6 열 모델링 및 제어

R_E 측정이 주기적으로 수행되기 때문에 알고리즘은 측정 사이 공백 동안에도 음성 코일의 온도를 연속적으로 파악할 수 있는 방법이 필요합니다. 그 해법이 다단계 저항-커패시터 열 네트워크인 예측 열 모델입니다(그림 4 참조). 이 모델은 음성 코일에서 스피커 자석 구조로, 그리고 최종적으로는 장치의 섀시 및 주변 공기로 전달되는 열을 시뮬레이션하며, 전체 제어 루프 속도로 실행됩니다. 새로운 IV 감지 기반 R_E 판독값이 도착할 때마다 모델이 이 값을 기준으로 재고정되고, 마지막 체크포인트 이후 누적된 드리프트가 보정됩니다.

이러한 방식으로 방열 경로를 추적함으로써 알고리즘은 향후 오디오 피크 중 온도가 상승하는 속도와 일시 정지 시 냉각되는 속도를 예측할 수 있습니다. 이러한 추정치는 전력 컨트롤러로 전달되며, 전력 컨트롤러는 오디오 신호의 안전 작동 한계를 중단 없이 지속적으로 적용합니다. 예상 음성 코일 온도가 스피커의 T_max에 가까워지면 컨트롤러가 허용 한계를 낮춰 스피커가 과열되지 않도록 보호합니다. 스피커가 조용한 오디오 구간 중 냉각되면 컨트롤러가 스피커로 더 높은 전력을 전달할 수 있습니다.

열 보호 알고리즘은 열 컨트롤러가 예측한 전력 한계를 기반으로 오디오 신호를 제어하며, 부드러운 광대역 게인 감소를 적용함으로써 스피커에 전달되는 전체 RMS(평균 제곱근) 전력을 낮춥니다. 이를 통해 음성 코일이 갑작스러운 가청 볼륨 저하 없이 냉각될 수 있습니다. 이 게인 감소에는 느린 어택 및 릴리스 시간이 적용됩니다. 사람의 청각은 전체 볼륨의 점진적인 변화에 덜 민감하기 때문에 감쇠가 배경으로 자연스럽게 녹아들어 오디오의 체감 다이내믹스가 유지됩니다. 그림 5을 참조하십시오.

그림 6에서 파란색 곡선은 스마트 증폭기의 추정 온도를 나타내고, 빨간색 선은 T_max 한계를 나타냅니다. 증폭기는 스피커가 항상 안정적인 온도 한도 내(IV 감지 오차를 고려한 약간의 헤드룸 포함)에 있도록 오디오를 동적으로 조절합니다.