Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Lautsprecher schützen


von Leo (Gast)


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Hallo,

ich habe einen Gitarrenlautsprecher 50W Sinus, den ich mit max. 25W 
betreiben möchte.

Der Lautsprecher war ziemlich teuer, deshalb möchte ich ihn vor 
fehlfunktionsbedingter Überspannung schützen.

Als Leistungsverstärker benutze ich eine selbstgebaute Gegentaktendstufe 
mit symmetrischer Spannungsversorgung (+-24V) und einer 
Spannungsbegrenzung in der Gegenkopplung, welche die maximale 
Ausgangsleistung auf 25W begrenzt.

Im schlimmsten Fall könnte bei einem durchgeschlagenen ES-Transistor 
also die volle Spannung von plus oder minus 24V auf dem Lautsprecher 
liegen.
Bei 8 Ohm Gleichstromwiderstand wären das etwa 72W bei 3A.

Wäre es sinnvoll, den Lautsprecher mit einer trägen Feinsicherung von 
ca. 1,5A abzusichern?

Gibt es noch andere Möglichkeiten neben der Feinsicherung?
(ich möchte in jedem Fall verhindern, dass auf der Bühne eine 
Feinsicherung nur mal so zum Spaß durchbrennt)

von Noch einer (Gast)


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Anderer Ansatz: Thermokreide auf den Transistoren. Wenn da nichts zu 
heiß wird, geht eh nichts kaputt. Bzw. Die Wahrscheinlichkeit für einen 
Fehler, bei dem die Sicherung im Netzteil nicht anspricht, ist so 
gering. Das kann man ignorieren.

von слюнотечение Тролль (Gast)


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Die Leistungsangabe ist nicht ganz so eng. Sie ist nicht so zu werten, 
dass er bei 51 W schon kaputt ist.

Ich wuerd die Leistung per Ohr begrenzen. Man will ja keinen Tinitus 
bekommen. Eigentlich waer's bei 5W schon laut genug.

von Klaus (Gast)


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Leo schrieb:
> Der Lautsprecher war ziemlich teuer, deshalb möchte ich ihn vor
> fehlfunktionsbedingter Überspannung schützen.

Laß ihn in der Originalverpackung und laß diese zu

MfG Klaus

von MaWin (Gast)


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Leo schrieb:
> ich habe einen Gitarrenlautsprecher 50W Sinus, den ich mit max. 25W
> betreiben möchte.

Ist das einer mit nur einem System, oder 2 (oder gar 3-Wege) ?

Bei 2 Systemen hast du das Problem, daß z.B. der Hochtöner nur weniger 
Leistung verträgt als der Tieftöner.

Richtige Limiter, wie dbx driverack, beachten das, wenn sie den 
Lautsprecher kennen.

Eine Spannungsbegrenzung der 'Gegenkopplung' führt bei Erreichen der 
Maximalspannung zu clipping und damit einem massiven Verlagern der 
Leistung vom Tieftonbereich in den Hochtonbereich, was den Hochtöner 
sterben lässt, ist also 'suboptimal', zumindest bei 2/3-Wege Boxen.

Ein Verstärker geht auf unterschiedliche Arten kaputt, schädlich für den 
Lautsprecher ist DC weil ein Leistungstransistor durchlegiert ist oder 
ein Anschlagen der Membrane durch den berühmten Einschaltplopp.

Dagegen hilft ausreichende Auslegung des Kühlkörpers und eine SOA und 
Kurzschlusschutzschaltung. Billige Bühnenverstärker haben so was leider 
nicht, billige Heim-HiFi-Verstärker sträflicherweise auch nicht und bei 
audiophilen Anlagen ist es noch schlimmer.

Ist er dann doch durchlegiert, fliesst aus der positiven oder negativen 
Versorgungsspannung VIEL mehr Strom als im Normalbetrieb, weil ja im 
Normalbetrieb immer nur 50% der Zeit der Strom von plus und 50% der Zeit 
der Strom von minus fliesst und im Schadensfall mindestens der doppelte 
Strom, eine übliche Feinsicherung in jeder dieser Zuleitungen ist also 
problemlos.
Eine einzelne Feinsicherung im Lautsprecherkabel hingegen ist nicht so 
einfach auslegbar, der Strom bei Maximalleistung (mit 10% Klirr :-( ) 
ist fast so hoch wie der Strom im Fehlerfall, bei <1% Klirr immer noch 
75%.

Gegen den Einschaltplopp schützt ein Relais, das kann dann gleich auch 
DC blocken:

 http://www.audiocreativ.com/Download/D-10-V.pdf 
(Lautsprecherschutzschaltung)
 http://www.mikrocontroller.net/attachment/204363/dcschutz2stereogh5.jpg 
(Lautsprecherschutzschaltung)
 https://374ef7a1-a-62cb3a1a-s-sites.googlegroups.com/site/quasisdiyaudiosite/dcdetectschematic.pdf 
(Lautsprecherschutzschaltung)

In einem guten Verstärker wäre so etwas aber schon drin. Man achte beim 
Selbstbau auf Relais, die auch ausreichend hohe Gleichspannungen 
schalten können, aber 30V taugen manche Relais nichts mehr, und während 
Musik Wechselspannung ist, kommt der Fehlerstrom aus Gleichspannung.

von Leo (Gast)


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Danke für die vielen Antworten.

Es ist ein LS ähnlich wie der hier, aber mit 50 W/8 Ohm:
http://www.ebay.de/itm/Celestion-G12M-65-Creamback-16-Ohm-/321096536106?pt=LH_DefaultDomain_77&hash=item4ac2d8502a

слюнотечение Тролль schrieb:
> Ich wuerd die Leistung per Ohr begrenzen. Man will ja keinen Tinitus
> bekommen. Eigentlich waer's bei 5W schon laut genug.

Im normalen Wohnzimmer sind 2W schon zuviel - der Speaker hat vermutlich 
einen Wirkungsgrad um die 110dB.
Deshalb denke ich, das mehr als 8Watt nie zur Anwendung kommen. Eine 
kleine Reserve nach oben ist aber empfehlenswert.

MaWin schrieb:
> Ein Verstärker geht auf unterschiedliche Arten kaputt, schädlich für den
> Lautsprecher ist DC weil ein Leistungstransistor durchlegiert ist oder
> ein Anschlagen der Membrane durch den berühmten Einschaltplopp.

Hat eine Gegentaktendstufe mit symmetrischer Spannungsversorgung und 
ohne Koppelelko überhaupt einen nennenswerten Einschaltplopp?

MaWin schrieb:
> Eine Spannungsbegrenzung der 'Gegenkopplung' führt bei Erreichen der
> Maximalspannung zu clipping und damit einem massiven Verlagern der
> Leistung vom Tieftonbereich in den Hochtonbereich, was den Hochtöner
> sterben lässt, ist also 'suboptimal', zumindest bei 2/3-Wege Boxen.

Yepp, und zwar softclippend, was so gewollt ist. Da kein Hochtöner, 
sollte es problemlos gehen.

Danke für die Links!!!

von MaWin (Gast)


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Leo schrieb:
> Hat eine Gegentaktendstufe mit symmetrischer Spannungsversorgung und
> ohne Koppelelko überhaupt einen nennenswerten Einschaltplopp?

Durchaus, wenn die Versorgungsspannungen unterschiedlich hoch kommen 
oder ein vorgeschaltetes Gerät einen Einschaltplopp verursacht.

von J. A. (gajk)


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Also, ne flinke Feinsicherung kann ja nicht schaden. Und die hilft dann 
auch für den Gleichstromfall, in dem man recht wenig hören würde und 
kaum Chancen hätte, rechtzeitig auszuschalten.

von Micha H. (mlh) Benutzerseite


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J. Ad. schrieb:
> Also, ne flinke Feinsicherung kann ja nicht schaden.

Ja, "nicht schaden" ist aber auch wirklich alles, was die da tut.

Für den Gleichstromfall hilft nur eine entsprechende Schaltung mit 
Relais, da ein Schaden im Verstärker auch zu einem Gleichstromanteil 
führen kann, der unterhalb der Auslöseschwelle der Sicherung liegt und 
trotzdem den Lautsprecher in Anschlag und zu Schaden bringt.

Und dann kann man die nutzlose Sicherung auch gleich weglassen.

von Matthias S. (Firma: matzetronics) (mschoeldgen)


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Leo schrieb:
> Im schlimmsten Fall könnte bei einem durchgeschlagenen ES-Transistor
> also die volle Spannung von plus oder minus 24V auf dem Lautsprecher
> liegen.

Mach doch die klassische Lautsprecherschutzschaltung mit Relais, wie mlh 
vorschlägt, die gegen DC am Ausgang genauso wie gegen den Einschaltplopp 
(ist bei dir wg. der symmetrischen Speisung nicht so ein Problem) hilft.
Schaltbeispiele gibts mal wieder beim Elliot:
http://sound.westhost.com/project33.htm

: Bearbeitet durch User
von MaWin (Gast)


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Micha H. schrieb:
> Ja, "nicht schaden" ist aber auch wirklich alles, was die da tut.

Nicht wirklich.

Die Schwingspule eines Lautspechers ist auch eine Sicherung, sie hat 
auch ein Schmelzintegral (vor allem schmelzen des Lacks) und wenn das 
Schmelzintegral der Schwingspule grösser ist als das Schmelzintegral der 
Sicherung, ist die Sicherung die Beste Form des Lautsprecherschutzes den 
man sich denken kann, weil beide auf denselben Wirkmechanismen beruhen.

Elektronische Sicherungen schützen oft nur indirekt, und das heisst 
manchmal zu früh und manchmal zu spät.

von Micha H. (mlh) Benutzerseite


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MaWin schrieb:
> Lautspechers ist auch eine Sicherung, sie hat
> auch ein Schmelzintegral

Wo im Datenblatt finde ich das Schmelzintegral der Schwingspule, um eine 
Sicherung zu dimensionieren?

Ich habe in Verstärkern, die ein Mindestmaß an Qualität und Reputation 
aufweisen, bisher ausschließlich elektronische Schutzschaltungen für den 
Lautsprecherausgang gesehen. Ein Verstärker "weiß" nämlich nicht, 
welcher LSP dran hängt.

Für Bastelschaltungen mag eine Sicherung im Lautsprecherausgang genügen, 
daran werde ich aber mit Sicherheit keinen hochwertigen und teuren LSP 
hängen. Wenn man aber gerne die Sicherung durch das Schmelzintegral des 
Lautsprechers schützen möchte, ist das bestimmt eine gute Idee.

von derguteweka (Gast)


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Moin,

Man kann auch Gluehlampen in Reihe zum Lautsprecher schalten. Und zwar 
so dimensioniert, dass die bei "normaler" Leistung eben noch nicht 
gluehen. Das wird wahrscheinlich bei einem Defekt der Endstufe nicht 
zuverlaessig helfen, aber gegen zu lautes Aufdehen, etc.
Im Gegensatz zu Schmelzsicherungen, die man dann, wenn man sie braucht, 
garantiert nicht mehr dahat, ist so eine Gluehlampe in Reihe auch 
deutlich Alltagstauglicher.

Gruss
WK

von MaWin (Gast)


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Micha H. schrieb:
> Ein Verstärker "weiß" nämlich nicht, welcher LSP dran hängt.

Och scroll mal ein wenig zurück im Thread, der beginnt damit,
daß Leo weiss welcher Lautsprecher, und er nennt etwas später
einen Vergleichstyp.

Es gibt eine Menge Verstärker, die wissen, welcher Lautsprecher
dran hängt: Nennt sich Aktivboxen, falls du davon noch nichts
gehört haben solltest kannst du mal googlen.

Und zur Sicherungsberechnung:
http://www.barryrudolph.com/greg/fuse.html

Üblicher waren Glühlampen in Lautsprechern die durch ihre PTC 
Characteristik schützen sollten, und nicht repariert werden mussten.
Die sind aber noch schlechter auslegbar.

von Marian (phiarc) Benutzerseite


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MaWin schrieb:
> Üblicher waren Glühlampen in Lautsprechern die durch ihre PTC
> Characteristik schützen sollten, und nicht repariert werden mussten.
> Die sind aber noch schlechter auslegbar.

Soffitten waren doch primär für Hochtöner üblich?

von Micha H. (mlh) Benutzerseite


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MaWin schrieb:
> Och scroll mal ein wenig zurück im Thread, der beginnt damit,
> daß Leo weiss welcher Lautsprecher, und er nennt etwas später
> einen Vergleichstyp.

Perfekte Begründung für Pfusch.

Nicht anders zu erwarten.

von Lutz H. (luhe)


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Ich denke die 50 W Sinus  bezieht sich auf die normale Funktion des 
Lautsprechers. Im Datenblatt nachschauen, ob ein maximaler Gleichstrom 
oder etwas Ähnliches angegeben ist.

von michael_ (Gast)


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Leo schrieb:
> Der Lautsprecher war ziemlich teuer, deshalb möchte ich ihn vor
> fehlfunktionsbedingter Überspannung schützen.

Na, so teuer ist er auch nun wieder nicht.
Wenn dein Verstärker ordentlich funktioniert und du das nicht aus der 
Hand gibst, ist ein Fehlerfall sehr unwahrscheinlich.
Durch zu hohe Aussteuerung geht er kaum kaputt.
Im Heimbereich hätte ich keinerlei Bedenken.

von A-Freak (Gast)


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Wenn die Endstufe mit 24V versorgt wird dann mache ich mir noch keine 
Sorgen wegen Lichtbögen im Relais. In Datenblättern wie diesem 
http://www.finder-relais.net/en/finder-relays-series-40.pdf wird fast 
immer angegeben daß bei 30V DC noch der volle Strom sicher abgeschaltet 
werden kann.

Ansonsten würde ich einen Leistungsbegrenzer nicht in die Gegenkopplung 
einbauen sondern als eigenständigen Limiter an den Verstärker ansetzen. 
Dieser würde die Spannung vom Lautsprecherausgang über ein RC-Netzwerk 
filtern und gleichrichten. Wird die Grenze überschritten dann wird ein 
kleiner MOSFET leitend und schließt den Verstärkereingang teilweise 
kurz.

Wird die Anlage von Fremden bedient dann empfehle ich noch mehrere 
richtig böse helle rote Leuchtdiode die man nicht ignorieren kann.

von Matthias S. (Firma: matzetronics) (mschoeldgen)


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A-Freak schrieb:
> Dieser würde die Spannung vom Lautsprecherausgang über ein RC-Netzwerk
> filtern und gleichrichten. Wird die Grenze überschritten dann wird ein
> kleiner MOSFET leitend und schließt den Verstärkereingang teilweise
> kurz.

Auch so was hat Elliot übrigens auf seiner Site:
http://sound.westhost.com/project23.htm
http://sound.westhost.com/project53.htm

Hier der Index:
http://sound.westhost.com/projects-0.htm

Lohnt sich eigentlich immer, wenn man was mit Audio vorhat.
Ich mach mit meinen Celestion und Eminence Lautsprechern jedenfalls 
nicht so ein Trara. Die halten schon ne Menge aus.
Der 15" Celestion in meiner Marshall 1510 Bassbox wird regelmässig mit 
100W mehr angesteuert, als drauf steht und das ist ihm wurscht. Die 
Eminence Gamma kriegt man schon gar nicht kaputt.

: Bearbeitet durch User
von A-Freak (Gast)


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Danke, interresante Seite.

Einen wesentlichen Unterschied gibt es aber:

Ich würde mit meiner Schaltung nicht überprüfen ob die Endstufe in die 
Übersteuerung kommt, bei dem was die Tonstudios heute produzieren ist 
das sowieso egal und die Amplitudenstatistik hat sich in den letzten 
Jahrzehnten ganz wesentlich verändert.

Ich würde mit RC-Gliedern ein Filter bauen das die Belastbarkeit vom 
Lautsprecher nachbildet, also den Verstärker dann limitiert wenn 
Membranhub oder Erhitzung der Schwingspule zu groß werden.

von Unodo (Gast)


Angehängte Dateien:

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Eine unorthodoxe Lautsprecherschutzschaltung ist im Anhang zu sehen.

Die Bauteile müssen den Erfordernissen angepasst werden.

Wenn die Sicherung wegen Gleichstrom durchbrennt (z.B. ein ES-Transistor 
durchlegiert), erhöht sich der "Lautsprecherwiderstand" auf das 
doppelte, es wird dann nur noch ein viertel der Gleichstromleistung 
umgesetzt - damit sollte es der Lautsprecher überstehen.

Geht die Sicherung fälschlich kaputt, ist der Verstärker immer noch 
verwendbar, wenn auch etwas leiser.

Die LEDs dienen als Statusmonitor.


Ideal ist es nicht, aber mit ist besser als ganz ohne Schutz.

von MaWin (Gast)


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A-Freak schrieb:
> Ich würde mit RC-Gliedern ein Filter bauen das die Belastbarkeit vom
> Lautsprecher nachbildet, also den Verstärker dann limitiert wenn
> Membranhub oder Erhitzung der Schwingspule zu groß werden.

Das macht man heute alles per DSP, driverack wurde genannt.

von J. A. (gajk)


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Micha H. schrieb:

> Und dann kann man die nutzlose Sicherung auch gleich weglassen.

Da geb ich dir Recht. Die Sicherung müsste schon so bemessen sein, dass 
sie abschaltet bevor der LS Schaden nimmt.

Sonst ist sie nutlos, so wie du schreibst.

von J. A. (gajk)


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Leo schrieb:
> Es ist ein LS ähnlich wie der hier, aber mit 50 W/8 Ohm:
> Ebay-Artikel Nr. 321096536106


Wenn auch die Preiskategorie ähnlich ist, würde ich nicht unbedingt von 
einem teuren LS sprechen.

Mit allem Drum und Dran wird eine Schutzschaltung auch nicht für lau zu 
bekommen sein.

Falls deine Amp-Schaltung nicht dafür bekannt ist, dass sie die LS 
"killt" wegen schlechter Auslegung oder so, würde ich den LS einfach mal 
betreiben. Du HÖRST ja doch auch, ob das Teil auf dem letzten Loch 
pfeift oder noch sauber klingt.

von A-Freak (Gast)


Angehängte Dateien:

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Wenn die Musik auf der CD so aussieht dann hört man nicht wo der 
Verstärker übersteuert.

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