TA7317P – микросхема для устройств защиты акустических систем

Усилители мощности с двуполярным питанием должны иметь узел для защиты подключаемых к ним акустических систем.
Простой и функциональный узел можно собрать на специализированной микросхеме. Одной из таких микросхем является TA7317P. К сожалению, мне не удалось найти хорошего описания её работы на русском языке. Не нашёл даже фирменного справочного листка, нашёл только отсканированную копию.
Предлагаю вашему вниманию её вольный перевод с моими комментариями. Конечно, функциональные возможности этой микросхемы значительно уступают современным узлам защиты, собранным на базе микроконтроллеров, в том числе и имеющимся на этом сайте.
Например, Datagor Project-4 (F)
Но если современный вариант по каким-либо причинам недоступен или есть желание сделать с нуля именно своими руками, то можно собрать узел на транзисторах или микросхеме. Вот для такого случя и пригодится моя публикация.

Микросхема TA7317P предназначена для защиты АС в моменты включения и выключения усилителя, а также для отключения АС от усилителя при аварийных режимах усилителя.
Отключение происходит при постоянном напряжении любой полярности на выходе усилителя от 1,1 В и выше.
Предельно допустимые режимы:
Напряжение питания ±60 В.
Выходной ток 130 мА.
Рассеиваемая мощность 500 мВт.
Температура окружающей среды от -20 до +75 градусов.

↑ Типовая схема включения микросхемы TA7317P

Vcc – положительный вывод источника питания усилителя,
Vee – отрицательный,
±Vdc – правый и левый выходы усилителя.
Detection of power supply on-off – определение наличия сетевого питания.
Detection of over current – определение токовой перегрузки выходного каскада усилителя.

1. Выбор номиналов R1 C1
Время задержки срабатывания реле при включении для предотвращения помех от переходных процессов зависит от номиналов цепи R1C1.
Когда напряжение на выводе 8 достигнет 1,3 В, реле сработает и подключит АС. Цепь R11C3 ускоряет срабатывание реле и устраняет дребезг контактов.
На Fig. 2 показана зависимость времени задержки срабатывания реле от сопротивления R1 в секундах при С1=22 мкФ. Для времени задержки 4 с рекомендуется R1=220 кОм.


2. Выбор номиналов R2, R3 и С2.
От этих деталей зависит не только порог срабатывания отключения реле, но и время реакции устройства. При большем постоянном напряжении на выходе усилителя, отключение происходит быстрее. Постоянная времени этой цепи равна C2R2R3/(R2+R3).
Порог срабатывания на выводах 2 и3 равен 0,6…0,8 В. Порог срабатывания на входе узла защиты в R3/(R2+R3) раза больше напряжения 0,6…0,8 В.

На Fig. 5 показана зависимость времени отпускания реле в миллисекундах от величины постоянного напряжения при типовых значениях R2R3C2 56 кОм и 47 мкФ.

3. Выбор номиналов R4 и R5.
Сопротивление R4 определяет ток через вывод 9 микросхемы. Оптимальный ток составляет 2…3 мА (допустим 1,5…5 мА). Напряжение на выводе 9 стабильно и равно примерно 3,1 В.
R5 ограничивает ток от отрицательного источника питания, он должен быть около 3 мА. Для напряжения питания ± 50 В, сопротивление R4 и R5 равны 18…20 кОм.

4. Выбор номиналов R6, R7 и R8.
Эти резисторы определяют ток через вывод 1 микросхемы. При сопротивлении R6=47 кОм, напряжение на выводе 1 будет около 0,75 В, а ток 50 мкА, что достаточно для срабатывания защиты. Это позволяет управлять работой реле от внешних датчиков, например, при токовой перегрузке выходного каскада усилителя мощности или реагировать на пропадание напряжения сети.


На приведенной схеме при рабочем режиме отрицательный ток от простейшего выпрямителя напряжения с обмотки силового трансформатора компенсирует положительный ток от источника питания и вывод 1 не влияет на работу микросхемы.
При выключении усилителя или просто пропадании сетевого напряжения, отрицательный ток прекращается, а положительный вызывает быстрое отключение реле для предотвращения щелчков в АС.

При превышении допустимого тока выходного каскада усилителя, открывается транзистор датчика перегрузки, и положительное напряжение +HV через токоограничивающий резистор вызывает ток через вывод 1, что приводит к быстрому отпусканию реле и отключению АС от усилителя.
При отсутствии необходимости контроля над этими параметрами, вывод 1 микросхемы надо соединить с общим проводом.

5. Выбор номинала R9.
R9 ограничивает ток через реле и выбирается исходя из учёта сопротивления и тока срабатывания реле, а также того, что падение напряжения на выходном транзисторе микросхемы около 1 В.

6. Выбор номиналов R10, R11, C3.
Эти детали служат для ускорения срабатывания реле, рекомендуемые номиналы R10=56 кОм, R11=33 кОм, C3=0,47 мкФ.

↑ Эквивалентная схема

Таким образом, микросхема осуществляет защиту АС и частично – усилителя. Вывод 1 позволяет осуществить дополнительные функции. Например, можно сделать подключение двух пар АС к усилителю и удобно коммутировать их, отключая любую пару АС, обе пары, или включая параллельно две пары АС. Данный вывод позволяет отключать АС, например, при перегреве усилителя (от внешнего датчика) и т. п.

Двуполярное питание берется от усилителя и может быть от ± 3 В до ±50 В. Типовой ток потребления самой микросхемой менее 3 мА.
Микросхема позволяет собрать удобное устройство защиты небольших размеров.
Создать печатную плату не представляет особой сложности, надо только установить качественные реле, монтаж сигнального провода желательно сделать отрезком акустического кабеля.

Данная микросхема применяется в ряде промышленных усилителей, в частности, NAD317 и NAD319. См. файлы.
По ней вы можете уточнить номиналы и рабочие напряжения конденсаторов, номиналы и мощность резисторов.

Обратите внимание на то, что переменное напряжение на вывод 1 снимается с силовой обмотки трансформатора, в эту цепь включен маломощный перегорающий резистор (считаю, можно поставить обычный 0,1 Вт, лучше китайский), срабатывающий при замыкании конденсатора или монтажа. Данный усилитель питается от напряжения ±55 В, а NAD319 (схема тоже имеется, могу выложить для желающих) от напряжения ± 60 В. NAD319 имеет мощность 2×125 Вт на 8 Ом и пиковую выходную мощность 2×400 Вт на 2 Ом. Конечно, при такой мощности и напряжении питания, требуется соответствующее реле с мощными контактами.

↑ Файлы

Прилагаю файл со схемой NAD317.
🎁nad_317.pdf  183.79 Kb ⇣ 128

Прилагаю файл с данными TA7317. Вы сможете проверить мой перевод и получить дополнительные сведения.
🎁TA7317P_TOSHIBA.pdf  185.12 Kb ⇣ 117

Камрад, рассмотри датагорские рекомендации