功放输出短路如何对待?

济公 · 发表于 2006-10-30 16:23

请问各位师傅对功放输出短路(3分钟以上)包含桥接短路,分别是设计什么线路来解决的呢?能讨论吗?

locky_z · 发表于 2006-10-31 01:00

下面摘译自Audio Power Amplifier Design Handbook1.最简单的电流限制电路

功放输出短路如何对待?

TR1分流了TR2的基极电流，但Tr7必须加上限流电路，否则保护时，Tr7死。 这种电路功耗线是一个矩形，例如40V，保护电流5.5A,那么保护时功耗达到220W,大大超出功率管的SOA范围 还有以下缺点：   It has to be faced that this arrangement often shows signs of HF instability when current limiting, and this can prove difficult or impossible to eradicate completely. (This applies to single and double-slope VI limiting also.) The basic cause appears to be that under limiting conditions there are two feedback systems active, each opposing the other. The global voltage feedback is attempting to bring the output to the demanded voltage level, while the overload protection must be able to override this to safeguard the output devices. HF oscillation is often a danger to BJT output devices, but in this case it does not seem to adversely affect survivability. Extensive tests have shown that in a conventional BJT output stage, the oscillation seems to reduce rather than increase the average current through the output devices, and it is arguable that it does more good than harm. It has to be said, however, that the exact oscillation mechanism remains obscure despite several investigations, and the state of our knowledge in this area is far from complete. 2.单斜线 VI limiting

功放输出短路如何对待?

由于上面的对功率管的SOA要求很高，因此提出单曲线VI功率限制，加入R3，这样Vce增大时，保护电流闸值减少，Vce小时，保护电流闸值增大。 不同的R3得到不同斜率的负载线。例如下面图的斜率1线就是R3=15K,2线就是R3=10K,2线短路时,能将短路电流降到2A,

功放输出短路如何对待?

3.双斜线电流限制 电路如如图

功放输出短路如何对待?

功耗线由两条斜率不同的线组成，Vce过高时，Zd1起主要作用，Vce低时，由R1 R4起主要作用。功耗线如下，能更接近SOA线，

功放输出短路如何对待?

4.最小负载阻抗保护下面电路中的R13 R14 VD2 VT3以及功率管Re构成最小负载阻抗保护.  <img alt="" src="http://www.hifidiy.net/bbs/UploadFile/2006-9/200692911574756698.jpg" border="0"/>将电路简化变成如下<img alt="" src="http://www.hifidiy.net/bbs/UploadFile/2006-9/200692914474347703.png" border="0"/>4148补偿Q1的Vbe压降，这样当电桥两臂不平衡，左面高于右面，就导通。左面的分压比固定在2K/150=13.3，如果右面分压比小于13.3，那么左面电压就高于右面电压，管子就导通保护，按Re=0.2欧的话，如果负载小于0.2*13.3=2.6欧就保护了，不过当然输出电压至少要有一定幅度才保护。这个电路仅仅有短路保护而没有过流保护，但因为负载不会小于2.6欧，因此就没必要进行限流保护了以上1-3适用于BTL OCL,但第4种仅仅适合于OCL.,完善的保护其中温度保护也是必须的，因为发生故障时，全部功耗都在功率管上，即使在功率管的SOA范围以内，也是不很安全，因此最后一度防线就是温度保护了。

庆仔 · 发表于 2006-10-30 18:47

占个板凳，听课中...... [em03]

laovo · 发表于 2006-10-30 17:59

阿你陀佛[em03]

Biglee_163 · 发表于 2006-10-30 17:42

一种是检测末级功率管射级电阻电压大小，驱动过流检测三极管导通，最后使保护继电器断开负载，来保护大功率管及扬声器。而保护电路一般都加有可控硅式的状态自保持，一直到断电后排除负载短路继电器才可闭合。多见于分立功放，如常见的保护集成UPC1237,TA7317，可自行阅读官方PDF。另一种也是检测射级电阻电压大小，通过驱动一个三极管的导通来使末级功率管的输入对输出中点短路的方法来保护大功率管。这种方式由于不断开负载，会使输出时断时续，一般IC集成的内保护多采用此法。早期分立功放也有此接法。[em03]

济公 · 发表于 2006-11-1 19:30

<a href="http://www.hifidiy.net/bbs/UploadFile/2006-10/20061031049829942.png" target="_blank"><img title="dvubb" alt="图片点击可在新窗口打开查看" src="http://www.hifidiy.net/bbs/UploadFile/2006-10/20061031049829942.png" border="0"/></a> 由于上面的对功率管的SOA要求很高，因此提出单曲线VI功率限制，加入R3，这样Vce增大时，保护电流闸值减少，Vce小时，保护电流闸值增大。 不同的R3得到不同斜率的负载线。例如下面图的斜率1线就是R3=15K,2线就是R3=10K,2线短路时,能将短路电流降到2A,这个线路中V+不知是多少V?能限到2A????  270/0.1 ??? TR1静态时开通吗?B极静态时多少V?2*0.1=0.2V加上270欧隔离?如何使TR1导通? 如果静态时开通那么对偏置会有影响的!!不知说得对不?

爱国者 · 发表于 2006-11-1 19:25

[em05][em05]

济公 · 发表于 2006-11-1 19:17

先谢谢各位师傅的回复!再问:在实际应用中有没有考虑到频响的问题呢?就是如果不是继电器锁死的那种线路,在20HZ到20KH时压下的电流是否一样呢?有人用这个线路做过负载越重时输出越小的功能吗?就是如:在8欧时输出800W;在4欧时输出1200W但在2欧时只让他输出600W~1000W;而在输出短路时只让总机电流在5~6A以内?

庆仔 · 发表于 2006-11-1 10:02

, 哦.明白!在您的贴子里学到许多知识!谢谢前辈!

locky_z · 发表于 2006-10-31 22:39

<div class="quote">以下是引用庆仔在2006-10-31 19:07:00的发言： 图中Tr8是给Tr7保护的，那么Tr8前面的会不会因为Tr8动作而“死”呢？ </div>不会，因为一般前面是差分级，都有恒流源限制了差分管的最大电流。电流不会无限增大。但电压放大级Tr7没有恒流源限制电流，所以要Tr8限流。如果电路是全互补差分，电压放大级也是全互补，那么电压放大级两个互补管都要加保护。

爱国者 · 发表于 2006-10-31 20:13

好好学习~天天向上~[em05][em05]

HOPA · 发表于 2006-10-31 19:57

呵呵呵！学习了1237[em03]

庆仔 · 发表于 2006-10-31 19:07

这么好的帖子居然没人顶？？locky_z 解释得非常详细！！谢谢！！ [em02] [em02] [em02] [em02] <div class="quote">以下是引用locky_z在2006-10-31 1:00:00的发言： 1.最简单的电流限制电路 TR1分流了TR2的基极电流，但Tr7必须加上限流电路，否则保护时，Tr7死。 </div>图中Tr8是给Tr7保护的，那么Tr8前面的会不会因为Tr8动作而“死”呢？

济公 · 发表于 2006-11-2 14:55

而且正负同时用相同的参数时会一边先失真而另一边后失真,不知有没那位师傅实验过?

济公 · 发表于 2006-11-2 14:21

<a href="http://www.hifidiy.net/bbs/UploadFile/2006-11/200611121325335114.png" target="_blank"><img title="dvubb" alt="图片点击可在新窗口打开查看" src="http://www.hifidiy.net/bbs/UploadFile/2006-11/200611121325335114.png" border="0"/></a>但这个线路在实际应用中会带来失真,由其是高频段.不知何解?

济公 · 发表于 2006-11-2 14:10

谢谢locky_z师傅在输出短路时是如你所说的,是我没想清楚.

locky_z · 发表于 2006-11-1 23:05

<div class="quote">以下是引用济公在2006-11-1 19:17:00的发言： 有人用这个线路做过负载越重时输出越小的功能吗?就是如:在8欧时输出800W;在4欧时输出1200W但在2欧时只让他输出600W~1000W;而在输出短路时只让总机电流在5~6A以内?</div>第4种就能实现你的功能，短路时限制电流就是Vbe/Re左右，但如果存在负载的话，只要负载阻抗大于设定的值，限流管都不会导通，输出多少电流都可以。

庆仔 · 发表于 2006-11-1 22:49

正解！！（我叠加定理已经返还给老师了[em03][em03] ）谢谢！！ [em03][em03]

locky_z · 发表于 2006-11-1 22:42

庆仔等效电路：

功放输出短路如何对待?

用笨的方法计算根据戴维南，只考虑Vcc时（其他电压源Ve短路），流过R2电流为Icc=Vcc * (R1//R2)  /  (R2 * (R3+R1//R2))=4.434E-6 * Vcc只考虑Ve时（Vcc短路）流过R2电流为Ie=Ve / (R1+R2) (因为R3远大于R2,忽略R3)=Ve/600那么R2上的压降Vr2=(Icc + Ie)*R2=0.01463*Vcc+0.55Ve如果Vcc=40V Vr2=0.7V(此时管子导通），可以算出Ve=0.209V,对应Re=0.1ohm就是2.09A的电流了。

庆仔 · 发表于 2006-11-1 21:34

函数我不会算，但静态还懂一点！！看图说话。（我的图不知道有没有错？）

功放输出短路如何对待?

功放输出短路如何对待?

功放输出短路如何对待?

功放输出短路如何对待?

[心得经验] 功放输出短路如何对待?

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