Sistemas de proteção em amplificadores de potência

PROTEÇÃO TÉRMICA – CONTRA SUPERAQUECIMENTO

Certa vez, minha denominação resolveu fazer uma reunião em um ginásio, em dia de muito calor. O local não tinha muita ventilação, e era à tarde, com o Sol esquentando o teto de zinco com força total.
Era uma reunião de jovens, cerca de 1.000 pessoas, e de onde estávamos no som, tínhamos o privilégio de poder se movimentar para ir buscar água gelada do lado de fora. Infelizmente, também tivemos o privilégio de ver muitos jovens desmaiando por causa do calor. Um, dois, três, sei, oito, dez desmaios. Até que entrou um pastor que era médico e foi lá na frente acabar com a reunião. O motivo era simples: as pessoas tem limites de temperatura. Calor excessivo faz o corpo parar de trabalhar. A reunião só voltou a acontecer horas mais tarde, com o Sol mais baixo e depois de muita água jogada sobre o teto de zinco

Em equipamentos eletrônicos as coisas não são diferentes. Todo e qualquer equipamento eletrônico trabalha bem até um determinado nível de temperatura. Excedida essa temperatura, a conseqüência natural é o equipamento ser danificado. Em um amplificador de áudio, esse excesso de calor pode acontecer por sobrecarga de sinal, temperatura ambiente excessivamente alta ou – caso mais comum – ventilação insuficiente.
Para evitar isso, os amplificadores podem ser equipados com diversos sensores térmicos, que monitoram as temperaturas existentes internamente. Havendo algum problema, passam então a atuar, acionando a proteção.

A atuação de proteção térmica se dá de várias formas. Alguns amplificadores mais rebuscados chegam até a ter a velocidade de rotação do ventilador diretamente controlada pelo sensor (assim como é hoje comum nos computadores), outros reduzem a potência automaticamente (o amplificador não para de funcionar, mas sua potência é limitada em função da temperatura).

O tipo mais comum é também a proteção térmica mais simples: quando a temperatura chega a um determinado valor, o canal ou todo o amplificador é desligado automaticamente, geralmente permanecendo um indicador luminoso de excesso de temperatura no painel. Em a temperatura diminuindo, voltando a níveis aceitáveis, o amplificador retorna ao funcionamento, automaticamente.

Erros mais comuns

a) O erro clássico é tampar as saídas de ventilação. Dessa forma, o ar não pode circular internamente, levando ao acionamento da proteção.

b) Outro erro é colocar o equipamento em local sem ventilação. O aparelho até tem como circular algum ar, mas logo o pouco ar disponível no local fica aquecido e… aciona-se a proteção.

Cenário prático

a) Na igreja, alguém resolve fazer um móvel para se colocar os equipamentos. E esse móvel terá portas, para que os equipamentos e seus fios fiquem escondidos das mãos alheias. O operador de som avisa que tem que fazer as portas frontal e traseira com treliças, de forma que haja circulação de ar. Só que treliça é cara e difícil de mexer, e o marceneiro diz ao tesoureiro que com porta “normal” (sem ventilação) fica mais barato, o que é prontamente aceito. No culto de “estréia” do móvel, os amplificadores param de funcionar após 20 minutos de culto. Alguém resolve abrir a porta e há um “calorão” lá dentro.

Isso aconteceu com amigos meus. Eles pediram a treliça, mas ficou mais barato fazer sem. Na hora de instalação dos equipamentos no rack avisaram que ia dar problema por causa do calor, pediram para deixar as portas abertas, mas a liderança falou que a “com porta fechada fica mais bonito, deixa fechado”. A solução, depois do problema, foi tirar a porta fora, e por aí ficou… está assim até hoje, 3 anos depois.

b) Em uma das nossas aulas, falando sobre o assunto, um dos alunos falou do que aconteceu com ele. Como os amplificadores ficavam embaixo da mesa e praticamente junto aos seus pés, ele se sentia incomodado com o vento, e resolveu tampar a saída de ar com uma folha de papel. Quando tudo parou no meio do culto e a luz de TEMP acendeu no amplificador, ele descobriu para que serve aquele vento.

c) Estava tudo funcionando muito bem no evento ao ar livre, bem mesmo, até que começou a chover. Só que o som não podia parar, com chuva ou sem chuva, pois o contrato dizia que a festa teria duração até X horas. A solução encontrada pelos operadores de som foi cobrir todo o equipamento, para protegê-lo da chuva. Só que o equipamento, sem proteção térmica, torrou. O contratante disse que não tinha nada a ver com o caso e não quis pagar nada a mais.

d) O assunto do texto é sobre amplficadores, mas não custa abrir o exemplo para uma mesa digital. Ao fazer um rack para mesa de som digital, novinha, alguém resolveu tampar as entradas de ar, que servem para a refrigeração do equipamento. O dono usou a mesa algumas vezes antes do rack estar pronto, e tudo funcionou às maravilhas. Na primeira vez que usou a mesa com o rack, travou! Mandou para a assistência técnica em São Paulo, pagando um dinheirão de frete, onde devolveram a mesa dizendo: “não detectamos nenhum problema, mas o seu rack está mal feito, está tampando a ventilação necessária ao equipamento.” Passou aperto em evento (“queimou o filme da empresa”), gastou um dinheirão de frete, teve que fazer outro rack. O mesmíssimo pode acontecer com amplificadores.

e) Em eventos em praia, alguém teve a maravilhosa ideia de proteger os amplificadores da areia e maresia reunindo-os em local todo cercado por plásticos e lonas. No pequeno espaço, os amplificadores não têm como renovar o ar quente e a temperatura sobe depressa, até que pararam de funcionar.

Nacionais x Importados

Praticamente todo amplificador, nacional ou importado, tem proteção térmica*. Os próprios fabricantes já se conscientizaram que é melhor proteger o equipamento com um simples circuito que arriscar ter um amplificador todo torrado para se consertar em garantia.

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*Lembrando que alguns amplificadores, dada a sua baixa potência, não precisam de ventilação forçada, trabalhando com radiadores passivos, não necessitando desse circuito de proteção.

Na maioria das vezes, os equipamentos de fabricação nacional resistem bem a serem operados nessas condições, de muito calor e expostos diretamente ao sol. Como moramos em um país tropical e muito extenso, os fabricantes fazem equipamentos que resistam bem a essa situação, de às vezes de 40º C à sombra. Lembro de um fabricante que escolheu como base de prova a cidade de Cuiabá. Lá chega-se a 45º facilmente, em um dia de Sol.

Às vezes, claro, ocorre um problema. Certo fabricante do Rio Grande do Sul (estado de clima frio) desenvolveu produto que, usado no Nordeste (clima quente), armava a proteção por excesso de calor, quando outros equipamentos ainda funcionavam muito bem. Teve que voltar à prancheta e consertar os exemplares já fabricados.

Quanto aos importados, a situação varia muito. Alguns, projetados em países de clima frio, simplesmente não agüentam o calor brasileiro! Já houve casos relatados de equipamentos de marcas de renome internacional que só podiam ser usados à noite, quando a temperatura é um pouco mais amena. Outros que só funcionavam bem em uma sala devidamente refrigerada. Outros, mais “globalizados”, aprenderam que é importante desenvolver produtos que funcionem sobre as mais adversas situações.

Os melhores fabricantes chegam a fazer constar no manual de instruções alguma coisa do tipo “máxima temperatura ambiente de operação”, mas infelizmente ler o manual ainda é um hábito pouco difundido.

Conclusão

A proteção térmica é uma grande amiga nossa. Ela desliga o aparelho antes que alguma coisa se queime. As mais modernas abaixam o volume primeiro e só depois, caso necessário, desliga o aparelho. Deve-se sempre consultar o manual do produto para se verificar a existência dessa proteção , a qual o fabricante deve informar de maneira bem explícita.

Mas havendo ou não tal proteção, é sempre necessário ter o cuidado com a ventilação. Pois equipamento bem ventilado é equipamento que dura mais. Um equipamento que dispõe de um ambiente refrigerado e que não é nunca exposto a temperaturas altas vai durar bem mais que um outro equipamento que sofre com o calor constante. Aliás, até os operadores que dispõem de um ambiente refrigerado trabalham melhor…

Vejamos agora na última página do artigo a proteção contra DC (corrente contínua).

11 Comments on "Sistemas de proteção em amplificadores de potência"

  1. José Claret dos Santos | 5 de janeiro de 2017 at 23:20 | Responder

    Se o alto-falante funciona com corrente alternda. porque eu meço com o voltimetro e é contínua?

  2. Boa noite, tenho um amplificador XTC de DB8000 DA-BRAT SERIES, MAX POWER 8000W. Quando ligo ele nao funciona, mas sim cende a luz protectora vermelha ao envez do amarelo. Gostaria de saber qual podera ser o problema e o que devo fazer? Estou triste porque e muito novo, peco ajuda ai pessoal

  3. Muito bom mesmo
    Tem o detalhe necessario e exemplos práticos

    Obrigado pela postagem

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  5. Rede boa para eventos e trifásico de 220volts dividir más a carga

  6. Há luz amarela acedeu não está há potência não está jogando pra caixas. O que pode ter ocorrido

  7. Opte usar Dr e DPS isso é muito importante pra uso de proteção no esquema eletrica de som

  8. Olá. Muito bons os artigos mas gostaria de destacar um engano logo no primeiro parágrafo onde aparece fase (positivo) e neutro (negativo). Essa nomenclatura não está correta. Ou seja, como se trata de AC(Corrente Alternada) não existe polaridade positivo ou negativo. Essa nomenclatura é utilizada em DC (Corrente Contínua). Assim Fase não é a mesma coisa que Positivo assim como Neutro não é Negativo. Obrigado.
    Há ainda que se destacar que a entrada de um amplificador usa corrente alternada então fase e neutro e na saída para as caixas é corrente contínua aí sim positivo e negativo. Espero ter ajudado. Obrigado.

    • Olá, gostaria de destacar que na saída dos amplificadores de potência temos corrente alternada, e não contínua, se não fosse assim, os falantes não se moveriam para frente e para tráz (acompanhando os sinais senoidais); assim, podemos entender que o borne vermelho seja a “fase”, e o preto seja o “neutro ou terra”.
      Essa convenção de se utilizar cores nos terminais de saída dos amplificadores deve-se ao fato de criar uma “polarização” dos cabos a fim de manter coerência nas ligações de várias caixas num mesmo amplificador ou num mesmo canal, todos com o primeiro ciclo do sinal “batendo” para fora ou para “dentro”, e ainda assim todos “em fase” entre sí. A corrente contínua só estará presente na saida de um amplificador quando algum transístor de saída entrar em curto-circuito, nesse caso, seja ele o PNP ou o NPN, teremos assim as tensóes (+) ou (-) proveniente da fonte de alimentação nesta saída e sobre as caixas acústicas que estiverem conectadas, o que pode levá-las a queima, pois nenhum falante suporta corrente DC.

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