plik

LEKTRONIKA DLA WSZYSTKICH 7/99

ELEKTOR w EdW

Już w pierwszej części

zwróciliśmy  uwagę  na  to,  że
Gigant  2000  dysponuje  rozbu−
dowanymi  obwodami  zabez−
pieczającymi.  Powód  nie  tkwi
jednak  w tym,  że  wzmacniacz
charakteryzuje  się  niestabilno−
ścią  lub  istnieją  podejrzenia  co
do

jego

niezawodności.

Wprost  przeciwnie.  W fazie
projektowania,  podczas  długo−
trwałych  testów  Gigant  wyka−
zał  się  nieprzeciętną  stabilno−
ścią i wzbudzał pełne zaufanie.
Do  tego  stopnia,  że  w celu  ja−
kiegokolwiek

uaktywnienia

układów

zabezpieczających

trzeba było sięgać do nadzwy−
czajnych środków. W trakcie
testów

“normalnych”

dla

wzmacniaczy  mocy,  w żadnej
sytuacji  nasz  wzmacniacz  nie
dawał  się  wprowadzić  w stan
określany jako błędny.

Dlaczego więc zdecydowa−

no  się  na  takie  nadzwyczajne
środki  bezpieczeństwa?  Głów−
ne  przyczyny  ewentualnych
błędów nie tkwią w samej elek−
tronice,  lecz  leżą  po  stronie
użytkownika. Wzmacniacz mo−
że  być  solidny  i pracować

w sposób pew−
ny, ale gdy zo−
stanie przeste−
rowany

albo

p r z e c i ą ż o n y
w sposób  eks−
tremalny,  może
to  jednak  do−
prowadzić  do
wyjątkowo  nie−
przyjemnych

konsekwencji.

A dodatkowo, gdy stopień koń−
cowy  zaliczany  jest  do  “wagi
ciężkiej”, i tak jak Gigant 2000
pracuje przy niespotykanie wy−
sokich  napięciach  roboczych,
to  w przypadku  gdy  coś  się
dzieje źle, to naprawdę jest źle.
Przy takich mocach nie ma żar−
tów.

Choć podczas normalnej

eksploatacji  sytuacje  zagroże−
nia  nie  powinny  występować,
to układ zabezpieczający czuwa
i w razie potrzeby spełnia swo−
ją  rolę.  W niepospolity  sposób
spełnia on …

Sześć funkcji

Pomimo że zadania układu

zabezpieczającego są ze sobą
nawzajem powiązane, można

we  względnie  prosty  sposób
wydzielić  sześć  zróżnicowa−
nych  funkcji,  które  następnie
zostaną kolejno omówione.

Są to:

••O

pó

óźźn

niie

e w

włłą

ąc

czza

niia

które troszczy się o to, aby

przekaźniki  wzmacniacza  włą−
czały  się  z pewnym  opóźnie−
niem.  Dzięki  temu  unika  się
osławionego  efektu  “fali  ude−
rzeniowej  przy  włączaniu”,
która stanowi także pewne za−
grożenie dla głośników.

••D

ette

cjja

a n

piię

ęc

ciia

a n

a ttrra

s−

ffo

orrm

atto

orrzze

rejestruje spadek napięcia

na uzwojeniu wtórnym trans−
formatora sieciowego. Funkcja
ta natychmiast dezaktywuje

przekaźnik i dzięki temu unika
się nieprzyjemnego efektu
związanego z wyłączaniem.

••Z

ezzp

piie

czze

niie

e tte

erra

attu

u−

rro

reaguje na zbyt wysokie

temperatury  radiatorów,  ale
jest  poza  tym  “skazane”  na
współpracę  z opisanym  nieco
później  układem  sterowania
wentylatorem chłodzącym.

••Z

ezzp

piie

czze

niie

e p

prrzze

d zzb

ytt

użży

m p

prrą

ąd

ogranicza prąd wyjściowy.

••Z

ezzp

piie

czze

niia

a d

dlla

a n

piię

ęc

ciia

stta

ałłe

••Z

ezzp

piie

czze

niia

a p

prrzze

d p

prrzze

e−

stte

erro

niie

Część 2
Zabezpieczenia i zasilacz sieciowy

W drugiej części zajmiemy się

układami  zabezpieczającymi  nowe−
go  wzmacniacza  dużej  mocy.  Ta
nieodzowna  część  układu  elektro−
nicznego  ma  za  zadanie  ochronić
stopień  końcowy  i głośniki  przed
niemal  wszystkimi  możliwymi  do
przewidzenia  błędami  i ich  następ−
stwami.  Układ  zabezpieczający
działa  samoczynnie  i dysponuje
własnym zasilaczem sieciowym.

to kombinowane funkcje,

które  rejestrują  każdą  różnicę
pomiędzy  sygnałem  wejścio−
wym  a wyjściowym,  i w przy−
padku  wysokiej  składowej  sta−
łonapięciowej

lub

dużego

opóźnienia, natychmiast powo−
dują określone działania. Układ
zabezpieczenia  przed  przeste−
rowaniem  jest  najważniejszą
i najbardziej wyrafinowaną, ale
równocześnie  i

najbardziej

skomplikowaną częścią układu
zabezpieczającego.

Wszystkie przedsięwzięcia

związane  z zabezpieczeniami
w przypadku  zadziałania  mają
w następstwie ten sam skutek,
a mianowicie  natychmiastowe
wyłączenie przekaźników “mu−
te” znajdujących się na wejściu
układu  oraz  przekaźników  na
wyjściu.  Dzięki  temu  zarówno
sygnał wejściowy, jak i obciąże−
nie  na  wyjściu  zostają  natych−
miast  oddzielone  od  stopnia
końcoweg, dzięki czemu (miej−
my  nadzieję)  uniknie  się  dal−
szych nieszczęść.

Po tym, gdy zostaną usunię−

te przyczyny wywołujące awa−
rię, następuje zresetowanie
układu

zabezpieczającego

i przekaźniki po niewielkim
opóźnieniu ponownie się uak−
tywnią.

Status układu zabezpieczają−

cego  sygnalizowany  jest  przez
trzy  diody  LED.  Tak  długo,  jak
jedno  lub  kilka  zabezpieczeń
jest aktywnych, świeci się czer−
wona dioda ERROR. Skoro tyl−
ko błąd lub błędy zostaną usu−
nięte, zaczyna błyskać żółta dio−
da EARLY i sygnalizuje, że sto−
pień końcowy za chwilę zosta−
nie ponownie włączony. Po kil−
ku  chwilach  gaśnie  czerwona
dioda i zaczyna świecić zielona
dioda ON, aby zasygnalizować,
że  ponownie  wszystko  jest
w porządku.

Wspólne elementy

Układ zabezpieczający o tak

złożonych  funkcjach  jest  nie−
możliwy  do  zrealizowania  bez
stosunkowo skomplikowanych
obwodów  elektronicznych.  Na
rry

u 1

1 można zobaczyć peł−

ny schemat elektryczny, łącznie
z należącym  doń  zasilaczem
sieciowym  +5V i ±12V.  Przed−
stawiony  na  schemacie  układ
elektroniczny kontaktuje się ze

światem zewnętrznym poprzez
szereg  punktów.  Przez  linie
LSP i INPUT jest on połączony
z wejściem i wyjściem sygnało−
wym  stopnia  końcowego.  Od−
powiadające przyłącza na płycie
wzmacniacza  są  oznakowane
jako P−LS i P−IN. Obydwa przy−
łącza  oznaczone  jako  50V są
podłączone do uzwojenia wtór−
nego  dużego  transformatora
sieciowego. Do listwy zacisko−
wej K2 podłączony jest przeka−
źnik wyjściowy, a do K3 przeka−
źnik  Mute.  Listwa  zaciskowa
K1  stanowi  wejście  dla  detek−
tora prądu. W tym miejscu wy−
konywane  jest  połączenie
z transoptorem  IC2  na  płycie
wzmacniacza (Punkt 1). Punkty
oznakowane jako TEMP stano−
wią  wyjście  dla  detektora  zbyt
wysokiej temperatury, do ukła−
du sterowania wentylatorem.

Wszystkie grupy funkcjonal−

ne całego układu mają tylko je−
den cel, a mianowicie dezakty−
wować  przekaźnik  wzmacnia−
cza podłączonego do zacisków
K2 i K3, co prowadzi do wspól−
nego wykorzystywania tej czę−
ści  układu.  Z tego  względu
wszystkie  grupy  funkcjonalne
zostały wyposażone w wyjścia
typu  Open−kolektor,  które  po−
zwalają na łatwe połączenie ty−
pu  “Wired−OR”.  Rezystor  R12
funkcjonuje jako wspólny rezy−
stor  typu  “Pull−up”.  Kombino−
wany  sygnał  błędu  ustawia
szereg  przekaźników  typu  D,
które  są  połączone  w rejestr
przesuwny,

oznaczony

schemacie  jako  IC4.  W ukła−
dzie  zastosowano  wyłącznie
przerzutniki  typu  D,  gdyż  tylko
dla nich można w każdej chwili
dokładnie  zdefiniować  warunki
ustawiania i zerowania.

Wyjścia przekaźników typu

D zostały zastosowane do ste−
rowania  dwoma  przetwornika−
mi  poziomu  w formie  tranzy−
storów T1/T2 i T3/T4. Dokonują
one przetworzenia napięcia ro−
boczego  układów  logicznych
+5V na  napięcie  sterujące
uzwojeniami przekaźników wy−
noszące  12V.  Istnieje  możli−
wość  ustawienia  zwory  JP1
w położeniu “ext”, co pozwala
na  zastosowanie  innego,  przy−
kładanego z zewnątrz, napięcia
dla  zasilania  przekaźników.
Możliwość  ta  jest  interesująca

przede wszystkim wtedy, kiedy
planuje się zastosować jakieś
inne przekaźniki.

Tranzystory T1 i T2 uaktyw−

niają  obydwa  przekaźniki  wyj−
ściowe, które najpierw się włą−
czają,  a kondensator  elektroli−
tyczny C9 troszczy się o to, aby
T2,  w trakcie  wyłączania,  kilka
milisekund  dłużej  pozostawał
w stanie przewodzenia, co po−
zwala  na  wykorzystanie  tego
przedziału czasu do wyłączenia
się przez trzeci przekaźnik wyj−
ściowy  i przez  przekaźnik  Mu−
te. Sens i cel takiego rozwiąza−
nia

zostały

wyjaśnione

w pierwszej części.

Blok opóźnionego
włączania,

dość

rozbudowany

układ.  Po  włączeniu  napięcia
sieciowego,  wejście  CLR
układu  scalonego  IC4,  przez
mały  obwód  zbudowany  na
tranzystorze T6, jest przez kil−
ka

sekund

utrzymywane

w stanie aktywnym (Low). Je−
śli  kondensator  C11  jest  do−
statecznie naładowany, to na−
stępuje  zablokowanie  tranzy−
stora T6 i poprzez R12 na wej−
ściu  CLR  pojawi  się  stan  wy−
soki  (o ile  oczywiście  nie  zo−
stanie  wykryty  żaden  błąd).
Poprzez  diodę  D5  następuje
wyzwolenie  wewnętrznego
oscylatora  licznika  IC3,  w re−
zultacie po kilku sekundach na
wejściu taktującym IC4 pojawi
się impuls taktujący, a wyjście
Q4  układu  scalonego  IC4
przejdzie  w

stan wysoki.

Przedział  czasu  od  momentu
wyzwolenia oscylatora do po−
jawienia  się  pierwszego  im−
pulsu  taktującego  nie  jest
ustalony,  ponieważ  parametr
Power−up−reset  licznika  jest
nieokreślony. Aby pomimo te−
go zagwarantować minimalne
opóźnienie  pomiędzy  włącze−
niem  obydwu  pierwszych
przekaźników,  po  uruchomie−
niu  IC3  najpierw  wytwarzany
jest poziom wysoki na wyjściu
Q4. Moment, w którym ma to
miejsce,  zmienia  się  jedynie
przy pierwszym włączeniu na−
pięcia roboczego.

Przez pierwszy pełny okres

zliczania IC3 na wyjściu Q1
układu scalonego IC4 panuje

poziom  wysoki  i dzięki  temu
obydwa  pierwsze  przekaźniki
są  w stanie  włączonym.  Je−
den  okres  później  także  wyj−
ście  Q2  w IC4  przełącza  się
w stan  wysoki,  co  powoduje,
że  także  trzeci  przekaźnik
i przekaźnik Mute zostają włą−
czone.  Ponieważ  wyjście  Q2
układu IC4 jest połączone tak−
że z wejściem zerującym IC3,
więc  jednocześnie  oscylator
zostaje wyłączony.

Dioda D8 ERROR, włączo−

na  równolegle  na  Q1  układu
IC4,  zaczyna  świecić,  gdy
przekaźniki  nie  są  włączone
(a więc zarówno w przypadku
błędu jak i podczas włączania).
Dioda  D6  EARLY  połączona
jest  z wyjściem  oscylatora  na
IC3, tak więc zaczyna błyskać
zanim  IC4  zacznie  być  takto−
wany. Dioda D9 ON włączona
jest  równolegle  do  trzeciego
przekaźnika  oraz  przekaźnika
Mute  i świeci  wtedy,  gdy
wzmacniacz zostanie całkowi−
cie włączony.

Detekcja napięcia
na transformatorze

Do zacisków oznakowa−

nych jako 50V dociera napię−
cie przemienne, które jest
prostowane

przez

diody

D10/D11,  a następnie  wygła−
dzane  przez  R30…R32/C10.
Do dzielnika napięcia elemen−
ty zostały dobrane w taki spo−
sób, że dioda LED w transop−
torze  IC6  świeci  wystarczają−
co  silnie,  żeby  całkowicie  na−
sycić  fototranzystor.  Wtedy
z bazy  tranzystora  T5  zostaje
zdjęte napięcie i tranzystor zo−
staje  zablokowany.  Jeżeli  za−
niknie  napięcie  na  wtórnym
uzwojeniu  transformatora,  to
dioda  LED  w transoptorze
zgaśnie,  fototranzystor  zosta−
nie  zablokowany,  T5  zacznie
przewodzić  i zostaje  wyzero−
wany

przerzutnik

typu

D w układzie scalonym IC4.

Zastosowanie transoptora

gwarantuje, że w tym miejscu
nie powstanie żadna pętla ma−
sy pomiędzy zerem zasilacza
sieciowego a masą układu za−
bezpieczającego (która jest
połączona z masą sygnału).

Elle

r w

w E

LEKTRONIKA DLA WSZYSTKICH 7/99

Zabezpieczenie
temperaturowe

Jeżeli układ sterowania we−

ntylatorami  (który  jeszcze  nie
został opisany) da sygnał “cała
naprzód”, to zjawisko takie po−
winno  zostać  zinterpretowane
jako  zachęta  do  natychmiasto−
wego  wyłączenia  wzmacnia−

cza.  Komparator  przełącza  się
i podaje  napięcie  na  wejście
TEMP  układu  zabezpieczające−
go.

Sposób pracy układu zabez−

pieczenia  temperaturowego
jest podobny do działania ukła−
du  detekcji  napięcia  na  trans−
formatorze. Jedyną różnicą jest
to,  że  transoptor  w normalnej
sytuacji  jest  zablokowany,
a przewodzi wtedy, gdy wystą−
pi błąd. Układ IC4 tak długo po−
zostaje wyzerowany, aż tempe−
ratura radiatora opadnie do do−
statecznie  niskiego  poziomu.
Nawiasem mówiąc w takiej sy−

tuacji wentylatory mogą je−
szcze dalej pracować.

Zabezpieczenie
przed zbyt dużym
prądem

Również w układzie zabez−

pieczającym  przed  zbyt  dużym
prądem,  ze  względu  na  wyso−
kie napięcia równoległe i w ce−
lu  wyeliminowania  pętli  do
uziemienia, zastosowany został
transoptor. Transoptor znajduje
się nie na płycie z układem za−
bezpieczającym,  lecz  na  płycie
wzmacniacza, jako układ scalo−

ny  IC2  w obwodzie  wyjścia  –
jak  o tym  wspomniano  już
w części pierwszej. Układ elek−
troniczny  ,w którym  pracuje
transoptor ma tak dobrane ele−
menty,

że

zabezpieczenie

przed  wysokim  prądem  uru−
chamia  się  przy  prądzie  mniej
więcej  40A.  Na  pierwszy  rzut
oka  wydaje  się,  że  jest  to  bar−
dzo dużo. Jeżeli jednak uwzglę−
dni się, że wzmacniacz przy ob−
ciążeniu  wynoszącym  1,5  po−
winien  zapewnić  jeszcze  wy−
sterowanie

poziomu

60V i to bez zadziałania zabez−
pieczeń, to wtedy okazuje się,

Elle

r w

w E

LEKTRONIKA DLA WSZYSTKICH 7/99

Rysunek 1. Układ zabezpie−
czający dzieli się na wiele
grup funkcjonalnych, które
wszystkie pracują razem na
jeden wspólny rejestr prze−
suwny (IC4).

że 40A przestaje być jakąś nie−
zwykle  wysoką  wartością.
W razie  potrzeby  próg  można
nieco obniżyć w taki sposób, że
R74 na płycie głównej wzmac−
niacza  będzie  miał  nieco  wy−
ższą wartość.

Złącza I, +5V i masa na pły−

cie  wzmacniacza  są  podłączo−
ne splecioną linką do listwy za−
ciskowej  K1,  i tym  samym  re−
zystor  wyjściowy  R78  zostaje
włączony  równolegle  do  R12.
Dzięki  temu  impedancja  (dla
ewentualnych zakłóceń) będzie
niższa, a szybkość reakcji nadal
pozostanie wysoka.

Detekcja napięcia
stałego i przestero−
wania

Ten nasycony interesujący−

mi rozwiązaniami układ elektro−
niczny przeprowadza ciągłe po−
równania  pomiędzy  sygnałem
wejściowym  a wyjściowym
i wszczyna alarm w przypadku
wykrycia  dużych  rozbieżności.

Porównanie  dokonywane  jest
przy  wykorzystaniu  specjalne−
go  wzmacniacza  operacyjnego
(IC1), który wyróżnia się ekstre−
malnie  niskim  wejściowym
prądem  spoczynkowym,  jak
również  ma  bardzo  niską  war−
tość wejściowego napięcia nie−
zrównoważenia.  Podczas  po−
równywania obydwu sygnałów
przez  wzmacniacz  różnicowy
różnice faz i czasów propagacji
nie  mogą  oczywiście  prowa−
dzić do wykrycia domniemane−
go błędu. W operacji porówny−
wania musi też zostać uwzglę−
dnione  wzmocnienie  napięcio−
we  stopnia  końcowego  (około
43−krotne).

W celu zrównoważenia róż−

nicy we wzmocnieniu, wejście
LSP  posiada  regulowany  dziel−
nik  napięcia  (R1,  R2  i trymer
wielowejściowy  P1),  przy  po−
mocy  którego  można  w miarę
dokładnie  sprowadzić  obydwa
sygnały do tej samej wartości.
W celu skompensowania efek−
tów  fazowych  w stopniu  koń−

cowym,  zastosowany  zo−
stał bufor (IC1a), który wy−
posażono  w filtr  wejścio−
wy.  Ten  filtr  środkowo−
przepustowy  pierwszego
rzędu  zbudowany  na  C1,
C2, R5, R6, P2 i P3, ma za
zadanie  symulować  cha−
rakterystykę  częstotliwo−
ściową  stopnia  końcowe−
go. Przy pomocy obydwu
potencjometrów  wieloo−
brotowych  można  dokła−
dnie ustawić jego parame−
try.

Wejścia układów scalo−

nych IC1a i IC1b są zabez−
pieczone diodami. Ewen−
tualny prąd upływu w po−
łączeniu z wysoką impe−
dancją

wejściową

IC1a (circa 1M) prowadził−
by  do  istotnego  offsetu,
a tym samym do niepożą−
danego zadziałania układu
zabezpieczającego. Z tego
względu  jako  D3  i D4  za−
stosowane  zostały  spe−
cjalne  diody  o bardzo  ni−
skim prądzie upływu, wy−
noszącym  maksymalnie
1nA.

Wyjście wzmacniacza

różnicowego  IC1b nadzo−
rowane jest przez kompa−
rator  okienkowy  zbudo−
wany  na  układach  scalo−

nych  IC2a i IC2b.  Wartości  re−
zystorów  w dzielniku  napięcia
R8…R11  zostały  tak  dobrane,
żeby  układ  zabezpieczający  za−
działał  przy  napięciu  stałym
±5V albo  przy  zniekształceniu
rzędu  2,5%.  Takiego  rodzaju
wysokie zniekształcenia z regu−
ły spowodowane są przez prze−
sterowanie, ale układ zabezpie−
czający reaguje także na oscyla−
cje i podobnego rodzaju “śmie−
ci”.

Wykonanie
i dostrojenie

Na rry

u 2

2 przedstawiona

jest  płytka  układu  zabezpiecza−
jącego.  Plan  rozmieszczenia
elementów  nasuwa  tylko  kilka
pytań,  tak  więc  rozlokowanie
elementów  na  podstawie  listy
wymaganych podzespołów nie
powinno  stanowić  żadnego
problemu.  Jako  P1...P3  zasto−
sowane  zostały  stojące  helitri−
my  25−obrotowe.  Diody  LED
D6, D8, D9 i D13 nie są monto−
wane  na  płytce,  lecz  na  płycie
czołowej  urządzenia.  Zamiast
diod  LED  należy  wlutować
w otwory  w płytce  szpilki  kon−
taktowe.  Dzięki  temu  okablo−
wanie urządzenia będzie znacz−
nie  łatwiejsze.  Mostek  JP1
w normalnej  sytuacji  powinien
mieć  zainstalowaną  zworę
w położeniu “intern”, tzn. że do
sterowania  przekaźnikami  nie
będzie  stosowane  nietypowe
napięcie.  Na rry

u 3

3 można

zapoznać się z gotową wzorco−

wą płytką wykonaną w labora−
torium Elektora.

Podłączenia do płytki zostały

opisane bardzo precyzyjnie i nie
powinno  sprawić  żadnego  kło−
potu  poprowadzenie  połączeń
do  odpowiednich  punktów  na
płytce wzmacniacza. Do wyko−
nania  okablowania  zasadniczo
powinna być zastosowana cien−
ka linka połączeniowa, za wyjąt−
kiem linii dla sygnałów wejścio−
wego i wyjściowego (LSP i IN−
PUT).  W tym  przypadku  powi−
nien  zostać  zastosowany  ekra−
nowany przewód audio.

Choć zasilacz i układ zabez−

pieczający znajdują się na tej sa−
mej  płytce,  obydwie  te  części
można  oddzielić  i umieścić
w obudowie  w różnych  miej−
scach. Wyjścia zasilacza muszą
w każdym  przypadku  zostać
okablowane (połączone) z przy−
łączami  zasilacza  układu  zabez−
pieczającego.

Zasilacz sieciowy jest prosty.

Zawierając  transformator  2
x 15V (8VA),  zasilacz  sieciowy
przy  pomocy  7812/7912  wy−
twarza  symetryczne  napięcie
o wartości  ±12V.  Równolegle
do niego układ 7805 odpowiada
za zasilanie 5V dla części cyfro−
wej.

Ponieważ

napięcie

+12V wykorzystywane jest tak−
że  do  przełączania  przekaźni−
ków, więc regulator dodatniego
napięcia IC7 musi być wyposa−
żony  w mały  radiator.  Napięcie
na  wtórnym  uzwojeniu  trans−
formatora  2  x 15V zostało  do−
brane z większym zapasem niż
potrzeba (w rzeczywistości uzy−

Elle

r w

w E

LEKTRONIKA DLA WSZYSTKICH 7/99

Rysunek 3. Układ zabezpieczający we wzorcowym wykonaniu.

Wykaz elementów
pomocniczego zasilacza
sieciowego

Rezystory

R1, R2 . . . . . . . . . . . . . . . . . . .1M

Kondensatory

C1, C2 . . . . . . .470

F/100V stojacy

C3, C4 . . . . . . .100nF/100V RM7,5

Półprzewodniki

D1…D8 . . . . . . . . . . . . . . .1N4007

Pozostałe elementy

K1 listwa zaciskowa na 2 przewody

do montażu na płycie, RM7,5

K2 listwa zaciskowa na 3 przewody

do montażu na płycie, RM7,5

K3, K4 . . . .. .listwa zaciskowa na 2

przewody do montażu na płycie, RM5

Tr1, Tr2 . .transformator 12V/1,5VA
(Monacor VTR1112 albo Block VV1112)
F1, F2 . . . .gniazda bezpiecznikowe

160mA do montażu na płytce

Płytka drukowana EPS 990001−3

Wykaz elementów układu
opóźniającego włączenie
napięcia sieciowego

Rezystory

R1, R2 . . . . . . . . . . . . . . . . . .470k
R3 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .220

Ω

R4…R7 . . . . . . . . . . . . . . .10

Ω

/5W

Kondensatory

C1. . .330nF/250VAC (Philips 333.4

MP−KT)

C2, C3 . . . . . . . . . . . . .470

F/40V

Pozostałe elementy

K1, K2 . . . . .listwa zaciskowa na 2

przewody do montażu na płycie,

RM7,5

B1 . . . . . . . . .B250C1500 (okrągły)
Re1 przekaźnik 250V/8A,24V/1200

Ω

(SiemensV23057−B6−A201)

F1 . . . . . . . . . . . . . . . . .patrz tekst

skuje się pulsujące napięcie sta−
łe  o wartości  w przybliżeniu
±20V),  ponieważ  stopień  koń−
cowy  o takiej  mocy  stanowi
bardzo poważne obciążenie do−
mowej  instalacji  elektrycznej,
tak  więc  należy  się  liczyć
z większymi  wahaniami  napię−
cia w sieci niż normalnie. Wyso−
kie napięcie na uzwojeniu wtór−
nym  gwarantuje,  że  nawet
w przypadku  silnych  spadków
napięcia zapewnione będzie po−
prawne funkcjonowanie układu
zabezpieczającego.

Z tego samego względu

godne  polecenia  jest  zastoso−
wanie  przed  zasilaczem  siecio−
wym dodatkowego sieciowego
filtru  przeciwzakłóceniowego.
Można w tym celu zakupić go−
towy  kompletny  moduł  filtrują−
cy,  albo  sporządzić  go  samo−
dzielnie na bazie cewki o induk−
cyjności 30

H i dwóch konden−

satorów po 100n/250V AC, kla−
sy X2, co zostało pokazane na
schemacie elektrycznym linią
przerywaną.

Teraz należy przejść do regu−

lacji układu zabezpieczającego.

W tym  celu  do  wyjścia  układu
scalonego  IC1b należy  podłą−
czyć  oscyloskop,  albo  dobry
multimetr  cyfrowy  typu  True−
RMS o wystarczającej szeroko−
ści  pasma.  Stopień  końcowy
bez  obciążenia  sterowany  bę−
dzie  sygnałem  1kHz,  20kHz
i 20Hz, w takim zakresie jak tyl−
ko to będzie możliwe, gdyż dla
maksymalnych  różnic  pomiaro−
wych najłatwiej jest przeprowa−
dzić  strojenie.  Jako  źródło  sy−
gnału najlepiej nadaje się gene−
rator sinusoidalny, ale także mo−

że to być odtwarzacz CD ze
specjalną testową płytą CD.

Najpierw należy pokręcić po−

tencjometrem  P1  w taki  spo−
sób,  żeby  dla  częstotliwości
1kHz tłumienie w kanałach rów−
noległych  było  optymalne.
W trakcie  strojenia  sygnał  na
IC1b musi  być  minimalny.  Na−
stępnie przy pomocy potencjo−
metru  P2  i dla  sygnału  20kHz
(w zasadzie 10kHz także by wy−
starczyło) należy przeprowadzić
korekcję zakresu wysokich czę−
stotliwości,  oraz  przy  pomocy
P3 i dla sygnału 20Hz − zakresu
niskich  częstotliwości.  Także
i w tych  przypadkach  sygnał
wyjściowy  na  IC1b powinien
być minimalny.

Ponieważ ustawienia te wy−

wierają  na  siebie  pewien
wpływ, więc całą procedurę na−
leży  powtórzyć  jeszcze  raz.  Na
zakończenie  można  jeszcze
sprawdzić prawidłowe dostroje−
nie dla kilku innych częstotliwo−
ści audio.

Pod napięciem

Zasilacze pomocnicze dla

wzmacniacza

napięciowego

w stopniu  końcowym  zostały
już wcześniej omówione w czę−
ści  pierwszej.  Chodzi  o bardzo
proste i niestabilizowane zasila−
cze  sieciowe,  które  powinny
dostarczać napięcie w zakresie
2x15V, które dodawane jest do
napięcia  ±70V wytwarzanego
przez główny zasilacz sieciowy.
Aby uniknąć wszelkich ewentu−
alnych pomyłek, dla obydwu za−
silaczy  pomocniczych  została
zaprojektowana  wspólna  płyt−
ka,  którą  przedstawiono  na  rry

y−

u 4

4. Obok transformato−

rów,  mostków  prostowniczych
i kondensatorów  elektrolitycz−
nych na płytce jest miejsce dla
zacisków,  gniazd  bezpieczniko−
wych  i dwóch  obwodów  RC.
Jeżeli do zacisków K1 zostanie
podłączone  napięcie  sieciowe,
a do K2 napięcie ±70V z głów−
nego  zasilacza  sieciowego,  to
odpowiednio z zacisków K3 i K4
można pobierać wymagane na−
pięcia  robocze  ±85V

dla

Elle

r w

w E

LEKTRONIKA DLA WSZYSTKICH 7/99

Rysunek 2. Rozbudowany
układ zabezpieczający zmie−
ścił się na zaskakująco ma−
łej płytce.

wzmacniacza  napięciowego.
Ponieważ we wzmacniaczu na−
pięciowym  płyną  stosunkowo
małe  prądy,  więc  okablowanie
można  wykonać  cienkimi  prze−

wodami. Na rry

u 5

5 zapre−

zentowano fotografię gotowe−
go pomocniczego zasilacza sie−
ciowego.

Teraz kolej na centralę zasila−

nia  dla  Giganta  2000.
Do stopnia końcowego
potrzebne jest napięcie
±70V,  dobrze  wygła−
dzone,  ale  niestabilizo−
wane.  Jak  można  zau−
ważyć  na  rry

u 6

chodzi  tutaj  o zasilacz
sieciowy  o wyjątkowo
dużych możliwościach.
Ponieważ  pobór  mocy
przy  obciążeniu  2  albo
przy pracy w trybie mo−
stkowym  dochodzi  do
1000VA, więc zastoso−
wane  zostały  dwa
transformatory

rdzeniach toroidalnych
2x50V,

każdy

500VA. Aby wyelimino−
wać  trudne  do  oszaco−
wania  prądy  wyrów−
nawcze pomiędzy oby−
dwoma  uzwojeniami

wtórnymi (zazwyczaj występu−
ją pomiędzy nimi drobne różni−
ce),  transformatory  te  nie  zo−
stały  połączone  bezpośrednio
ze sobą równolegle, ale dopie−
ro za mostkami prostowniczy−
mi. W tym punkcie połączenie
przebiega bez żadnych proble−
mów.  Za  mostkami  znajduje
się sześć solidnych kondensa−
torów elektrolitycznych, każdy
po  22000µF/100V.  Ta  olbrzy−
mia łączna pojemność jest cał−
kowicie  wystarczająca  także
przy obciążeniu 2.

Obydwa 35−amperowe mo−

stki  prostownicze  muszą  być
chłodzone. W tym celu można
je  przykładowo  zainstalować
bezpośrednio  na  radiatorze
SK01. Okablowanie głównego
zasilacza sieciowego musi zo−
stać  oczywiście  dopasowane
do wysokich prądów. W proto−
typie  kondensatory  elektroli−
tyczne  zostały  zamontowane
na  solidnej  płycie  aluminiowej
o grubości  3mm.  Przewody
powinny mieć przekrój co naj−
mniej  2,5mm

, a jako łączniki

zastosowane zostały wyłącznie
znane  z wysokiej  obciążalności
wtyki/gniazda  AMP,  takie,  jakie
stosowane  są  także  w samo−
chodowych  instalacjach  elek−
trycznych.

Sam główny zasilacz siecio−

wy  jest  bez  wątpienia  równie
drogi  jak  pozostała  reszta  Gi−
ganta 2000. Można jednak zao−
szczędzić  całkiem  pokaźne
kwoty,  jeśli  ograniczy  się  moc
poniżej  800W dla  obciążenia  2
i przy obciążeniu 1,5 nie będzie
się wymagać od wzmacniacza,
żeby  literalnie  powalał  słucha−
czy na kolana. Jeżeli wprowadzi
się ograniczenia w obciążeniach
jedynie do 4 albo do 8 oraz zre−
zygnuje

się

równocześnie

z możliwości połączenia dwóch
monobloków  w jeden  mostko−
wy  wzmacniacz  2000W,  to
wówczas całkowicie wystarczą
dwa  transformatory  300VA
i sześć kondensatorów elektro−
litycznych,  każdy  po  10000µF.
Także bezpieczniki w obwodzie
pierwotnym  mogą  wówczas
zostać zredukowane z 2,5AT do
1,5AT.

Opóźnienie
włączania napięcia
sieciowego

Podczas włączania urządzeń

dużej  mocy,  np.  jak  jeden  lub
jednocześnie kilka stopni mocy
np.  jak  Gigant  2000,  może
w krótkim  czasie  pojawić  się
bardzo  wysoki  prąd  włączania,
który  może  spowodować  za−
działanie  nawet  najsilniejszych
bezpieczników  25A w domo−
wej  instalacji  elektrycznej.  Aby
wyeliminować  tę  niedogod−
ność został dobudowany układ

Elle

r w

w E

LEKTRONIKA DLA WSZYSTKICH 7/99

Rysunek 4. Mały pomocni−
czy zasilacz sieciowy
±15V dla wzmacniacza na−
pięciowego zaprojektowany
został na oddzielnej płytce,

Rysunek 5. ...która ze względu na
swoje niewielkie wymiary
łatwo mieści się w obudowie wzmac−
niacza.

Rysunek 6. Główny zasilacz sieciowy wzmacniacza z potężnymi
elementami, robiącymi silne wrażenie.

opóźniający włączanie napięcia
sieciowego, który powoduje,
że napięcie sieciowe włączane
jest w dwóch etapach, co daje
w efekcie złagodzenie piku prą−
dowego. Podobnego rodzaju

rozwiązania były prezentowane
w Elektorze  już  wielokrotnie,
przykładowo  do  tego  celu
nadaje  się  rozwiązanie  przed−
stawione w zeszycie z półprze−
wodnikami  za  rok  1997  ((rry

u−

k 7

7)). Układ opóźniający włą−

czanie  napięcia  sieciowego,
który  po  prostu  umieszczony
jest przed transformatorami to−
roidalnymi, umożliwia przepływ
prądu  w momencie  włączania
przez  rezystory  R4…R7.  Rów−
nocześnie,  przez  dzielnik  po−
jemnościowy R1,R2/C1 i R3 ła−
dują  się  kondensatory  C2  i C3

oraz  mostki  prostowni−
cze.  Dopiero  po  kilku
dziesiątych sekundy kon−
densatory elektrolityczne
naładują  się  do  tego
stopnia, że do dyspozycji
będzie prąd wystarczają−
cy do uruchomienia prze−
kaźnika.  Przekaźnik  się
włącza  i tym  samym
zwiera  cztery  rezystory
ograniczające  prąd.  Po−
mimo,  że  zastosowany
przekaźnik  jest  w stanie
łączyć do 2000VA, to dla
każdego  transformatora
toroidalnego zastosować
należy  oddzielny  układ
opóźnienia. Poza tym, ja−
ko C1 zaleca się zastoso−
wać  kondensator  z me−
talizowanego  papieru.
Tego  typu  kondensatory
−  jak  np.  Philips,  seria
333,4  MP−KT  −  zostały
specjalnie  opracowane

do  zastosowań  w aplikacjach
pracujących  przy  napięciu  sie−
ciowym.  Podczas  testowania
układu należy zawsze pamiętać
o tym,  że  płytka  podłączona
jest  bezpośrednio  do  napięcia
w sieci  elektrycznej!    Układ
opóźniający włączenie napięcia
sieciowego  został  zaprojekto−
wany  na  oddzielnej  małej  płyt−
ce o małej zabudowie ((rry

8)). Niestety płytka ta już nie jest
dostarczana przez serwis, tak
więc trzeba ją samodzielnie

wytrawić przy pomocy chlorku
żelaza.

W części trzeciej tego arty−

kułu  opisane  zostanie  wyko−
nanie  głównej  płyty  stopnia
mocy  oraz  przekazane  będą
interesujące  i ważne  wska−
zówki odnośnie budowy i eks−
ploatacji  wzmacniacza.  Oczy−
wiście,  jak  przyzwyczaił  już
swych  czytelników  Elektor,
zaprezentowane  będą  także
wyniki testów i pomiarów.

Elle

r w

w E

LEKTRONIKA DLA WSZYSTKICH 7/99

Rysunek 7. Układ opóźniają−
cy włączenie napięcia siecio−
wego zapobiega temu, żeby
wysoki prąd włączania głów−
nego zasilacza sieciowego
powodował zadziałanie bez−
pieczników w domowej in−
stalacji elektrycznej.

Rysunek 8. Układ
opóźniający włączenie
napięcia sieciowego
został zbudowany na
małej płytce, na której
jednak występuje na−
pięcie sieciowe.

Wykaz elementów
układu
zabezpieczającego

Rezystory

R1, R33, R34 ....................100k
R2 ....................................1k05
R3, R4 ..............................10k0
R5 ....................................680

Ω

R6 ....................................820k
R7........................................1M
R8, R11, R18,
R24, R25, R29 ....................47k
R9, R10 ..............................470
R12, R21, R22 ....................2k2
R13 ..................................470k
R14....................................2M2
R15, R17 ..............................1k
R16, R23, R26, R27............4k7
R20....................................2M7
R28 ....................................3k9
R30, R35 ............................3k3
R31, R32 ............................15k
R36 ....................................22

Ω

P1 ................25−obrotowy

potencjometr

250

Ω

(stojący)

P2 ................25−obrotowy

potencjometr

500

Ω

(stojący)

P3 ................25−obrotowy

potencjometr 500k (stojący)

Kondensatory

C1, C3 ............................100nF
C2 ......................................1nF
C4…C6, C8, C12…C17..100nF

ceramiczne

C7 ..................................470nF
C9, C18, C19,
C22 ..............4,7

F/63V stojący

C10 ..............10

F/63V stojacy

C11, C23 ......47

F/25V stojacy

C20 ..........1000

F/25V stojacy

C21 ............470

F/25V stojacy

C24…C26......47nF ceramiczny

Półprzewodniki

D1, D2 ..........................BAT82
D3, D4 ........................BAS45A
D5, D7 ......................1N41418
D6, D8, D9, D13 ....3−mm LED
o wysokiej efektywności (żółta,

czerwona i dwie zielone)

D10, D11 ....................1N4007
D12 ..............................1N4001
T1, T3, T5, T6..............BC547B
T2, T4 ............................BD140
IC1 OP249GP (Analog Devices)
IC2 ..............................LM319N
IC3 ..........................74HC4060
IC4 ............................74HC175
IC5, IC6............................4N35
IC7 ....................................7812
IC8 ....................................7912
IC9 ....................................7805

Pozostałe elementy

JP1 ......pojedynczy 3−szpilkowy

mostek ze zworą

K1, K2 ..........listwa zaciskowa

na 3 przewody do montażu na

płycie, RM5

K3 .. listwa zaciskowa na 2 prze−

wody do montażu na płycie,

RM5

K4 ....listwa zaciskowa na 2 prze

wody do montażu na płycie,

RM7,5

B1 ......B80C1500 (prostokątny)
F1 ........................uchwyt do za−

montowania bezpiecznika 50mA

do montażu na płycie

Tr1 ....................transformator

2x15V/8VA (Monacor VTR8215

albo Block VR7, 5/2/15 7,5VA)

Radiator dla IC7, np. Fischer

SK104, 50mm

Sieciowy filtr przeciwzakłóce

niowy

Płytka drukowana EPS 990001−2