Как обезопасить магнитолу от скачков напряжения

Обновлено: 09.01.2025

При пуске двигателя автомобиля магнитола отключается и снова включается. Происходит просадка по питанию. Магнитола Пионер. До этого был Филипс, но так же выключался. Вот думаю как лучше сделать. Купил конденсатор на 10000 мкФ. Есть дроссели от компьютерных блоков питания. Ну и на входе диод Шоттки ампер на 10 (в магнитоле сзади стоит сменный предохранитель на 10 ампер).

Пока писАл, ещё подумал. У всех магнитол есть вход АСС. На который подается\снимается питание при включении\выключении зажигания. Сделано это для того чтобы магнитола меньше потребляла в режиме ожидания. Может как раз на этот вывод повесить конденсатор? А то может при просадке питания магнитола думает что зажигание выключили.

_________________
Нельзя всё знать, достаточно понимать.

Последний раз редактировалось mr_smit Сб июн 23, 2012 19:38:44, всего редактировалось 1 раз.

JLCPCB, всего $2 за прототип печатной платы! Цвет - любой!

Зарегистрируйтесь и получите два купона по 5$ каждый:https://jlcpcb.com/cwc

Завтра попробую на АСС повесить конденсатор

Ну 0,3 вольта погоды не сделаю (диод Шоттки), ведь АСС это типа входа управления. Просто дошло до меня это только как начал писать сообщение Магнитола то и от 9 вольт работать будет. А вот управление может "передергивается" при запуске магнитолы. Вот она и делает вкл\выкл. Если не поможет, то это уже защита от пониженного напряжения в самой магнитоле и 10000 мкФ конечно же будет маловато.

_________________
Нельзя всё знать, достаточно понимать.

Последний раз редактировалось mr_smit Сб июн 23, 2012 19:47:11, всего редактировалось 3 раз(а).

Сборка печатных плат от $30 + БЕСПЛАТНАЯ доставка по всему миру + трафарет

Приглашаем 07/07/2021 всех желающих принять участие в вебинаре, посвященном работе с графической библиотекой TouchGFX и новой линейке высокопроизводительных микроконтроллеров STM32H7A/B производства STMicroelectronics. На вебинаре будут разобраны ключевые преимущества линейки STM32H7A/B, а также показан пример создания проекта с помощью среды TouchGFX Designer и методы взаимодействия этой программы с экосистемой STM32Cube.

Просто без АСС магнитола не работает вообще. Питание для памяти подключено постоянно. (желтый провод). А вход АСС (красный провод) идет от ключа зажигания. Поэтому в иномарках есть положение ключа АСС. А если зажигание выключить полностью, то магнитола не работает.

P.S. У меня даже наклейки на проводах есть. На желтом - Memory, на красном - АСС.

4-й и 7-й контакт соответственно

_________________
Нельзя всё знать, достаточно понимать.

Приглашаем всех желающих 15 июля 2021 г. принять участие в бесплатном вебинаре, посвященном решениям Microchip и сервисам Microsoft для интернета вещей. На вебинаре будут рассмотрены наиболее перспективные решения Microchip, являющиеся своеобразными «кирпичиками» – готовыми узлами, из которых можно быстро собрать конечное устройство интернета вещей на базе микроконтроллеров и микропроцессоров производства Microchip. Особое внимание на вебинаре будет уделено облачным сервисам Microsoft для IoT.

_________________
Нельзя всё знать, достаточно понимать.

У девайса стоит защита, при понижении напруги ниже 9 вольт он вырубается, а перед этим работает на предельных режимах, пытаясь компенсировать просадку напруги. Если Вас кормить на 50%, а работать заставлять на 100%, вы долго протянете? Как человек профессионально занимавшийся ремонтом автоаппаратуры 10 лет, еще раз повторю - выключайте магнитофон перед пуском двигателя или следите за АКБ, что бы не было просадки ниже 10 вольт.

Поставил диод и кондер на АСС. Потом на основное питание. Всё равно магнитола выключается при пуске двигателя. Даже осциллограф доставать не стал. И так понятно что срабатывает внутренняя защита. По бортовому компьютеру напряжение просаживается до 9 -10 вольт. В общем остается просто смириться с этим и надеяться что инженеры Пионер не зря кушают свой хлеб.

P.S. Я думаю единственный выход тут - это ставить конденсатор емкостью 1 Фарад. Которые ставят на автомобильные усилители мощности. Чтобы просадок на низах не было, когда качает какой нибудь киловаттный саб. Но стоят они как моя магнитола. Так что я смирился и уже почти забыл

_________________
Нельзя всё знать, достаточно понимать.

Последний раз редактировалось mr_smit Вс июн 24, 2012 21:21:53, всего редактировалось 1 раз.

Включение зажигания при запуске автомобиля или выброс большого количества энергии в электронику при выключении двигателя - это источники опасных скачков напряжения в сети авто 12 В. Такие состояния делятся на пониженное напряжение (UV) и повышенное (OV); они могут иметь значительные параметры вольтажа и повреждать цепи, не предназначенные для работы в таких экстремальных условиях. Для защиты чувствительной электроники от переходных состояний питания были разработаны специальные устройства.

Микросхема LTC4368 является примером такого специализированного устройства защиты от недо- и перенапряжения в электросети авто. Она использует компаратор для контроля. Напряжение питания контролируется резистивным делителем напряжения, подключенным к выводам мониторинга UV и OV. Выход компаратора управляет затворами двух N-канальных полевых МОП-транзисторов, которые в свою очередь управляют соединением тока между АКБ и нагрузкой.

Компаратор LTC4368 разработан с гистерезисом всего 25 мВ на выводах монитора для улучшения помехозащищенности. Гистерезис может предотвратить ложное включение или выключение MOSFET из-за, например, пульсаций или высокочастотных колебаний в линии питания. Гистерезис 25 мВ в LTC4368 соответствует 5% пороговых значений выводов монитора и является общим для защиты как от недо-, так и от перенапряжения.

Для безопасности или для снижения нагрузки на линию зажигания некоторые автомобильные вспомогательные цепи должны быть отключены от бортсети при запуске или остановке авто. Из-за больших амплитуд переходных процессов для этих схем может потребоваться ещё больший гистерезис, чем для самой LTC4368. В таких устройствах повышенные требования к гистерезису могут быть удовлетворены путем установки LTC4368 на мониторинг питания чипа с регулируемым гистерезисом, таким как LTC2966. На рисунке показан пример защиты автомобильной цепи с широким диапазоном напряжений. В этой схеме LTC2966 действует как компаратор, а LTC4368 отвечает за подключение нагрузки к сети.

Устройство защитного контроля питания в автомобиле

Управление силовой линией с широким гистерезисом мониторинга напряжения - схема

Решение, показанное на рисунке выше, защищает электронику, чувствительную к переходным состояниям - провалам, скачкам и перегрузкам по току, возникающим в источнике питания авто.

Микросхема LTC2966 отслеживает как обратное напряжение, так и слишком низкое или слишком высокое прямое напряжение. Пороги контроля и уровни гистерезиса настраиваются цепями резисторов на выводах INH и INL и напряжениями на выводах RS1 и RS2. OUTA - это выход компаратора UV, а OUTB - выход компаратора OV. Полярность этих выходов может быть выбрана обратной или нормальной по отношению к входам, использующим контакты PSA и PSB. На рисунке они настроены как не инвертирующие. Выходы OUTA и OUTB от LTC2966 подключены к выводу REF LTC2966 и подаются непосредственно на выводы UV и OV LTC4368.

LTC4368 обеспечивает защиту от обратного тока и перегрузки по току. Размер резистора измерения тока R11 определяет допустимые уровни обратного тока и перегрузки. LTC4368 решает, следует ли включить нагрузку, на основании состояния его компараторов максимального тока, а также информации мониторинга от LTC2966. Контакты UV, OV и SENSE (перегрузка по току) как раз и участвуют в процессе принятия решения. Если эти условия выполнены для всех трех выводов, вывод GATE будет подтянут выше напряжения VOUT, и нагрузка будет подключена к источнику питания через двойной N-канальный MOSFET в линии питания. Если любой из трех выводов имеет неправильный уровень напряжения, вывод GATE опускается ниже VOUT и нагрузка обесточивается.

Автомобиль, питаемый напрямую от аккумулятора, подвержен сильным колебаниям напряжения при запуске и остановке двигателя. В этом защитном решении пороги контроля напряжения основаны на номинальных рабочих напряжениях и ожидаются во время запуска автомобиля или разрядки схемы, при этом защищая находящуюся далее по пути электронику.

Пусковые переходные процессы генерируются, когда зажигание запитывается для запуска автомобиля. В этом включении канал A LTC2966 настроен на обнаружение переходного состояния при запуске. Переходные процессы во время сброса энергии возникают при выключении двигателя. На клемме аккумуляторной батареи возникают скачки большой амплитуды, когда ток в линии автомобиля внезапно прекращается. В этом случае канал LTC2966 настроен на обнаружение переходного процесса сброса энергии при остановке двигателя.

График Vout к Vin

На графике показаны входные напряжения во время работы. Запуск двигателя (канал A) обнаруживается таким образом, что он активируется при падении напряжения ниже 7 В и повторно активируется напряжением выше 10 В. Вторая защита (канал B), предназначенная для обнаружения остановки двигателя, настроена на активацию в момент, когда напряжение превышает 18 В, и должна отключаться, когда оно падает ниже 15 В. Эти напряжения возникают непосредственно из кривой запуска и остановки машины, определяемой стандартами производителя.

При необходимости можно выбрать другие диапазоны напряжения, которые легко настраиваются путем изменения значений сопротивления элементов делителя напряжения на линиях INH и INL микросхемы LTC2966.

Делитель сопротивления для выбора пороговых значений напряжения

На рисунке выше показано, как это устройство вычисляет значения компонентов для делителя напряжения, который настраивает пороги напряжения отключения схемы. REF вывод LTC2966 подает опорное напряжение 2.404 В.

Выбор диапазона и полярности выхода компаратора

Рисунок показывает конфигурацию диапазона и выходной полярности схемы. Выбор диапазона для каждого канала основан на диапазоне напряжений конкретного канала, который необходимо контролировать. Диапазон настраивается контактами RS1A / B и RS2A / B. Полярность выходных контактов LTC2966, вне зависимости от того, установлены ли они на высокий или низкий уровень, определяется совмещением контактов PSA и PSB. В этом включении входные контакты LTC4368 определяют полярность выходных контактов LTC2966. Чтобы нагрузка была запитана, вывод UV должен быть больше 0,5 В, а вывод OV меньше 0,5 В.

Защита от обратного напряжения

В решении, показанном на самой первой схеме LTC2966 и LTC4368 формируют защиту от обратного напряжения: LTC4368 имеет встроенную защиту от обратного напряжения до -40 В, а LTC2966 требует выбора правильного компонента для задания значения.

Защита от перегрузки и Пускового тока

Применение защиты от перегрузки и пускового тока

Защита LTC4368 отвечает за перегрузки по току и также пускового тока. Компараторы внутри LTC4368 отслеживают падение напряжения на резисторе датчика тока R11. Компаратор максимального тока отключится, когда напряжение SENSE к VOUT превысит 50 мВ. При обратном прохождении потенциала, VOUT к VIN, компаратор максимального тока отключится, когда напряжение SENSE к VOUT превысит –3 мВ. В этом включении используется измерительный резистор 20 мОм, который настраивает пределы тока на +2,5 А и –150 мА.

Ограничение пускового тока позволяет запускать устройства без срабатывания максимальной токовой защиты в прямом направлении. R10 и C1 - элементы, ограничивающие пусковой ток. В этом случае пусковой ток ограничен до 1 А, что значительно ниже предельного значения прямого тока 2,5 А. Выбор C1 основан на желаемом предельном пусковом токе. R10 не позволяет C1 замедлить защиту от обратной полярности, стабилизирует схему быстрого понижения и предотвращает колебания во время короткого замыкания.

C4 - это конденсатор, который устанавливает задержку для повторного включения (сброса защиты) после перегрузки по току. Задержка повторной попытки - это время, в течение которого MOSFET остается на низком уровне после обнаружения перегрузки по току. В этом случае задержка повторной попытки составляет 250 мс. Резисторы на 10 Ом - R14 и R15 - добавлены к затворам MOSFET, чтобы предотвратить паразитные колебания схемы.

Демонстрация работы защиты

Проведены лабораторные исследования прототипа и результаты показаны на графике. Перед активацией зажигания VIN превышает порог мониторинга 10 В, настроенный для канала A. Вывод UV LTC4368-2 подтягивается выше порога 500 мВ выводом OUTA LTC2966, что позволяет активировать путь питания и VOUT = VIN.

Полная нагрузка. Пуск машины

Во время запуска шина 12 В понижается до напряжения 6 В. Порог контроля падения напряжения (7 В) превышается, и OUTA немедленно отключает вывод UV LTC4368-2. LTC4368-2 в ответ подтягивает вывод GATE к низкому уровню, что вызывает отключение переключающего элемента и падение напряжения VOUT до 0 В. Гистерезис 3 В, запрограммированный резистивным делителем мониторинга напряжения, позволяет LTC2966 игнорировать пульсации на шине при включении стартера. В результате переключающий элемент остается выключенным до конца цикла запуска. Когда цикл запуска завершен, напряжение батареи восстанавливается до номинального значения превышающего пороговое значение 10 В. Вывод OUTA подтягивает вывод UV LTC4368-2 к питанию, и переключающий элемент снова подключается.

Защита от обратного напряжения

Тест защиты от обратного напряжения

Ограничение пускового тока

На графике показан предел пускового тока, определяемый R10 и C1. Как и ожидалось, пусковой ток ограничен 1 А, а VOUT достигает 12 В без отключения предела перегрузки по току.

Активация защиты от перегрузки по току и отложенная повторная попытка

На графике далее показано, как LTC4368 реагирует на перегрузку по току в прямом направлении. Положительный ток перегрузки активирует компаратор в схеме, когда напряжение между линиями SENSE и VOUT превышает 50 мВ. Измерительный резистор там имеет сопротивление 20 мОм, что означает токовое ограничение до 2,5 А.

В этом примере ток продолжает увеличиваться до тех пор, пока не сработает максимальная токовая защита. Как и ожидалось, защита срабатывает при 2,5 А. LTC4368 отключает нагрузку от источника питания и ток падает до нуля. По истечении времени таймера, установленного LTC4368, схема повторно подключает нагрузку. Если перегрузки по току больше нет, нагрузка остается подключенной. В противном случае ситуация повторяется. Задержкой перед повторным подключением можно управлять с помощью контакта RETRY через конденсатор. Если не хотим, чтобы схема повторно подключала нагрузку, просто подключите контакт RETRY к земле. Тут время повтора установлено на 250 мс.

Защита от обратной перегрузки по току

На графике показана реакция LTC4368 на переходной процесс от перегрузки по току. Компаратор обратного максимального тока определяет напряжение между выводами VOUT и SENSE. Пороговое значение напряжения для подтверждения обратной перегрузки по току зависит от версии чипа. Например LTC4368-1 будет работать при 50 мВ, а LTC4368-2 - при 3 мВ. Это устройство было разработано с использованием LTC4368-2. Измерительный резистор R11 имеет сопротивление 20 мОм, что устанавливает предел обратной перегрузки по току на 150 мА.

Срабатывание токовой защиты в обратном направлении

Когда на нагрузку идёт ток 100 мА, на VOUT подается скачок напряжения, так что VOUT больше, чем VIN. По мере увеличения VOUT ILOAD уменьшается. Шаг напряжения достаточно велик, чтобы заставить ток течь от нагрузки к источнику питания. Это продолжается до тех пор, пока обратный ток не достигнет 150 мА и не сработает компаратор обратного максимального тока. Когда он работает, вывод GATE опущен. Это изолирует нагрузку от сети и предотвращает дальнейшее протекание нагрузки по направлению к сети. LTC4368 будет поддерживать низкий уровень ключей, пока не обнаружит, что VOUT на 100 мВ ниже VIN.

Подведём итоги

Использование специализированных устройств может упростить реализацию схем безопасности в автомобилях. С минимальным количеством дополнительных цепей, микросхемы LTC2966 и LTC4368-2 были объединены для обеспечения точной, надежной и универсальной защиты от перенапряжения. А гибкость этих устройств позволяет настраивать их для использования во многих типах бортовых сетей авто. В простейшем же случае можно применить вот такую самодельную схему защиты, хотя конечно дорогое автомобильное оборудование и бортовой компьютер требуют более профессионального подхода.

Медицинские устройства для контроля параметров здоровья человека. Примеры современных микросхем снятия и обработки сигналов тела.

Модуль драйвера BLDC двигателя жесткого диска - принципиальные электрические схемы включения и обзор готовых блоков.

Несколько методов точного измерения емкости конденсаторов. Теория и практика.

Сетевые фильтры хорошо известны практически каждому обывателю своей функциональностью. Они позволяют устранить помехи от генератора и повысить защищенность любого электрообрудования от скачка напряжения. Автоэлектрика не является исключением и желательно должна быть подключена к бортовой системе через фильтрацию. Это помогает устранить помехозависимость оборудования в электросети.

Подключение фильтрации

Фильтр питания для автомагнитолы

Проблема не эффективности может быть связана с несовершенством электрической схемы автомобиля. При правильно выполненной бортовой электрике фильтрация может не понадобиться.

Выбор и приобретение оборудования

Проблема в том, что большинство автофильтров не соответствуют требованиям и слабо защищают от помех. В этом случае у вас есть два варианта, как убрать треск помимо капитального ремонта бортового питания:

поискать качественный сетевой фильтр у производителей;
сделать катушки своими руками.

Нужно сказать, что два варианта равноценны по результату, поэтому вы можете поступать по мере возможности и необходимости. Обладая нужными навыками, можно спаять необходимый элемент сети питания, не переплачивая лишние средства. Кроме того, это исключает ненужный процесс ожидания изделия, пока оно находится в дороге.

Особенности подключения

Схема зависит от характера проблемы. Считается, что основные искажения на магнитолу поступают по «массе». Поэтому кроме включения в схему рекомендуется отрезать минусовый провод и взять его с массы непосредственно возле устройства.

Фильтр питания

Со стороны магнитолы не забудьте минусовый провод закрыть акустическим разъемом типа «банан». После этой манипуляции можно будет брать массу с разных мест – по стандарту, и как мы рекомендовали. С другой стороны, новым местом входа массы стал новый клеммный блок (см. 3х2.5мм2).

Далее выполняется соединение плюса и минуса:

желтый «плюс» и черный «минус», идущие от разъема магнитолы, разрезаются и зачищаются перед включением в цепь;
подключить помехоподавляющее устройство;
тестируется – фон должен пропасть (обычно не удается избавиться только от легкого фона на твитерах при громкости на минимуме).

После того, как вы сможете корректно подключить фильтр для магнитолы, музыку без помех можно слушать практически на любой скорости и при активно работающем генераторе.

Выбор между промышленным и самодельным вариантом

Готовый фильтр – тест

Для теста берется фильтр на магнитолу от помех промышленного назначения Epcos на 10А с нормальным классом помехоустойчивости «В». При этом данное изделие дало в конкретном случае теста не уменьшение, а увеличение фона помех.

Схема фильтра

Это можно объяснить двумя причинами:

первая – оно не рассчитано на низковольтные сети (этот параметр нужно отследить при покупке);
вторая – помехи дает «масса» автомобиля.

Самостоятельное изготовление

Собрать самостоятельно фильтр для магнитолы в автомобиль можно из следующих материалов:

провод с сечением 1,5 мм2 – 1 м * 2 шт.;
ферритовые кольца диаметром 45 мм – 2 шт.;
пленочные конденсаторы 0.01uF – 2 шт.;
электролитный конденсатор 4700uF.

Подобная комплектация перекрывает суммарные скачки напряжения питания до 25 В и выше, то есть этот выполненный фильтр для магнитолы своими руками полностью перекрывает возможные скачки в бортовой сети. Сделать его можно по инструкции без навыков.

Для изготовления потребуется намотать провода на ферритовые катушки. Обмотать дополнительно изолентой, чтобы намотка не расплеталась. Со стороны входа припаивается пленочный конденсатор, со стороны выходного – электролитный и пленочный. Далее конденсаторы потребуется распаять параллельно. Один выход идет на «плюс», другой – на «минус» магнитолы автомобиля.

К автомагнитоле в схему питания фильтрацию подключить можно аналогичным образом, как это описано выше. Как видно, сделать все можно самостоятельно с должным уровнем качества.

Автомобильный фильтр питания

Предложенный вариант хорош тем, что вы полностью контролируете качество инсталляции и изготовления изделия. Стоимость составляет около 100 рублей. Время, которое у вас займет эта манипуляция, не превышает 2 часов. В результате ваша автомагнитола станет не только помехоустойчивым устройством. Вы ее защитите от перепадов напряжения, которые возможны при подключении других девайсов и использовании входов не по назначению.

Например, использование прикуривателя может привести к выходу из строя медиасистемы. При рекомендованной цепи и высокой помехоустойчивости можно устанавливать в салон самую дорогую модель, не боясь выхода ее из строя.

Прикуриватель

Предлагаемая схема фильтрации может применяться не только в автомобильных системах, а в любых других устройствах в условиях подключения к некачественной системе энергоснабжения. Включение фильтрации напряжения в цепь поможет сохранить ваши предохранители.

Скачки напряжения могут повредить электронное оборудование и особенно колонки. Розетки в вашем доме производят заряд в 120 вольт, и большая часть этого напряжения не доходит до ваших динамиков. Во время скачка напряжения выходное напряжение резко превышает этот обычный порог.

Скачок напряжения может вывести из строя ваши динамики. Если вы не примете меры предосторожности для защиты вашей акустической системы от скачков напряжения, удар молнии или запуск большого устройства могут вызвать высоковольтный заряд через электрическую систему вашего дома и повредить ваши динамики.

Есть несколько способов защитить ваше звуковое оборудование, включая устройства защиты от перенапряжения, кондиционеры, источники бесперебойного питания и перестановку бытовой техники в вашем доме. Осуществимость каждого из этих средств, очевидно, будет зависеть от вашей конкретной ситуации.

Что такое скачок напряжения?

Скачок напряжения – это внезапный скачок электрического заряда, который проходит через электрическую систему вашего дома. Хотя, когда люди думают о скачках напряжения, они обычно думают об ударах молнии, на самом деле они являются причиной очень небольшого числа скачков напряжения. Чаще скачки напряжения возникают в результате сбоев в электросети или внезапных изменений потребляемой мощности, вызванных крупными приборами. При некоторой подготовке негативных последствий скачков напряжения можно избежать с помощью устройств защиты от перенапряжения.

Различные причины скачков напряжения

Одним из наиболее распространенных источников скачков напряжения являются высокомощные приборы. Приборы с движущимися частями, нагревательными, охлаждающими или микроволновыми элементами потребляют больше всего энергии в вашем доме. Когда эти устройства включены, они требуют большого количества энергии для работы, часто превышающей номинальную для работы.

Это избыточное потребление мощности влияет на всю цепь, к которой они подключены, и может передавать слишком много энергии на другую электронику в той же цепи. Этот эффект усиливается после отключения электроэнергии.

Когда электричество отключается, люди обычно не выключают и не отключают свои большие приборы. В результате, когда электричество, наконец, снова включится, эти приборы вызовут огромную коллективную нагрузку. Это причина того, почему ваши лампочки светятся так ярко в те немногие моменты, когда электричество восстанавливается после отключения электричества.

Другой способ возникновения скачков напряжения, хотя и при более низких напряжениях, – это повреждение или оголение проводки в вашем доме. Это может быть результатом грызунов, пережевывающих провода, слишком старых проводов или неправильно установленных проводов. Если вы подозреваете, что испытываете скачки напряжения из-за домашней электропроводки, важно как можно скорее вызвать электрика, поскольку такие проблемы могут быть предупреждением об опасности пожара.

Скачки напряжения, вызванные молнией (гораздо реже, чем вы думаете)

Один редкий, но крайний случай скачка напряжения может произойти в результате удара молнии. Хотя это очень редко, удар молнии в электрическую цепь вашего дома может вызвать ток с напряжением на несколько порядков больше, чем может потребоваться для любого бытового прибора. Если этот экстремальный скачок мощности достигнет ваших динамиков, он почти наверняка их взорвет.

Как скачок напряжения может повлиять на акустическую систему?

Скачок напряжения может нанести серьезный ущерб динамикам. Чтобы правильно понять, почему скачок напряжения может быть настолько разрушительным для акустической системы, необходимо знать, как громкоговорители превращают электрический ток в звук.

Звук, который вы слышите, является результатом синхронной вибрации частиц, обычно находящихся в воздухе. Это может быть вызвано любым видом высокочастотной вибрации с достаточным усилением. Существует множество способов преобразования звуковых колебаний в электрический ток.

В большинстве этих методов используется электрическое свойство, известное как индукция. Из этого правила есть исключения, такие как пьезодатчики, которые преобразуют вибрации в электрический ток с помощью чувствительных к давлению кристаллов. Однако все динамики используют индукцию для работы.

Как скачок напряжения повреждает ваши динамики

В зависимости от источника есть два вида скачков напряжения. Большинство скачков напряжения связаны с бытовой электросетью, которая работает от переменного тока с частотой 60 Гц по многочисленным причинам безопасности. Однако удары молнии имеют постоянный ток и будут иметь другое воздействие на звуковое оборудование, чем скачки переменного тока.

Когда происходит скачок напряжения из-за бытовых источников питания, например, внезапное отключение электропитания от прибора или восстановление отключенного питания, существует вероятность того, что ток может пройти через вашу звуковую систему к динамикам.

Напряжение, вероятно, намного выше, чем то, на которое рассчитаны ваши динамики. В электрическом звуке добавленное напряжение означает дополнительную громкость, поэтому скачок напряжения 120 вольт (или более), проходящий через ваши динамики, скорее всего, перегрузит ваши динамики, которые, вероятно, предназначены только для обработки скачков между 20-40 вольт.

При скачке постоянного тока, например при ударе молнии, диффузор динамика не будет вибрировать. Вместо этого это заставит катушку с проволокой сдвинуть в одном направлении. Если это направление не будет, вы, вероятно, получите сломанный диффузор динамика.

Как защитить свое оборудование от скачков напряжения

К счастью, защитить динамики от скачков напряжения несложно. Сетевые фильтры, стабилизаторы питания и источники бесперебойного питания – все это способы защитить вашу звуковую систему от скачков напряжения. Есть также меры, которые можно предпринять, чтобы снизить вероятность того, что скачки напряжения повлияют на ваш домашний кинотеатр.

Самая основная форма защиты от бросков напряжения является грозозащитой. Устройства защиты от перенапряжений перенаправляют электричество с определенным напряжением на землю, чтобы оно не попало на электронные компоненты, подключенные к устройству защиты от перенапряжения.

Более продвинутый вариант – кондиционер, который сглаживает небольшие провалы и всплески электричества, которые регулярно происходят в вашем доме. Кондиционеры питания почти всегда оснащены сетевыми фильтрами.

Другим средством регулирования потока электроэнергии является источник бесперебойного питания, который обеспечивает резервное питание при выходе из строя основного источника питания.

Еще одна вещь, которую вы можете сделать для защиты своих динамиков, – это убедиться, что большие приборы, такие как холодильники, кондиционеры, посудомоечные машины, микроволновые печи и обогреватели, не находятся в той же цепи, что и акустическая система. Вам нужно будет определить, какие розетки соответствуют каким автоматическим выключателям в вашем доме. Тот факт, что устройства подключены к двум разным розеткам, не означает, что они не находятся в одной цепи.

Иногда отключать приборы от цепи, в которую включен домашний кинотеатр, нецелесообразно. В таком случае обычно беспроигрышный вариант использования сетевого фильтра для оборудования домашнего кинотеатра. Помните, что некоторые меры предосторожности всегда лучше, чем их отсутствие.

Физика звуковых сигналов

Индукция – это свойство, при котором ток через провод создает вокруг него магнитное поле. Ток, проходящий через прямой провод, создает круговое магнитное поле вокруг провода.

Физики разработали мнемонику, чтобы запоминать, в каком направлении будет двигаться магнитное поле относительно направления тока, называемое «правилом правой руки». Просто согните пальцы правой руки к нижней части ладони и высуньте большой палец наружу. Когда у вас есть ток, движущийся в направлении большого пальца, магнитное поле будет закручиваться вокруг него в направлении ваших пальцев.

Когда проволока наматывается, свойства индукции немного меняются. Поскольку индуцированные магнитные поля накладываются друг на друга, они усиливают друг друга, оборачиваясь вокруг ряда (или рядов) проводов согласно правилу правой руки. Это создает второе правило правой руки. Когда у вас есть катушка проводов в направлении согнутых пальцев правой руки, она будет генерировать магнитное поле внутри катушки в направлении вашего вытянутого большого пальца.

Смысл этого состоит в том, что если бы вы зарядили катушку с проволокой и поместили в нее магнит, магнит был бы выброшен в направлении магнитного поля. И наоборот, если вы проведете магнит через незаряженную катушку проводов, он будет генерировать заряд в соответствии с правилом правой руки. Именно это свойство электромагнетизма позволяет использовать большинство звуковых и записывающих устройств.

Как звук преобразуется в электричество и обратно

В большинстве звукозаписывающих устройств используется намагниченный объект, вибрирующий внутри катушки с проволокой. В то время как намагниченный объект, пропущенный через катушку с проволокой, будет генерировать однонаправленный «постоянный ток», магнит, колеблющийся взад и вперед в катушке с проволокой, будет создавать двунаправленный «переменный ток». Микрофоны, гитарные звукосниматели и динамики включают в себя вибрирующие намагниченные объекты внутри катушек проволоки.

Громкоговорители принимают электрический сигнал переменного тока и преобразуют его в звуковые колебания той же частоты. Для этого гибкий и легкий материал, такой как бумага, углеродное волокно, алюминий или даже кевлар, имеет форму конуса, поскольку эта форма позволяет максимально усилить звуковой сигнал.

Центр конуса соединен с катушкой проводов, пропущенных через магнит в форме пончика. Когда мощный сигнал динамика переменного тока проходит через катушку с проводом, он вынужден вибрировать внутри магнита, поскольку он либо притягивается, либо отталкивается магнитным полем магнита.

Довольно действенный и всегда недорогой способ (1500-3000 рублей). Реле-прерыватель размыкает электрическую цепь при повышении или понижении напряжения в электросети до определенных значений. По российским нормам, отклонения напряжения допускаются в пределах ±10% от номинальных 220В. Скачок напряжения – это все, что выходит за эти рамки, иногда скачки бывают очень сильными, например, при обрыве воздушной линии в частном секторе попадание линейного провода на провод нейтрали вызывает скачок линейного напряжения до 380-400 В, вместо 210-230 В (норма для однофазной сети). Когда реле прервало подачу тока, оно начинает раз в несколько секунд проверять параметры напряжения, и если оно в пределах нормы и стабильно, подача электричества возобновится.

Лучше, если у реле есть дисплей, отображающий параметры напряжения и кнопки регулировки верхнего и нижнего предела, тогда реле можно настроить под конкретный прибор. Оптимально, если есть и таймер, с помощью которого можно задать время включения прибора после его принудительного отключения реле. Например, это может быть интервал в несколько минут, чтобы сохранились настройки стиральной машины, кондиционера, хлебопечки и т.п. Кроме того, это важно для приборов с компрессорами (холодильник, морозильник, кондиционер), им частые включения/ выключения вредны.

Реле-розетка для одного прибора

Реле бывают для однофазной и двухфазной (380 В) сети, рассчитаны приборы на разную максимальную нагрузку, могут устанавливаться как в электрощиток, на рейку (на 3 прибора) так и отдельно – в розетку, такие реле рассчитаны на один прибор.

Минусы

Реле не стабилизирует напряжение, оно лишь прерывает и возобновляет подачу тока. Перепады напряжения чаще всего не единичны и происходят довольно долго – от нескольких минут до нескольких часов. На практике это означает, бытовой прибор, контролируемый реле-прерывателем, надолго обесточивается или работает, постоянно прерываясь. В первом случае это ведет к сбою программы (как правило, техника «помнит» выбранную программу минут 10-15), во втором – ведет к быстрому износу узлов техники – нагревателей, компрессоров, моторов и т.п.

Стабилизаторы напряжения

В случае выхода показателей напряжения за пределы нормы стабилизатор нормализует напряжение ровно до 220 В. А вот если напряжение повысится критически (например, 250 В и выше в однофазной цепи), отключит подачу электричества. После того, как напряжение в сети стабилизируется, устройство возобновит подачу тока. Стабилизатор напряжения устанавливается на одну розетку для одного прибора, на отдельный крупный пункт раздачи электричества (например, связка «водонагреватель-стиральная машина-посудомоечная машина) или на всю сеть, только нужно учесть суммарную потребляемую мощность всех подключаемых приборов. В сетях с номинальным напряжением 220В применяется однофазный стабилизатор. В сетях 380В – один трехфазный или три однофазных стабилизатора. Цены стартуют от 1000-1500 рублей и упираются в 60000-70000 рублей (трехфазные стабилизаторы для коттеджей европейского производства).

Читайте также: