19

E

LEKTRONIKA DLA WSZYSTKICH 7/99

ELEKTOR w EdW

ELEKTOR w EdW

ELEKTOR w EdW

ELEKTOR w EdW

ELEKTOR w EdW

ELEKTOR w EdW

ELEKTOR w EdW

ELEKTOR w EdW

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

Op

pó

óźźn

niie

en

niie

e w

włłą

ąc

czza

an

niia

a

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

De

ette

ek

kc

cjja

a n

na

ap

piię

ęc

ciia

a n

na

a ttrra

an

ns

s−

ffo

orrm

ma

atto

orrzze

e

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

Za

ab

be

ezzp

piie

ec

czze

en

niie

e tte

em

mp

pe

erra

attu

u−

rro

ow

we

e

reaguje na zbyt wysokie

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

••Z

Za

ab

be

ezzp

piie

ec

czze

en

niie

e p

prrzze

ed

d zzb

by

ytt

d

du

użży

ym

m p

prrą

ąd

de

em

m

ogranicza prąd wyjściowy.

••Z

Za

ab

be

ezzp

piie

ec

czze

en

niia

a d

dlla

a n

na

ap

piię

ęc

ciia

a

s

stta

ałłe

eg

go

o

••Z

Za

ab

be

ezzp

piie

ec

czze

en

niia

a p

prrzze

ed

d p

prrzze

e−

s

stte

erro

ow

wa

an

niie

em

m

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

ys

su

un

nk

ku

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

na

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,

to

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).

E

Elle

ek

kt

to

or

r w

w E

Ed

dW

W

E

LEKTRONIKA DLA WSZYSTKICH 7/99

20

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

do

poziomu

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

E

Elle

ek

kt

to

or

r w

w E

Ed

dW

W

21

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

ys

su

un

nk

ku

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

ys

su

un

nk

ku

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−

E

Elle

ek

kt

to

or

r w

w E

Ed

dW

W

E

LEKTRONIKA DLA WSZYSTKICH 7/99

22

Rysunek 3. Układ zabezpieczający we wzorcowym wykonaniu.

Wykaz elementów
pomocniczego zasilacza
sieciowego

Rezystory

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

Kondensatory

C1, C2 . . . . . . .470

µ

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

µ

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

µ

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−

s

su

un

nk

ku

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

E

Elle

ek

kt

to

or

r w

w E

Ed

dW

W

23

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

ys

su

un

nk

ku

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

ys

su

un

nk

ku

u 6

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

na

rdzeniach toroidalnych
2x50V,

każdy

po

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

2

, 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

E

Elle

ek

kt

to

or

r w

w E

Ed

dW

W

E

LEKTRONIKA DLA WSZYSTKICH 7/99

24

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

ys

su

u−

n

ne

ek

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

ys

su

un

ne

ek

k

8

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.

E

Elle

ek

kt

to

or

r w

w E

Ed

dW

W

25

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

µ

F/63V stojący

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

µ

F/63V stojacy

C11, C23 ......47

µ

F/25V stojacy

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

µ

F/25V stojacy

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

µ

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