Protection i2t electronique multivoie pour HP

» 11 Juin 2013 18:36

Bonjour,
alors j'ouvre un nouveau post pour partager une idée qui me trotte dans la tete depuis pas mal de temps, mais je ne me sens pas assez calé pour la développer seul.

il s'agirait de réaliser un systeme de protection actif pour 2 HP 3 voie, qui mesurerait courant et tension en sorties des amplis (accepterait tri-amp) et qui calculerait l’échauffement des bobines des HP selon une courbe i2t, un peux comme pour la protection thermique des moteurs.

le coeur serait par exemple une carte teensy 3 (arm+adc 16 bits) et il y aurait différent système pour agir trés rapidement sur le volume et l’atténuer lorsque la "température" calculée des HPs les mets à risque. par exemple un retour d'info vers un DSPiy

il y a quelques problèmes à régler bien sur :
-capteur tension pouvant varier +-80V
-capteur courant si possible non intrusif et de 20 à 20khz , peut etre effet hall.
-modelisation thermique du HP, echauffement refroidissement...
-isolation galvanique eventuelle entres HP ou voies...

en meme temps cela permetrait de faire une protection "composante continue" ou de proteger les transistor en SOT

le plus simple c'est toujours de baisser le volume, mais quand c'est bon ...
et puis je vois bien mon ado faire une boom cet été pendant que les parents se feront bronzer.

voila, on peux devlopper !
euh d'ailleur quid des compressions ? ca marche comme un moteur...?

» 12 Juin 2013 13:38

Idée intéressante bien que surtout utile dans de gros systèmes.
Capteur de tension : c’est tout simple, un pont diviseur, redresseur et filtre. Par contre il faut prévoir une isolation galvanique d’office.
Capteur de courant : intrusif par une résistance on revient au capteur de tension en lui rajoutant un ampli de mesure. Mais c’est pas très bon de mettre une résistance en série avec HP.
Non intrusif, pas simple de trouver un capteur à effet hall qui descende en dessous de 5A.
Après c’est du calcul à faire sur le µC et/ou travailler sur l’analogique.
Electriquement le moteur d’une compression fonctionne comme tous les HP.

» 12 Juin 2013 20:19

oui, pas mal de casse tete sur la partie capteur.
l'autre solution c'est de traiter le signal numerique I2S avant les dac (cas dun volume numerique), faire un filtrage 2 x 3 voie et pour chacune des voies un calcul i2t en évaluant le courant par rapport a la tension/ l’impédance de la charge. mais il faut connaitre cette impedance en fonction de la frequence et ca commence à etre coton à modeliser.

» 12 Juin 2013 21:14

Si c'est une protection, c'est sur des mesures réelles des grandeurs i/v qu'il faut travailler, pas sur une modélisation de celles ci.
Sinon c'est un bridage, garde fou, limiteur, pas une protection.
Enfin, je m'exprime surement mal, mais c'est comme sur une bagnole : il y a le limiteur de vitesse et il y a l'airbag/abs pour les imprévus.

» 13 Juin 2013 0:29

Pour rebondir sur la suggestion d'un capteur à effet hall, je verrais potentiellement une solution basée sur le MLX91205 ou équivalent qui est simple à mettre en œuvre et peu onéreuse.
Il y a de quoi à faire également un prototype pour valider le concept à moindre frais avec le DVK91205.
Remarque: à vérifier si la plage d'utilisation convient par rapport aux mesures de courant max qui sont visés.

» 15 Juin 2013 7:59

j'ai jeté un oeil de bon matin sur le capteur hall ci dessus, et sur wikipedia rapidos.
je cite : 0.1 A dans une spire de 1cm genere un champ magnetique de 10^-5T soit 0,01mT et le capteur à une sensibilité de 10mT.
donc ca n'a pas l'air de coller, sauf à partir de 10amperes

et la, la gamelle est dejà en orbite !
on pourrait aussi utiliser la résistance inhérente au cable entre ampli et les hp... mais ca fait une trés faible tension et une grande antenne.
ou on se repique sur les resistances qui sont généralement dans l'emeteur des transistors de sortie, mais ca limite les possibilité de l'appareil à de la classe A ou AB et c'est plutot intrusif.
ou on se bobine 3 self sur mesure en fonction de la bande passante (20-400, 400,2k5, 2k5-20k par example) qui repique le courant sur les cables ampli-HP.
faut creuser les formules ... perso j'ai toujours pas digéré les équations de Maxwell :mdr:

» 14 Juil 2013 11:01

un petit update sur ce post. En surfant je prends connaissance que le système professionnel electrovox dx46 contient un module de limitation de gain en fonction de la température "théorique" de la bobine du HP.
leur système s'appelle TEMP (thermal energy management) et se base sur une évaluation de la température de la bobine, donc probablement avec l’intégration du carré de l'intensité dans le temps et une constante thermique pour échauffement et refroidissement. C'est calculé par le DSP en amont, et non pas par une mesure aval de I et U.
le truc intéressant dans ce PDF c'est la courbe figure 2 qui semble montrer qu'en réduisant de 1db, on peux éviter un passage de 200°C à 250°c.
cela veux dire aussi (mon interprétation) qu'il faut peux de DB en trop pour que d'un seul coup un HP parte en fumée...

ça pourrait être ludique de créer un "filtre i2t" dans un dspiy

reste juste à trouver le volontaire prêt à risquer un jeux de haut parleur pour valider le modèle !
allez c'est feux d'artifice aujourd’hui! :mdr:

» 06 Avr 2020 9:51

Salut
7ans plus tard, eh oui, je me replonge dans la protection thermique des HP et je tombe sur un bon papier de 2000 sur le sujet.
Complete Thermal Protection of an Active Loudspeaker écrit par un gars de chez bang Olufsen
c'est un document AES donc accessible uniquement pour les abonnés mais on peut le trouver facilement, par exemple ici:
https://pdfs.semanticscholar.org/73bb/e ... 747bdf.pdf

ce que j'en retient :
-protection séparée pour Grave , medium, tweeter
-lorsqu'il y a dépassement du seuil thermique sur les basses, le volume est réduit sur les 3 drivers en proportion
- lorsqu'il y a dépassement sur le medium, reduction aussi du tweeter dans la même proportion
- la protection tweeter réagit très vite et ne change pas le volume des graves et medium
- comme l'impedance du woofer dans sa caisse change en fonction de la fréquence, ils appliquent simplement un filtrage sur la tension, correspondant grosso modo à l'admittance, qui est ensuite élevée au carré pour obtenir un equivalent de la puissance dissipée par le woofer
- ils modélisent l'elevation de temperature de la voice coil du woofer avec un modèle thermique 3ieme ordre.
- pour des raisons de précision et du fait de la constante de temps pour le Magnet, ils mesurent directement le Magnet avec une sonde NTC, donc le modèle se ramène à un deuxième ordre+TMagnet.
-les temperatures de la voice coil du medium et du tweeter sont mesurées par l'elevation de leur resistance, en appliquant un courant constant et plus du signal.

voila de bonnes informations pour réfléchir à l'interret d'utiliser un dsp quelque part :ane: