Защита выходного каскада., КЗ и не только! Опции

[sera_os]

Как защитить выход усилителя напряжения от вожможного попадания на него высокого напряжения.
Также необходима защита от КЗ на землю. Максимальный выходной ток без икажения выходного сигнала 200мА.
Сам усилитель имеет амплитуду выходног сигнала Uвых(мах)=4В (питание усилителя +/-8В). Постоянной составляющей нету.
Вожможное напряжения на выходе 15DC.
Усилитель на транзисторах (операционнику така не хватает) двухтактный повториталь со смещение на диодах, но планируется поставить операционник момощнее.
Прошу поделится опытоп или идеями.
Заранее благодарен!

Эскизы прикрепленных изображений

 

[Foris]

R162 R163 защитит от КЗ а от высок напряжения защитить TVS.

о защите на caxapa.ru

[sera_os]

R162 R163 от КЗ не защищают жудко греются (корпус 0805) также недопустимо греются транзисторы! (SOT23). Случайный КЗ может быть достачно продолжительный.
Что такое TVS? Стабилитрон что ли?

[Foris]

дак кто ж виноват что вы не используете компоненты на соответствующую мощность?

TVS почти стабилитрон нона очень большие токи специально для защиты. подробне о защите напиано на caxapa.ru и у производителей TVS - микромеми например, или онсеми.

[Herz]

Ставя перед собой задачу защитить схему от к.з и перенапряжений, нужно представлять себе:
- какие перегрузки (перенапряжения) схема должна выдержать и в течение какого времени,
- какие элементы должны непременно уцелеть, а какими можно пожертвовать (например, перегорание плавкого предохранителя - тоже повреждение схемы). Можно смириться с выходом из строя, скажем, защитного резистора, чтобы уберечь дорогие транзисторы и т.п.,
- насколько допустимо усложнение и удорожание конструкции схемами защиты. Может оказаться, что сама защищаемая схема не стоит тех средств, что приложены для её спасения

Сообщение отредактировал Herz - Sep 23 2006, 20:07

[EvgenyNik]

Есть вопросы, на которые желательно было иметь ответы...
1. Напряжение, которое может приложиться по выходу (упомянутые 15Vdc) - оно однополярное, т.е. всегда +15В или может быть и обратного знака?
2. Не во всех задачах (особенно, если по выходу что-то может накинуться) допустимо использовать общий ноль и для усиляемого входного сигнала и для выходного. У вас и вход и выход не дифференциальные. В вашей задаче допустим общий ноль?
3. Должна ли защита хоть от КЗ и ПН хоть как-то сигнализировать, что наступили аварийные условия?
4. Защиты бывают отключающие, а бывают ограничивающие. Т.е. в случае к.з. защита может раз и навсегда отрубить схему до перезапуска, а может просто ограничить выходной ток на максимально длительно допустимом уровне. Вам что надо?
5. Ну и было бы полезно "советчикам" представлять решаемую этим узлом задачу.

[xemul]

Рассеиваемая мощность для BC807, BC817 в SOT-23 300 мВт. При желаемом выходе 200 мА и 4 В (пик2пик? действующее? форма сигнала?) получаем до 400 мВт на каждом плече.
На R162, R163 при 200 мА будет падать по 2 В.
Для выхода 200 мА неправильно расчитан номинал R164, R165 (если он вообще считался.
Уберите диоды и R164, R165, добавьте резисторы в базы и, если требуется какая-нибудь линейность, с выхода ОУ на выход схемы. Для ограничение тока добавьте закрывающие транзисторы к R162, R163 (номинал, естесно, пересчитать на желаемый ток ограничения).
Для защиты выхода от перенапряга (может и по току этого будет достаточно) - между выходом повторителя и землей поставить упомянутый TVS на 7.5 В, между выходом повторителя и выходом всего - самовосстанавливающийся фьюз, резистор ОС перекинуть на выход всего.
И научиться рассчитывать транзисторный каскад.

[sera_os]

Есть вопросы, на которые желательно было иметь ответы...
1. Напряжение, которое может приложиться по выходу (упомянутые 15Vdc) - оно однополярное, т.е. всегда +15В или может быть и обратного знака?
2. Не во всех задачах (особенно, если по выходу что-то может накинуться) допустимо использовать общий ноль и для усиляемого входного сигнала и для выходного. У вас и вход и выход не дифференциальные. В вашей задаче допустим общий ноль?
3. Должна ли защита хоть от КЗ и ПН хоть как-то сигнализировать, что наступили аварийные условия?
4. Защиты бывают отключающие, а бывают ограничивающие. Т.е. в случае к.з. защита может раз и навсегда отрубить схему до перезапуска, а может просто ограничить выходной ток на максимально длительно допустимом уровне. Вам что надо?
5. Ну и было бы полезно "советчикам" представлять решаемую этим узлом задачу.

Отвечаю
1.-однополярное
2.-общий ноль!
3.-необезательно, но желательно иметь сигнал внутри прибора для отключения упомянутых 15Vdc.
4.-нужна защита отключающая но не навсегда а после устранения проблемы востанавливать робочий режим.
5.-есть натчик на подобие LVDT для опредиления положения некого механизма. Для его обслуживани необходим синус (у меня 10кГц).

[sera_os]

Рассеиваемая мощность для BC807, BC817 в SOT-23 300 мВт. При желаемом выходе 200 мА и 4 В (пик2пик? действующее? форма сигнала?) получаем до 400 мВт на каждом плече.
На R162, R163 при 200 мА будет падать по 2 В.
Для выхода 200 мА неправильно расчитан номинал R164, R165 (если он вообще считался.
Уберите диоды и R164, R165, добавьте резисторы в базы и, если требуется какая-нибудь линейность, с выхода ОУ на выход схемы. Для ограничение тока добавьте закрывающие транзисторы к R162, R163 (номинал, естесно, пересчитать на желаемый ток ограничения).
Для защиты выхода от перенапряга (может и по току этого будет достаточно) - между выходом повторителя и землей поставить упомянутый TVS на 7.5 В, между выходом повторителя и выходом всего - самовосстанавливающийся фьюз, резистор ОС перекинуть на выход всего.
И научиться рассчитывать транзисторный каскад.

Схема такой должна получится (см. файл)? Линейность для схемы очень критична искажений не должно быть (существенных)!
По поводу резисторов: они действительно не расчитывались, просто была схема и она устраивала.

Эскизы прикрепленных изображений

 

[sera_os]

Обещал схему свою закончить, выполняю обещаное
Вот схема котора я у меня успашно работает. Выходной ток оказался на практике намного меньше 200мА, поэтому на выходе Poly switch на 100мА. Транзисторы - выводные ТО92, поэтому КЗ не боимся.


ЗЫ есть интересы по теме - пишыте, а то это было давно, поэтому, скоро закрою.
ЗЫЫ Зацените мужики, схемы то научился расчитывать транзисторный каскад, даже получается другим помогать , форум - благоприятная почва для стремительного роста .

[Stanislav_S]

Обещал схему свою закончить, выполняю обещаное
Вот схема котора я у меня успашно работает. Выходной ток оказался на практике намного меньше 200мА, поэтому на выходе Poly switch на 100мА. Транзисторы - выводные ТО92, поэтому КЗ не боимся.


ЗЫ есть интересы по теме - пишыте, а то это было давно, поэтому, скоро закрою.
ЗЫЫ Зацените мужики, схемы то научился расчитывать транзисторный каскад, даже получается другим помогать , форум - благоприятная почва для стремительного роста .

А не дешевле будет защитить выход двумя диодами?

[sera_os]

А не дешевле будет защитить выход двумя диодами?

Не въезжаю как именно? Кроме превышения напряжения, еще и нужна защита от КЗ.

[proxi]

Не въезжаю как именно? Кроме превышения напряжения, еще и нужна защита от КЗ.

Он имеет ввиду вход...

[GetSmart]

А я подумал два диода с выхода каскада на два питания.

[proxi]

А я подумал два диода с выхода каскада на два питания.

Можно и так..

[sera_os]

А я подумал два диода с выхода каскада на два питания.

И то правда, че то я не додумался к этому .
Ага... фигушки, источник питания V+ слабенький у меня, и не сможет столько тока поглотить, напряжение будет расти. Так что на стабилитронах лучше .

[Stanislav_S]

И то правда, че то я не додумался к этому .
Ага... фигушки, источник питания V+ слабенький у меня, и не сможет столько тока поглотить, напряжение будет расти. Так что на стабилитронах лучше .

А полисвитч зачем?, у меня в станках так все выходы делаются и все работает хорошо и источник питания не сильно мощный. Хотя хозяин барин и то и то катит

[sera_os]

А полисвитч зачем?, у меня в станках так все выходы делаются и все работает хорошо и источник питания не сильно мощный. Хотя хозяин барин и то и то катит

Полисвитч для разрыва цепи когда на выход попадает большое напряжение (условия описаны раньше). Источник от которого нужно защититься - мощный.

[Stanislav_S]

Полисвитч для разрыва цепи когда на выход попадает большое напряжение (условия описаны раньше). Источник от которого нужно защититься - мощный.

А что в качестве нагрузки?

[sera_os]

А что в качестве нагрузки?

Читайте выше:

...
5.-есть натчик на подобие LVDT для опредиления положения некого механизма. Для его обслуживани необходим синус (у меня 10кГц).

LVDT!

[smk]

Как защитить выход усилителя напряжения от вожможного попадания на него высокого напряжения.

Искровой промежуток.

Также необходима защита от КЗ на землю.

Предохранитель.

Ну и еще в Вашей схеме для уменьшения искажений типа "ступенька" полезно между выходом ОУ и выходом усилителя (точка соединения резисторов в эмиттерных цепях) вклшючить резистор. Сопротивление считаем так чтоб не перегружать ОУ при максимальной амплитуде.

источник питания V+ слабенький у меня, и не сможет столько тока поглотить

Попробуй супрессоры по питанию. Это самое их предназначение.

[sera_os]

Искровой промежуток.

Не катит , на 15В таких промежутков не делают.

Предохранитель.

Некатит . Замыкание как и попадание "высокого" напряжения, носит случайный характер, поэтому после устранения КЗ или привышения - схема должна вернуться на робочий режим. Не давать же в комплект банку предохранителей с у-вом.

Ну и еще в Вашей схеме для уменьшения искажений типа "ступенька" полезно между выходом ОУ и выходом усилителя (точка соединения резисторов в эмиттерных цепях) вклшючить резистор. Сопротивление считаем так чтоб не перегружать ОУ при максимальной амплитуде.
.

Моя схема представляет собой класический усилительный каскад мощности. Транзисторы смещены за щет диодов и резисторов (в эмитерах), поэтому искащения типа ступенька - отсутствуют. , или очень не значительные.

Попробуй супрессоры по питанию. Это самое их предназначение

Некатит из-за большого разброса напряжения и большого "начального" тока проводимости.
За советы спасибо, но меня эта схема полностью устраивает.

[galjoen]

Моя схема представляет собой класический усилительный каскад мощности. Транзисторы смещены за щет диодов и резисторов (в эмитерах), поэтому искащения типа ступенька - отсутствуют. , или очень не значительные.

На мой взгляд, все ступеньки и др. искажения выходного сигнала операционник скомпенсирует (д.б. достаточно быстродействующим). За счёт обратной связи. И элементы R164, R165, VD30, VD31 - лишние. Можно просто выход операционника на базы транзисторов подключить. И защита от сквозных токов R162, R163 в этом случае выкидавается. Хотя 1 резистор можно и оставить (последовательно с Rt1) в целях обеспечения быстродействия защиты.
А для защиты - Rt1 со стабилитронами достаточно.

[sera_os]

На мой взгляд, все ступеньки и др. искажения выходного сигнала операционник скомпенсирует (д.б. достаточно быстродействующим). За счёт обратной связи.

Я так тоже щитал, пока не проверил щупом . И проблема здесь не в скорости, ее действительно почти хватает, а в том что нагрузка индуктивная. Получается за щет индуктивности ступеньки, пусть незначительная, сдвигается в "робочую" зону (значение напряжения которое интересует).

[galjoen]

Получается за щет индуктивности ступеньки, пусть незначительная, сдвигается в "робочую" зону (значение напряжения которое интересует).

А если индуктивность ёмкостью скомпенсировать? Причём можно и параллельно ёмкость включать и последовательно. Последовательно лучше т.к. и защита в этом случае обеспечивается, но придётся на операционник ещё одну ОС заводить. До ёмкости, по постоянной составляющей - чтоб её не было. Ну или м.б. достаточно просто ёмкость резистором зашунтировать. Если у вас частота 10 кГц не меняется - должно получится. И энергопотребление в этом случае уменьшится.

[sera_os]

А если индуктивность ёмкостью скомпенсировать? Причём можно и параллельно ёмкость включать и последовательно. Последовательно лучше т.к. и защита в этом случае обеспечивается, но придётся на операционник ещё одну ОС заводить. До ёмкости, по постоянной составляющей - чтоб её не было. Ну или м.б. достаточно просто ёмкость резистором зашунтировать. Если у вас частота 10 кГц не меняется - должно получится. И энергопотребление в этом случае уменьшится.

Спасибо за заботу , но компенсировать ничего ненужно . Стояла задача только усилить по току, с минимально допустимыми искажениями и защитить выходной каскад. К нагрузке "цеплять" что-либо нельзя.

[smk]

на 15В таких промежутков не делают

Потому что это не высокое.

Не давать же в комплект банку предохранителей с у-вом.

Поставить самовосстанавливающийся.

Стояла задача только усилить по току, с минимально допустимыми искажениями и защитить выходной каскад.

А можно детальнее - какой ток, форма входного напряжения, максимальная амплитуда выходного. В целом есть довольно мощные ОУ со всеми защитами. Кажись даже 50 В, 3 А попадались...

[sera_os]

А можно детальнее - какой ток, форма входного напряжения, максимальная амплитуда выходного. В целом есть довольно мощные ОУ со всеми защитами. Кажись даже 50 В, 3 А попадались...

При всем уважении к Вам, почитайте предыдущие посты, некоторые вопросы отпадут . По поводу мощного ОУ, знаю... есть на большой ток.... в общем, спасибо .

[sera_os]

Почувствую себя админом .
Решение найдено, интерес исчерпан, тему закрываю
Всем спасибо за участие.
Закрыто.