Control turatie ventilator

[cristian_98]

Bine. vreau sa ma sfatuiesc cu voi. Fiind la sectiunea incepatorilor, si stiind ca mai am mult de invatat, va intreb. Pentru un etaj final cu bipolari, care este temperatura maxima a radiatorului, ca cea a capsulei e clar ca va fi mai mare, cand protectia trebuie sa ''dea afara''? Sa zicem Mp100 al lui Marian. Cred ca,,,,,,cunoasteti deja proiectul...sau nu?

Editat Iulie 7, 2014 de cristian_98

[UDAR]

Temperatura capsulei este cu ceva mai mare decît a radiatorului ( depinde dacă avem sau nu izolație ). Temperatura joncțiunii este și mai mare  și ea este limita absolută . Din foaia de catalog găsim temperaturi maxime ale joncțiunii de 150-175°C chiar și 200°C la unele tranzistoare în capsulă TO3 ( poate și la altele , eu nu știu ). La proiectare luăm o rezervă de 10-15°C. Să zicem că avem un amplificator cu 2 perechi de 2SA1943/2SC5200 care are o disipație maximă de 100W . ( E o discuție întreagă , nu e locul aici ) . Din foaia de catalog avem Tjmax = 150°C , Pmax = 150W . Rthj-c nu se specifică direct dar o calculăm din Rthj-c = (Tjmax - Tamb)/Pmax = 0,83°/W. Mai adăugăm 0,57°C/W rezistența termică a izolației ( vreau să-mi iasă calcule simple ) și obținem 1,4°C/W pentru fiecare tranzistor . Diferența de temperatură joncțiune - radiator devine 25W ( pe un tranzistor ) * 1,4°C/W = 35°C. Teoretic deci temperatura maximă a radiatorului poate fi de 140 - 35 = 105°C. În realitate , din considerente de încadrare în SOA în cele mai dificile condiții de lucru se alege o temperatură maximă a radiatorului mult mai mică,  de 70-90°C. Cuantumul acestei scăderi se poate stabili doar cunoscînd schema concretă și tipul ei de protecție SOA - dacă există - precum și sarcina cea mai dificilă pe care se dorește funcționarea amplificatorului și depășește acest cadru.

După ce am stabilit temperatura maximă a radiatorului calculăm rezistența termică a acestuia . Rth_rad < (Trad_max - Tamb)/Ptot . Tamb se alege egală cu temperatura maximă ambiantă  la un radiator așezat la exterior , cu aripioarele verticale sau suficient ventilat , respectiv mai mare cu ceva ( 5°C ) dacă radiatorul nu are posibilitatea de eliminare ușoară a aerului cald din jurul lui. Noi alegem Tamb = 25°C și Trad_max = 85°C. Rezultă Rth_rad = 0,6°/W. Acesta e un radiator relativ mare dacă folosim exclusiv răcirea naturală . Dacă ventilăm poate fi mai mic . Să zicem că ventilăm . Avem Trad_max  deja care va fi pragul la care protecția termică să deconecteze și alegem o temperatură la care să înceapă ventilația. Cel mai bine lăsăm ampliful să meargă la puterea minimă care credem că-l folosim și măsurăm temperatura radiatorului . Alegem în jurul acestei valori . Dacă nu,  alegem la circa jumătate între Tamb și Trad_max deci 55°C. Este foarte important să ne asigurăm că la radiatorul ales și ventilatoarele alese , mergând la maxim , putem disipa puterea calculată - 100W în cazul nostru. Altfel protecția va intra prea devreme sau , mai rău.

[cristian_98]

Sa luam cazul acesta, pe care l-ai prezentat aici. Sa zicem ca folosesc proiectul Mp100. In etajul final sa zicem ca folosesc 2SA1943/2SC5200.

Se poate concepe o astfel de schema, care la ''citirea'' Trad sa deconecteze sau preferabil sa ''duca'' amplificatorul la limita inferioara a volumului?

[UDAR]

Ducerea amplificatorului spre limita inferioară este o chestiune mult mai ușor de zis decât de făcut ( mă refer la făcut în condiții de calitate  căci dacă bag un atenuator cu 0,5% distorsiune .... ) și oricum , ține de partea de amplificator , nu de partea de protecție termică. Protecția termică poate cel mult să transmită o comandă spre acest atenuator.

Dar , repet . Un amplificator trebuie conceput și realizat astfel încât protecția termică ( și orice altă protecție , eventual cu excepția SOA ) să nu acționeze în condiții normale .  O protecție termică ar trebui să acționeze când : temperatura ambiantă a crescut mult peste normal, tensiunea de alimentare a crescut exagerat  , avem o suprasarcină pe ieșire , s-au blocat ventilatoarele sau s-a obturat calea de aer , etc. În oricare din aceste situații amplificatorul trebuie OPRIT , nu dat încet.

[cristian_98]

Aha. Abia acum am inteles. E clar. Las deoparte dat-ul incet.Sa zicem ca vrem ca amplificatorul sa se opreasca cand temperatuta ambianta creste mult, si cand se obtureaza calea de aer. O astfel de protectie se poate face?

[UDAR]

Vai , oare am scris degeaba ? Sesizarea temperaturii radiatorului este cea mai simplă și directă cale . La faza asta nu mă interesează cauza , mă interesează efectul . Se încinge ( indiferent de ce , pentru că dacă , de pildă , ard finalii , nu-mi mai pasă că s-a obturat calea de aer sau am pus sarcină prea mare sau a bătut soarele direct pe amplificator , sau...) - îl opresc. Apoi , n-am decît să caut cauzele. 

[cristian_98]

Da ok. Dar cum se opreste singur amplificatorul, se taie alimentarea? Trebuie un circuit cu un releu, ceva?Adica eu am nevoie de o schrma care sa taie alimentarea amplificatorului cand radiatorul ajunge la o anumita temperatura.

Editat Iulie 7, 2014 de cristian_98

[UDAR]

Deci , încă o dată . Cum se oprește amplificatorul trebuie să decidă cel care proiectează amplificatorul. Un termistor plus un tranzistor , sau un comparator , sau un LM555 , sau .... - există multe soluții dar după ce știm ce e dincolo . Tu spui un releu să taie alimentarea - poate nu e OK , depinde ce circuite de pornire și/sau protecție mai sunt acolo. Dacă vrei un simplu releu , bine , dar după aia să nu vii să spui ” păi, așa mi-ai spus”. Chiar și pentru acest releu trebuie să spui ce tensiune ai la dispoziție și asta știi după ce ai stabilit schema amplificatorului ( inclusiv a sursei ). 

PS Dacă vrei să taie complet alimentarea poate trebuie o sursă separată pentru releu sau cel puțin un circuit de pornire .

Și încă o recomandare - ultima . Când faci un proiect și nu ești foarte avansat , fă-l la fel cu originalul . Tot felul de adaptări , modificări și ”imbunătățiri” sunt de regulă sursa veșnicei întrebări : ” Mie de ce nu-mi merge ? ”

Dacă vrei să faci proiectul lui Marian , consultă-te cu el la toate aspectele . Sunt sigur că te va ajuta. Nu e nici fair play și nici corect tehnic să intervii într-un proiect pe care nu ai cum să-l cunoști la fel de bine ca autorul.

Editat Iulie 7, 2014 de UDAR

[Emil 1986]

cel mai simplu nu este un termocuplu la 90-95* in serie cu alimentarea modulului softstart>?

[UDAR]

1. Nu mi-e clar ce înseamnă ”in serie cu alimentarea modulului softstart”. Am văzut destule scheme de soft start ca să nu înțeleg care este alimentarea lui .

2. Dacă ce am întrebat mai sus înseamnă , pur și simplu , în serie cu alimentarea , atunci răspunsul este NU!. Termocontactul ( căci la asta cred că te referi , termocuplu e altceva ) va deschide , se va răci , va închide ... 

[franzm]

Termocontactul se poate plasa în circuitul de automentinere al unui releu (contactor) prin care se alimenteaza transformatorul de retea al amplificatorului. În felul acesta, releul odata decuplat, decuplat ramâne.

Editat Iulie 7, 2014 de franzm

[UDAR]

2. Dacă ce am întrebat mai sus înseamnă , pur și simplu , în serie cu alimentarea , atunci răspunsul este NU!. 

Nu am afirmat că altfel nu merge. Răspunsul meu a fost determinat de exprimarea ”in serie cu alimentarea modulului softstart”. 

EDIT Scuze pentru tonul defensiv , era probabil doar o completare.

Editat Iulie 7, 2014 de UDAR

[Emil 1986]

am spus ca nu este mai simplu decupleze alimentarea modulului softstart cu un termostat bimetal,in felul acesta sa decupleze boxa

[Marian]

@Emil, ideea ta este gandita bine dar exprimata gresit, prin ideea de softstart se intelege acel circuit inseriat cu transformatorul de putere, circuit menit sa limiteze curentul initial, iar ceea ce tu sugerezi este intreruperea alimentarii protectiei boxelor, asanumitul DC-Detect, ceea ce este alta treaba.

 

Eu cred ca treaba asta tine mai degraba de imaginatia realizatorului decat de limitarile de ordin tehnic, adica se poate proteja amplificatoprul de tot felul de factori posibil daunatori, la un momentdat insa exista riscul obtinerii unei struto-camile, adica sistemul de protectie mai complicat decat amplificatorul in sine, ceea ce mi se pare nejustificat, adica ceea ce vreau sa zic este ca sistemul de protectie ar trebui adaptat si la amplificatorul folosit ( adica exact ce a spus @UDAR ). O protectie la supratensiune pe retea, o poate constitui un varistor pus in paralel cu aceasta si o siguranta inaintea sa. La supratemperatura a radiatorului ... pai depinde, daca spre exemplu sistemul de racire in principiu este conceput unul performant ( sau foarte performant ) atunci in orice conditii normale de lucru radiatorul nu poate ajunge la temperaturi prea mari, aici se subantelege ca protectia termica trebuie sa opreasca complet alimentarea amplificatorului deoarece problemele termice pot aparea numai in situatii de avarie, sau care oricum necesita interventii, daca insa sistemul de racire este din start unul deficitar atunci preferabil ar fi ca protectia termica sa limiteze disipatia finalilor la un nivel cat mai redus, dar nu sa opreasca complet amplificatorul, la un sistem de racire deficitar se poate ajunge destul de des in situatie de supratemperatura si nu sunt sigur in ce masura ar placea ideea sa se tot opreasca amplificatorul, insa reducerea puterii utile livrate catre sarcina la un nivel suficient de redus incat si puterea disipata de etajul final sa fie mult mai mica, concomitent cu rularea ventilatorului/ventilatoarelor la turatie maxima pana se revine la o temperatura mai sigura, este o ideie mult mai convenabila zic eu, si reducerea puterii se poate face prin reducerea semnalului audio de la intrare, un divizor de 5-10 sau poate 15 dupa caz, cuplat de catre un releu doar in acest caz de avarie, potentiometrul de volum in sine este un divizor ajustabil, deci ideea de contributie la THD nu cred ca intra in discutie, si oricum la atare situatie ni se pare mai importanta protejarea amplificatorului decat cifre cat mai mici la THD...

 

Alte protectii pot fi pentru finali, in functie de structura etajului final se poate concepe o protectie combinata care sa faca practic imun etajul final la scurtcircuit pe iesire, evident comportamentul ar fi unul de stop cu resetare necesara, si asta se poate realiza in diverse modalitati in functie de amplificatorul folosit... si mai sunt si alte idei sau situatii de dezbatut, dar repet, daca se ajunge la o protectie mai scumpa si mai complicata decat amplificatorul atunci nu are sens...

[cristian_98]

@Emil, ideea ta este gandita bine dar exprimata gresit, prin ideea de softstart se intelege acel circuit inseriat cu transformatorul de putere, circuit menit sa limiteze curentul initial, iar ceea ce tu sugerezi este intreruperea alimentarii protectiei boxelor, asanumitul DC-Detect, ceea ce este alta treaba.

 

daca insa sistemul de racire este din start unul deficitar atunci preferabil ar fi ca protectia termica sa limiteze disipatia finalilor la un nivel cat mai redus, dar nu sa opreasca complet amplificatorul, la un sistem de racire deficitar se poate ajunge destul de des in situatie de supratemperatura si nu sunt sigur in ce masura ar placea ideea sa se tot opreasca amplificatorul, insa reducerea puterii utile livrate catre sarcina la un nivel suficient de redus incat si puterea disipata de etajul final sa fie mult mai mica, concomitent cu rularea ventilatorului/ventilatoarelor la turatie maxima pana se revine la o temperatura mai sigura, este o ideie mult mai convenabila zic eu, si reducerea puterii se poate face prin reducerea semnalului audio de la intrare, un divizor de 5-10 sau poate 15 dupa caz, cuplat de catre un releu doar in acest caz de avarie, potentiometrul de volum in sine este un divizor ajustabil, deci ideea de contributie la THD nu cred ca intra in discutie, si oricum la atare situatie mi se pare mai importanta protejarea amplificatorului decat cifre cat mai mici la THD...

 

Alte protectii pot fi pentru finali, in functie de structura etajului final se poate concepe o protectie combinata care sa faca practic imun etajul final la scurtcircuit pe iesire, evident comportamentul ar fi unul de stop cu resetare necesara, si asta se poate realiza in diverse modalitati in functie de amplificatorul folosit... 

Cam asta as dori eu de la protectie. Sa reduca puterea livrata pana la pragul cand disipatia e minima pe finali, dar si rularea ventilatoarelor la turatie maxima pana revine radiatorul la o temperatura sigura.

Am inteles, depinde de schema etajului final. Este cat se poate de clar, ca modulele de amplificare vor fi ori MP100, proiectul tau, ori Leach. Ai putea concepe o astfel de protectie...?

Editat Iulie 8, 2014 de cristian_98