У житті трапляються такі ситуації, коли по тим чи іншим причинам акустичні системи підключають до підсилювачів звукової частоти, потужність яких перевищує гранично допустиму для системи, що, з одного боку, нерідко дозволяє отримати кращу якість звучання, збільшити динамічний діапазон, з іншого - збільшує ризик пошкодження динамічних головок через перевантаження.
Особливо це актуально при використанні АС на шкільних, студентських, молодіжних вечірках, де нерідко акустика підключається до першого ліпшого працездатного підсилювача, який "потужнішим". Щоб запобігти пошкодженню АС при вступі на неї потужності, що перевищує номінальну, її треба оснастити вузлом захисту від перевантаження, вбудованим в АС і не вимагає додаткового джерела живлення. Принципова схема такого пристрою, розрахованого на захист АС потужністю 10...35 Вт, наведена на нижче.
Крім відключення АС при перевантаженні, це пристрій також захищає її динамічні головки від пошкодження в разі виходу з ладу транзисторів підсилювача і появи на його виході постійної напруги. Пристрій підключається до виходу підсилювача потужності звукової частоти. Напруга змінного струму випрямляється діодним мостом VD1. Резистор R1 усуває вплив влаштування на роботу підсилювача потужності. Випрямлена напруга згладжується оксидними конденсаторами СЗ, С2.
Поки потужність на виході підсилювача не перевищує максимально допустиму для АС, напруга на виводах конденсатора С2 невелика, стабілітрон VD3 закритий, отже, також закритий і тріністор VS1. В режимі микротока тріністори цього типу є керованими, тобто їх можна закрити зняттям керуючого напруги. Оскільки VS1 закритий, також буде закритий транзистор VT2. Контакти реле К1 замкнуті, на динамічні головки АС буде надходити 100 % потужності.
Як тільки потужність на виході підсилювача перевищить допустиму для АС, напруга на С2 зросте настільки, що відкривається стабілітрон VD1, відкриються тріністор VS1 і транзистор VT2, контакти реле К1 розімкнуться, потужність, що надходить на АС, буде обмежена резисторами R11-R13. Ці резистори є навантаженням для підсилювача потужності, що покращує стійкість підсилювача в разі відключення акустичної системи, крім того, ці резистори знижують іскріння між контактами реле при їх замиканні і розмиканні.
При спрацьовуванні захисту від перевантаження світиться світлодіод HL1. Транзистор VT1, емітерний перехід якого працює як микромощный стабілітрон з напругою стабілізації 7...12 В, захищає польовий транзистор від пробою ізолятора затвора. Як тільки напруга на виході підсилювача зменшиться, стабілітрон VD3 закриється, закриються VS1, VT2, контакти реле К1 замкнуться, на АС знову буде надходити повна потужність. Резистор R8 вводить невеликий гістерезис, що запобігає циклічне замикання-розмикання контактів реле при незмінній вихідний потужності, трохи перевищує порогову. Резистор R9 зменшує струм через обмотку реле при розмиканні його контактів конденсатор С6 накопичує достатню кількість енергії, необхідне для надійного спрацьовування реле.
При розміщенні конструкції всередині корпусу АС елементи конструкції працюють в умовах досить сильних вібрацій в широкому діапазоні звукових частот, створюваних динамічними головками, крім того, в деяких випадках слід враховувати і змінне магнітне поле від динамічних головок. Друковану плату слід розташовувати на максимальному видаленні від відкритих магнітних систем динамічних головок.
У пристрої використані постійні резистори МЛТ, Cl-4, C2-23 або імпортні аналоги. Підлаштування резистор R3 бажано використовувати в закритому корпусі, наприклад, СП4-1, СПЗ-16в, СП5-16А, СПЗ-19а, СП4-3. Після налаштування поворотну вісь резистора слід закріпити краплею фарби. Конденсатор С1 плівковий полиэтилентерефталатный К73-17, К73-9 або аналогічний. С4 - керамічний К10-17, КМ-5, оксидні конденсатори - К50-35 або імпортні аналоги. Конденсатор СЗ можна скласти з двох по 470 мкФ (це передбачено на друкованій платі).
При необхідності, конденсатор С6 також слід використовувати на робоче напруга 100 Ст. У випадку, якщо пристрій буде застосовано з підсилювачами, які мають напругу живлення вихідних каскадів більше ±50 В, оксидні конденсатори повинні бути на напругу 160 В, потужність і опір резисторів Rl, R2, R9 також потрібно збільшити. Конденсатори СЗ, С6 встановлюють паралельно друкованій платі і додатково закріплюють на ній дротяними хомутиками. Діодний міст можна замінити аналогічним малопотужним, наприклад, DB103-DB107, RB153-RB157 або скласти з чотирьох випрямних діодів з робочою напругою не менше 100 Ст. Замість КД243А можна встановити будь-які з серій КД243, КД247, КД208, КД105, 1N4002-1N4007.
Стабілітрон 1N4738A можна замінити на КС175А, КС175Ж, КС126К, світлодіод - на будь-який інший. Замість тріністора КУ112А можна застосувати КУ 112 AM в корпусі ТО-92. Польовий n-канальний транзистор IRF9540 в цій конструкції може працювати без тепловідводу. Його максимальна напруга стік-витік 100 В, вітчизняний аналог - КП785А. Замість цього транзистора можна використовувати IRF9634, КП796А, мають UCH МАХ > 250 Ст. Замість КТ315А можна застосувати будь-який з серій КТ312, КТ315, SS9014. Реле К1 - РЕК-29, паспорт ДУЩ4.501.56. Опір обмотки цього реле близько 950 Ом, стійке перемикання контактів відбувається при напрузі 15, мінімальна напруга утримання - 7 Ст. Реле цього типу використовувалося в модулях ДУ вітчизняних телевізорів УСЦТ. При заміні слід враховувати той факт, що контакти цього реле повинні комутувати значний струм.
Пристрій може бути змонтований на друкованій платі розмірами 140x50 мм, де встановлені всі елементи, крім світлодіода. На рис.2 показана друкована плата з боку провідників.
З боку монтажу плату бажано покрити трьома-чотирма тонкими шарами епоксидного клею. Кожен наступний шар наносять після затвердіння попереднього. Плату кріплять до корпусу АС зсередини п'ятьма гвинтами МОЗ або саморізами. По можливості бажано закрити глухим толстостенным (>0,5 мм) кожухом, що також зменшить ймовірність виходу з ладу пристрою унаслідок вібрацій в потужних АС, а також знизить ймовірність брязкоту контактів реле.
Виготовлені автором два примірники цих пристроїв використовуються спільно з акустичними системами 15АС-220, в яких використовуються динамічні головки 25ГДН-3-4. Ці системи починають хрипіти і деренчати при потужності, що підводиться більше 40 Вт. Поріг спрацьовування захисту встановлено 25 Вт. Дані АС живляться від підсилювача "Орбіта РОЗУМ-002 стерео", який здатний розвивати потужність вище 50 Вт на навантаженні 4 Ом. Інші два примірники встановлені в саморобні герметичні АС, зібрані на широкосмугових головках 10ГДШ-1, що живляться від підсилювача "Корвет 50У-068". Поріг включення захисту також встановлено 25 Вт з розрахунку роботи підсилювача на навантаження 4 Ом. Якщо при роботі з потужними АС (>35...5О Вт) і потужним підсилювачем тріністор буде закриватися при занадто низькою для даного випадку потужності, опір резисторів R4 і R7 можна збільшити вдвічі.
Це пристрій можна модифікувати, встановивши замість постійного резистора R2 терморезистор з негативним ТКС опором 3,3...4,7 кОм при 25 °С, який через прокладку з теплопровідною гуми слід жорстко закріпити на магнітній системі потужної низькочастотної головки. У цьому випадку при сильному нагріванні магнітної системи пристрій буде включати захист при меншій вихідної потужності підсилювача.
Автор: А. Бутов, с. Курба Ярославської обл.; Публікація: www.cxem.net