Устройство защиты наушников от постоянного напряжения

Приветствую, уважаемые читатели Датагора! Предлагаю Вашему вниманию устройство защиты к
УНЧ для наушников на основе схемы Рода Элиотта с генераторами тока
Получилось устройство, автоматически проверяющее возможность подключения наушников к выходу усилителя при каждом включении питания и готовое отключить наушники при появлении постоянного напряжения на выходе.
Статья содержит описание схемы и всех материалов для сборки конструкции.

↑ Вступление

После сборки ушника, опубликованного в статье
УНЧ для наушников на основе схемы Рода Элиотта с генераторами тока
захотелось сделать защиту от попадания постоянного напряжения на динамики наушников. Схема ушника не имеет выходных электролитических конденсаторов, которые могли бы защитить динамики от постоянки, и на плате электролиты 1000 мкф в цепях выхода уже не разместить.

Схему нашёл в инете, добавил цепи Цобеля и Буше по комментарию # 7 Владимира Мосягина (MVV) и индикации режимов «Сеть» и «Авария».
Плату защиты переделывал 4 раза, добился, чтобы при аварии индикация была красная.


В передней панели ушника есть только одно отверстие для индикации питания «Power». Второе отверстие и надпись что-то типа «Fault» самому красиво сделать очень сложно. Поэтому была выдумана и отработана на 4-х вариантах схема на 2-хцветном красно-зелёном светодиоде с общим катодом, чтобы в одном отверстии передней панели при аварии индикация была красная, а в нормальном режиме работы — зелёная.

↑ Схема

Я перепробовал 3 варианта схемы индикации с целью найти возможность полностью гасить зелёный кристалл светодиода, но он подсвечивался и получался оранжевый или оранжево-красный цвет свечения светика.
Это оказалось непростой задачей. Транзисторы VT4 в этих вариантах при свечении красного кристалла полностью закрываться не хотят, подсвечивают зелёный кристалл, и светодиод светится оранжевым или оранжево-красным.
Оказалось достаточно поставить биполярный n-p-n транзистор между анодом зелёного кристалла и общим проводом с резистором 10 кОм в цепи базы, и светодиод наконец засветился чисто красным.

Схема получилась такая:


Схема состоит из детектора постоянного напряжения на транзисторах VT1 и VT2, узла выдержки времени включения реле на транзисторе VT3, узла индикации на светодиоде HL1 и транзисторе VT4.

При включении питания ушника конденсаторы С3 и С4 заряжаются через резистор R4. Напряжение на затворе транзистора VT3 пока поднимается, VT3 закрыт, засвечивается красный кристалл светодиода HL1 через катушку реле К1 и открывается транзистор VT4, сажая анод зелёного кристалла светодиода на массу. Постоянная времени Т=(С3+С4)*R4=15 секунд, но красное свечение длится примерно 2 секунды.

Через примерно 2 секунды потенциал на затворе VT3 поднимается и транзистор открывается, соединяя с общим проводом обмотку реле К1 и анод красного кристалла светика. Реле К1 втягивается, контакты реле соедняют выход усилителя с разъёмом наушников, красный кристалл светика гаснет, закрывается транзистор VT4 и зажигается зелёный кристалл светодиода.
Получился такой автоматический режим проверки возможности подключения наушников к выходу усилителя при каждом включении усилителя в сеть.

Узел детектора постоянного напряжения работает так. Сигналы с выхода усилителя через резисторы R1 и R2 подаются на детектор постоянного напряжения на транзисторах VT1 и VT2. Пока постоянного напряжения более 0,5В нет, конденсаторы С1 и С2 пропускают переменное напряжение на массу, удерживая потенциал баз транзисторов VT1 и VT2 на массе, они закрыты и транзистор VT3 с выдержкой времени на время заряда конденсаторов С3 и С4 включает реле, выходы усилителя соединяются с разъёмом наушников, зажигается зелёный кристалл светодиода.

Как только появится постоянное напряжение выше +0,5В, откроется VT1, или ниже минус 0,5В — откроется VT2, конденсаторы С3 и С4 через транзисторы VT1 или VT2 разряжаются на массу, закрывается полевик VT3, обмотка реле К1 обесточивается, динамики наушников отключаются от выходов усилителя и соединяются с общим проводом. Открывается транзистор VT4 и свечение светодиода меняется с зелёного на красный. Авария!

Как только постоянное напряжение выше +0,5В или ниже -0,5В исчезнет, с выдержкой времени откроется транзистор VT3 и закроется VT4, втянется реле К1 и своими контактами подключит наушники к выходу усилителя, светодиод сменит свечение с красного на зелёный.

↑ Плата

Плата сделана по ширине первой платки выходного разъёма конструкции ушника
размеры 60×23 мм, из 2-х стороннего стеклотекстолита. Переходы на плате медными китайскими заклёпками диаметром 0,9 мм, 1,3 мм под провода и реле, 1,7 мм под ножки разъёма Jack. Чертежи платы в Layout и схема в Spl.8 в архиве.

↑ Детали

Транзисторы VT1, VT2, VT4 — отечественные КТ229А9 в smd корпусе SOT-23, аналоги по Чип-и-Дипу BC817. Наши великолепно справляются со своей работой.
Полевой транзистор VT3 — n-канальный IRLML0100 в smd корпусе SOT-23.
Резисторы R1-R5, R8-R11 — smd 1206, R6 — smd 0805, R7 — МЛТ-0,25.
Конденсаторы С1-С4 — smd 1206 X5R 10% 50В, обязательно неполярные.
Индуктивности L1, L2 smd SP43-4R7M, запаяны под выходным разъёмом Jack.
Конденсаторы С5, С6 — отечественные К73-9.
Реле К1 4078 24VDC 2A.

↑ Важно! Изменения на плате усилителя

Плата защиты питается напряжением +24В, в усилителе это напряжение надо взять после выпрямителя, до стабилизатора DA3.
Для подключения платы защиты, на плате усилителя надо:
— удалить токоограничивающий резистор R29 светодиода у розетки разъёма Х6

— контакт 3 розетки разъёма Х6 (по схеме +15В) проводом соединить с выходом +25В выпрямителя, до стабилизатора DA3 и у среднего контакта 2 (по схеме -15В) перерезать дорожку, соединить средний контакт розетки с полигоном массы

↑ Фото собранной платы

Плата сверху

с торца, под разъёмом Jack видны катушки цепей Буше

плата варианта 3. Здесь получилось врезать в базовую цепь транзистора VT4 резистор R6 smd 0805 и наконец красный кристалл светодиода засветился красным.

Плата в корпусе усилителя

↑ Проверка работы, впечатления

Схема наладки не требует.
Элементы Цобеля-Буше субъективно смягчили звучание усилителя в наушниках Axelvox HD242, теперь музыку можно слушать на громкости 70-80%, громко и чисто.
Совет Владимира Мосягина (MVV) работает!

↑ Файлы

в архиве чертёж платы уже «допилен» — размещены резистор R6 и транзистор VT4
🎁вариант 3.zip  61.24 Kb ⇣ 6

↑ Ссылки

• УНЧ для наушников на основе схемы Рода Элиотта с генераторами тока
• Комментарий # 7 Владимира Мосягина MVV

Спасибо за внимание!

Камрад, рассмотри датагорские рекомендации