲器得到保護(hù)。
1237喇叭保護(hù)電路圖(二)
如圖所示為采用μPC1237芯片的保護(hù)電路,圖中僅畫出左聲道電原理國,右聲道結(jié)構(gòu)與之相同,該電路具有揚(yáng)聲器輸出保護(hù)、功率輸出級過載保護(hù)、交流電開路檢測保護(hù)、開關(guān)機(jī)靜噪保護(hù)等多種保護(hù)功能。
1237喇叭保護(hù)電路圖(三)
圖4是集成式多功能型保護(hù)電路原理圖,接通電源后,+45V電壓經(jīng)R16向8腳供電,在8腳建立3.4V的電壓,該電壓經(jīng)R15對7腳外部的C5充電,經(jīng)過t=R15&TImes;C5&TImes;In(3.4-2.06)/3.4=2.056(s)后,7腳電壓達(dá)到2.06V,此時繼電器驅(qū)動電路工作,繼電器吸合,這樣就避免了開機(jī)瞬間的浪涌電流對揚(yáng)聲器的沖擊。
VT1和VT2為R聲道功放對管。
R聲道的過流檢測電路由R1、R2、R3、R4、VT3等元件組成。正常工作時,R1或R2上的電壓較低,不足以使VT3導(dǎo)通。當(dāng)功率輸出級出現(xiàn)過流時,R1或R2兩端的電壓會升高,并使VT3導(dǎo)通,進(jìn)而使VT4也導(dǎo)通,VT4集電極輸出高電平送至μPCI237的1腳,使1腳電壓超過0.67V,μPC1237進(jìn)入保護(hù)狀態(tài),繼電器釋放,音箱脫離電路。
各聲道功率輸出級中點(diǎn)送來的直流電壓從2腳輸入,當(dāng)各聲道工作正常時,2腳直流電壓為0V,保護(hù)電路不動作。當(dāng)任何一個聲道出現(xiàn)故障而導(dǎo)致中點(diǎn)電壓偏離0V。時,2腳電壓就會高于0.62V或低于-0.17V,μPCI237進(jìn)入保護(hù)狀態(tài),繼電器釋放,音箱脫離電路。
當(dāng)保護(hù)電路動作后,繼電器驅(qū)動電路停止工作,6腳變?yōu)楦唠娢唬ń咏^電器供電電壓),VD6導(dǎo)通,VT6也導(dǎo)通,并輸出低電平送至CPU的檢測端,CPU檢測到這一低電平后,立即進(jìn)行靜音控制,輸出靜音(MUTE)電壓,經(jīng)VD4、R14使VT5導(dǎo)通,進(jìn)而使VT4也導(dǎo)通,輸出高電平到1腳,使電路鎖定在保護(hù)狀態(tài)。
由于功放機(jī)的主電源濾波電容容量很大,其上電壓又較高,故關(guān)機(jī)后,放電比較緩慢,導(dǎo)致繼電器未能快速釋放,從而使揚(yáng)聲器會受到關(guān)機(jī)電流的沖擊。為了避免這種現(xiàn)象,在μPC1237內(nèi)部設(shè)了關(guān)機(jī)檢測電路。當(dāng)關(guān)機(jī)后,4腳電壓立即下跌,使關(guān)機(jī)檢測電路工作,μPC1237快速釋放繼電器。
1237喇叭保護(hù)電路圖(四)
UPC1237喇叭保護(hù)線路(帶LM12耳放線路)電路如下圖所示:
1237喇叭保護(hù)電路圖(五)
uPC1237揚(yáng)聲器保護(hù)電路圖
uPC1237由單電源供電,工作電壓范圍為25v~60v,通常直接利用功放的正電源+Vcc作為電源。繼電器線圈電壓為直流24v,因⑥腳繼電器驅(qū)動端極限電流為80mA,在繼電器得電吸合時,⑥腳電壓約為0v,如果Vcc平均電壓》24v,必須串入降壓限流電阻R12,使繼電器和集成電路都不致過流發(fā)熱損壞,R12的阻值、功耗與Vcc平均電壓的對應(yīng)關(guān)系見表1。發(fā)燒友可根據(jù)自己功放的vcc平均電壓值查表1確定R12。
uPC1237⑦腳是電源接通延時端,由R7、c3參數(shù)確定開機(jī)靜音時間,即通電后,待功放電路達(dá)到平衡穩(wěn)定時,延時電路再讓繼電器觸點(diǎn)接通揚(yáng)聲器。這樣可以徹底消除開機(jī)通電沖擊噪聲,增大c3或R7可延長開機(jī)靜音時間。
uPC1237⑧腳是電源端,最高極限值為8v。當(dāng)Vcc不同時,R8的阻值相應(yīng)不同,可查表1確定。
uPC1237④腳是交流斷電檢測端,用于功放關(guān)機(jī)靜音。當(dāng)功放電源開關(guān)關(guān)斷時,變壓器次級交流電壓立即消失,c2小容量電容經(jīng)④腳內(nèi)阻快速放電,④腳電壓迅速下降,內(nèi)部電路控制繼電器動作,將功放輸出端與揚(yáng)聲器斷開,防止斷電后過渡過程中功放輸出端零電平在失去平衡時對揚(yáng)聲器的電流沖擊(即關(guān)機(jī)沖擊噪聲)。④腳最高極限電壓為10v,當(dāng)被監(jiān)測的功放電源變壓器次級繞組AC電壓值不同時,分壓限流電阻R6的取值相應(yīng)不同,過大過小均會使揚(yáng)聲器保護(hù)電路不能正常工作,Ac交流電壓與R6阻值對應(yīng)關(guān)系見表2。
uPC1237②腳是功放輸出端直流偏移檢測端,功放輸出端直流偏移電壓過大,會使揚(yáng)聲器音圈中流過的直流電流過大,音圈動態(tài)范圍變小,聲音失真,同時音圈因過熱很易損壞。為保護(hù)揚(yáng)聲器,由②腳監(jiān)測功放輸出端直流電平,一旦功放輸出端正或負(fù)偏移電壓超過設(shè)定的閾值時,uPC1237內(nèi)部電路使繼電器釋放,將揚(yáng)聲器從功放輸出端斷開,達(dá)到保護(hù)揚(yáng)聲器的目的。如圖電路功放輸出端正偏移閾值為1.24v,負(fù)偏移闞值為-1.04v。
uPC1237①腳是過流檢測端。左、右聲道過流檢測L—E端、R—E端分別接分立元件功放左、右聲道末級NPN放大管發(fā)射極電阻,射極電阻上電壓會因輸出電流增大而上升,當(dāng)輸出平均電流超過功放或揚(yáng)聲器的額定電流值時,射極電阻上的電壓達(dá)到揚(yáng)聲器保護(hù)電路所設(shè)定的過流閾電壓,T1、T3或其中之一導(dǎo)通,引起T2導(dǎo)通,Vcc電壓經(jīng)T2、R9、R11加至①腳,只要流人①腳電流超過110uA,內(nèi)部過流保護(hù)電路將使繼電器釋放而斷開揚(yáng)聲器,實(shí)現(xiàn)揚(yáng)聲器過流保護(hù)目的。圖中L—E、R—E過流檢測閥電壓為0.67v。對集成電路功放,末級功放管射極電阻很少有接出,可考慮省去過流檢測功能,只需把①腳接地即可。
uPC1237③腳是揚(yáng)聲器保護(hù)電路工作方式選擇端。把③腳直接接地為自動復(fù)位工作方式,即在保護(hù)電路動作、繼電器斷開揚(yáng)聲器后,若功放電路恢復(fù)正常,繼電器能自動恢復(fù)接通揚(yáng)聲器。把③腳經(jīng)0.022uF電容接地為鎖存工作方式,即繼電器一旦動作斷開揚(yáng)聲器,即使功放電路恢復(fù)正常,繼電器仍繼續(xù)保持?jǐn)嚅_狀態(tài),直到電源開關(guān)關(guān)斷一次后再次接通為止。無論哪種工作方式,揚(yáng)聲器保護(hù)電路功能不變,圖中及本文提到的uPC1237參數(shù)均為鎖存工作方式。
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