功能齐全的功放扬声器保护电路

minisoft

许多发烧朋友的功放保护电路功能不够理想，很少有具备过流保护的，功放输出短路时，很容易烧毁功放管，过流保护这个功能就显得十分必要了。
功放扬声器保护电路原理如图，看似比较复杂，其实不复杂，它使用了门电路CD4001，原理图中将这个集成块画成了四个部分，看起来显得元件较多，此电路含有三种保护功能，可以完全取代UPC1237专用保证电路。
(1)直流保护：当功率放大电路发生故障，其输出端出现的直流电压的绝对值超过设计限度时，保护电路中的直流检测电路即把它检测出来，变成控制信号。控制信号经放大后控制触发器翻转，驱动保护继电器动作，断开功率输出电路，使扬声器得到保护。同时，控制信号还启动指示电路工作，使保护指示灯闪烁报警。
(2)过载保护：当输出电流超过额定输出电流时，过载检测电路输出保护控制信号，控制输出电路断开，保护扬声器。
(3)开机延时接通保护：通过开机延时电路控制继电器驱动电路的工作状态，使继电器在开机时延时1—4秒钟接通扬声器，以避免开机过程中产生的浪涌冲击扬声器。

    该电路以Q601、Q604为中心，组成了直流电压取样检测电路。图中的Q01、Q02等系放大器功率输出电路(只画出一个声道)。功放输出的直流电压取样信号经由R608(另一声道为R609)衰减、隔离，C602、C603滤波，送往Q601、Q605、R602组成的直流检测电路进行监测。当功率输出电路出现正极性的较大的直流失调电压时，电流经R608(或R609)、Q601的be结到地，Q601导通，其集电极输出低电平，经R604、D601将Q603基极电位下拉，Q603导通，R-S触发器(IC13脚)为高电平，输出低电平。同样。功率输出电路中出现负的直流失调电压时，电流经地、Q604的be结、R608(或R609)、放大器输出电路中点。同样使Q603基极电位下拉使Q603导通。
    R600、R602、R601、D600、Q600等组成了过载检测电路。R600及R602（Q600发射极）对输出级上、下臂功率管的过载情况进行取样。Q600对输出电路进行过载状态监测。R01，R02端的电压经R600和R602分压，当功放过载时，电压达到Q600的导通正向偏压，Q600导通，使Q603导通。R-S触发器(IC13脚)为高电平，输出低电平。
    C606为延时电容，C606、R612、R613与D602组成延时电路，开机时，高电平经C604将触发器1脚拉为高电平，3脚输出高电平经12脚、11脚输出经R612向C606充电。由于C606两端的电压不能突变，开机时地电位，C606的充电电路时间常数较大，使Q606不能立即导通。当C606正端所充电压达到D604(5.1V)+Q606导通电压（0.7V）时，Q606导通继电器吸合，功率输出电路接通，达到开机延时保护的目的。
    U601B、U601C、R611、R610、R614、Q605、R618、DS601组成多谐振荡指示电路，工作正常时LED常亮，保护电路工作时，LED闪烁。

    图中Q01,Q02为功放管，R01，R02为功放管射极电阻，L101，L102，C126，C127，R160，R260为功放输出部分的∏形高次谐波滤波网络。非本保护电路部分。

    修改R600，R602参数可设定不同的限制输出功率，在此电路部分使用二极管可对多对功放管输出的功放检测，达到过流保护的目的，不再赘述。

xiaoning

做沙发！！

夏文卡顿

异想天开。参数还要慢慢调整，还要独立电源。

草丁

过于复杂,我还是倾向于用几个小三级管的保护电路,也一样有完美的过流过压保护性能.

minisoft

异想天开。参数还要慢慢调整，还要独立电源。
夏文卡顿 发表于 2010-8-10 23:19

楼上这位朋友发贴言语极不负责，哪里异想天开了？哪个参数要调整？你用哪个保护电路不需要电源？

画图、电路说明、错误校对，我辛苦搞了超过两小时时间才发这个贴，供朋友们制作参考。得到你这样的评价让人心情不爽。

new1510

楼上语言虽然有点过激，不过我也觉得在这里用CD4001不如用三极管来得方便，再说过热保护也没有
有不同观点很正常，希望LZ别受影响，努力…………

tonniwan

这个线路是错误的

lp1988

太复杂！要我就选ic！不过分析很全面，当然有纰漏！赞一个！搞得太复杂的分立理论你能讲通实际很难搞！

shenghuam

支持楼主的劳动成果，电路也不太复杂，值得参考。

li0532

复杂不要紧，只要合理、可靠！有些人看不懂，有些人自己做不了，但只要有成品，价格合适肯定会有人买帐的！
4001很难找了，门和多谐振荡还是用晶体管方便些。

华仔哥

支持楼主的劳动成果

RRR3311

不错，支持，我觉得也不是特别复杂，一块班子就搞定了，如果能检测自激就更好。

locky_z

LM339喇叭保护器

  两只晶体管组成延时电路,100U电容通过100K电阻充电，但充电到超过9V，NPN通，PNP也通，同时通过那只1M电阻的正反馈作用,使继电器吸合的更干脆利落。
  Ic1-1 -2组成正负上下限比较器,输入电压超过正负0.7负,比较器输出0，电容上的电压通过二极管和比较器内的集电极开路输出晶体管快速放电，继电器截止。
  IC1-3组成开机前的喇叭阻抗检测，当一开机，延时电路正在起作用时，继电器的活动端是接到下面，这时候喇叭的阻抗和1K电阻分压，得出一个电压和反相输入端的基准电压（10K和22欧分压）比较，如果喇叭短路，阻抗小于2.2欧，同相输入端的电压会小于反相输入端的电压，结果IC1-3输出0，导致延时电容不能充电，继电器也就不能吸合，除非解除了短路，这时候IC1-3输出1，延时电路才起作用。继电器才吸合。
  IC1-4同样功能，检测另一通道.
  因为LM339是OC输出的，可以无限并联多个比较器，可以再增添一个LM339,就可以增加更多的检测功能，例如检测正或者负电源某一边掉了电，短路、过流、过热、静嘈控制等等都较容易加上去。
  每个功能起作用后，恢复原状前，系统都会检测一次负载阻抗。
  想扩展功能，直接在LM339输出端并联一个三极管就可以扩展控制了，例如交流掉电、过流保护...

这个电路只能用于OCL，缺点是需要双电源供电，稳不稳压没所谓




再给一个单电源下的保护电路

1.同样具有开机喇叭阻抗检测，由U1B组成，喇叭阻抗低于2.2欧，就拒绝将喇叭接入放大器输出
2.直流保护电路修改了一下，只用1个比较器U1a，并且不用负电源，但灵敏度降低了，要+0.8 ～-0.9V左右,但输入阻抗很高，比一般晶体管构成的直流保护电路的输入阻抗高。
3.有交流断电保护，根据交流电压不同，需要调节W.
4.延时功能
5.有扩展功能端,例如外接过流保护
  LM393的价格约几毛钱，因此成本会比upc1237低，稍稍比纯三极管的保护电路高点；但功能和灵敏度比晶体管方式高，功能也强得多。


喇叭负载阻抗检测好处是防止外接喇叭线不小心短路。

918gz

回14楼
你电路中的喇叭阻抗检测用的是直流分压，实际使用中经常会遇到喇叭正常而开不了机的情况，如能改用交流检测会更好点。

毛毛虫

如果就以下三个功能：
(1)直流保护；(2)过载保护；(3)开机延时接通保护
那么还少一个关机保护功能。
要求就是关闭交流电源时候，喇叭保护继电器瞬时断电，防止关机冲击。
很多不合格的喇叭保护器为了达到关机瞬断，是通过减小供电主滤波电容容量来实现的。
事实上这种方式是不好的，比如用万用表测试有12VDC，但纹波会比较大，那么继电器线圈吸合会不好，继电器触点就不能很好接触，这样对声音有负面影响。

事实上UPC1237的4脚，就有交流电源检测电路，可以做到关机瞬断。

locky_z

回14楼
你电路中的喇叭阻抗检测用的是直流分压，实际使用中经常会遇到喇叭正常而开不了机的情况，如能改用交流检测会更好点。
918gz 发表于 2010-8-11 09:59

我这个阻抗检测在使用，没见过出现问题


不过那些电阻可能要再优化一下，我实际上喇叭那端是用小于2.2K接到供电端，而比较桥的另一端则用10K和10欧，
用100K//2.2欧的话，2.2欧上的电压不到5mV，接近比较器的失调电压了。
用2.2K//2.2欧的话，就可以达到12mV，比较器反转就可靠很多。

locky_z

用AT89C2051最便宜方便。

1.直流检测
2.交流断电检测
这里交流检测是检测交流过零脉冲，检测电路由光耦组成，交流电是50Hz,因此光耦每20mS会导通，产生一个中断脉冲，MCU用这个脉冲复位定时器。一旦在50mS内检测不到交流的脉冲，程序就认为是掉电了，就将继电器断开。
3.延时
任何故障排除后，都延时9秒左右时间才将继电器吸合。
4.外接扩充信号控制，就像upc1237的扩展端一样，at89c2051有足够数字接口端子，扩充功能强大
例如过流保护等等。。。
5.报警显示
在故障状态（交流断电、DC保护、外接信号有效）时，故障灯闪烁，在排除了故障后，正常灯会闪烁一段时间，然后才将继电器吸合，并正常灯常亮。

lp1988

19# locky_z

支持单片机 数字处理最简单来什么出什么结果 哈哈