За основу взята схема защиты усилителя Audio Analogue Aida — с сайта его конструктора Federico Paoletti. Я ее немножко развил и использовал в своем новом мобильном усилителе — также заимствованом у Паолетти. Схема применима в любом УМ, на выходе которого — составной эмиттерный повторитель (от 2 каскадов и более, или один Дарлингтон, естественно — кремниевые, или один КМОП каскад).
В исходной схеме в традиционную цепь защиты (падение напряжения на эмиттерном резисторе открывает ключ, шунтирующий БЭ переход выходного составного транзистора) добавлены два оптрона (в цепи шунта базы для верхнего и нижнего плеча). Ток, отбираемый шунтом у базы, протекает через светодиод оптрона и открывает гальванически развязанный ключ. Прекрасно, но тот же узел может не только самовластно выключать усилитель, но и делать это по команде извне. Понадобится еще пара оптронов, шунтирующих БЭ переходы выходных транзисторов:
Порог срабатывания устанавливается делителем R1-R2 исходя из предельного тока на каждый транзистор и сопротивления в цепи эмиттер-выход. Суммарное сопротивление R1+R2 должно быть в диапазоне 10..100 Ом. Благодаря цепи R3-C1-R4-D1, R8-C2-R9-D2 (ФНЧ) порог срабатывания по постоянному току намного выше чем на ЗЧ. Кроме того, порог падает при росте температуры Т1, Т2.
Первый и четвертый (по вертикали) оптроны — датчики защиты (замкнуто=авария), второй и третий — ключи, управляемые внешним сигналом (втекающий ток = выключение УМ). В цепи принудительного выключения обязательно предусмотреть токоограничительный резистор. Резисторы R9-10 — я поставил вместо перемычек на плате, нужны ли они как таковые — наверное, нет.
Несмотря на добавочное падение напряжения на светодиоде, схема гарантированно выключает УМ с повторителем на одиночных и сдвоенных Дарлингтонах (0.33 Ома под эмиттером). Главное, чтобы ток, отбираемый T1, T2 у «треугольника» — усилителя напряжения — был достаточен для гарантированного включения оптронов (не менее 1 мА для TLP521). Оптроны — любые кроме Дарлингтонов (ну их к лешему, да и не нужно здесь большое усиление). Требуемый коэффициент передачи тока определяется токами и уровнями автоматики защиты, а также током, который шунт должен отобрать от «треугольника». Т1, Т2 — любые маломощные с низким напряжением насыщения.
Кстати, заученные наизусть полтора вольта на светодиоде — не совсем верно. На светодиоде TLP521 в этой схеме падает при комнатной температуре не более 0.9В .
При проектировании платы сначала «по уму» размещаем собственно УМ, а цепь защиты — во вторую очередь. При этом «землю» защиты провести отдельно и соединить с прочими «землями» в общей точке «звезды». Если в автомобильном усилителе аналоговая земля развязана по току от бортовой земли, а блок автоматики как правило сидит на бортовой, то цепи R4D1 R9D2 соединить с силовой аналоговой, а землю отпронов — с бортовой.