Spannungsstabilisierung für Endstufe(n)

Guido Speer schrieb:

Jo, besser wäre das.

Auf die Idee war/bin ich noch garnicht gekommen. Also habe ich mir die Trafos jetzt mal ganz genau angeguckt und bin zur Tat geschritten. Das Fummeligste an der Sache war das Abpröbeln des uralten Klebebands.

Die Trafos sind für symmetrische Spannungsversorgung gemacht und haben daher zwei Sekundärwicklungen, das Abwickeln gelang trotzdem mit gutem Erfolg.

Eine dolle Glaskugel hast Du da. Pro 5 Windungen "verdunsteten" 2,5 Volt.

Danke für den Hinweis, da hätte ich auch selber draufkommen können, denn die Trafospule im Tiefpass des Basstreibers wurde auch abgewickelt (10mH ->

Könnte so gehen. Wobei ich die Daten des BD441 nicht genau im Kopf habe.

Ersetze den BD441 durch eine gleichwertigen PNP ;-)

Besser wäre es den Trafo etwas abzuwickeln. Wenn der nicht vergossen ist, kannst du die wenigen Wicklungen auch ohne zu zerlegen rausfummeln. Die Sekundärwicklung liegt sehr wahrscheinlich als oberste. Immer so ca. 5 Windungen runter und neu messen. Guido

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"Gerhard Dembinski" schrieb im Newsbeitrag news:AFo8mvy$ snipped-for-privacy@gmx.net...

Noe. Unter 10A Last faellt deine Spannung jede 1/100tel Sekunde wieder von ca. 46V auf ca. 24V, und dein Messgeraet zeigt den Mittelwert von

Du willst (und hast) spaeter real groessere Elkos und damit weniger 'Kondensatorverlust' pro Halbwelle. 4700uF sind fuer 10A auf jeden Fall gnadenlos unterdimensioniert.

Die reichen auch, weil eigentlich ja keine Stabilisierung, sondern nur eine Reduzierung notwendig ist.

Ja, Aber:

- die Transistoren sind unterdimensioniert. Wenn man von 2.5A bei einer Differenz zwischen 53V-35V = 18V aus geht (denn die Transistoren sollen ja nicht gleich bei 10% Netzueberspannung durchlegieren) muessen die Transistoren pro Stueck 45 Watt in Waerme umsetzen. Nimm lieber dickere auf grossem Kuehlkoerper. Keine Ahnung, was du da hast, aber ein BDW83/BDW84 ist als Darlington im grossem Gehaeuse nicht so ungeeignet, der BC547 wuerde dann ausreichen (wenn's kein Darlington ist, muesste statt dem BC547 auch was dickeres rein).

- WENN deine BD435/BD441 wegen unzureichender Kuehlung doch durchlegieren, was wegen fehlendem Uebertemp/SOA/Ueberstromschutz ja nicht verhindert wird, kommen volle 53V an den LM3886. Und der wird die an den Lautsprecher weiterleiten ... Du koenntest die Vorregelung auch mit einem LM350/LM333 machen, die 33V sind nur das Limit fuer die Spannung die er vernichten kann, und du hast mindestens 2.5V und maximal 18V. Passt also. Der Chip hat Uebertemperatur/SOA und Ueberstromschutz.

- die Eingangsspannung vom Siebelko des Netzteils schwankt jede 1/100tel Sekunde weil sich unter Last der Siebelko entlaedt. Deine Z-Diode sollte aber immer vom gleichen Strom durchflossen werden. Besser also den Vorwiderstand der Z-Diode nicht an diesen grossen Siebelko, sondern an einen extra Elko der von einem parallelgeschalteten extra Gleichrichter aus dem Netztrafo versorgt wird. Da hier wenig Strom fliesst, sackt die Spannung selbst bei geringen Kapazitaetswerten des Elkos nicht pro Halbwelle so stark ab, und die Z-Diode wird gleichmaessiger versorgt, vor allem hat man noch eine Differenzspannung am Ende der Halbwelle, wenn die Spannung am dicken Siebelko wegen Belastung schon auf knapp 36V abgesackt ist und damit schon gar nicht mehr fuer die Z-Diode ausreichen wuerde, geschweige denn sop viel hoeher liegt, das der Strom durch den Vorwiderstand der Z-Diode ausreichen wuerde. Rechne die Schaltung also noch mal neu unter den Maximal (53V)/Minimalpunkten (siehe "Netzteile" in de.sci.electronics FAQ:

ICH wuerde passendere Trafos nehmen, oder die bestehenden abwickeln wenn der Kern nicht verschweisst ist.

Fuer 6 Endstufen legt man die Trafos auch nicht auf 6 * 60 W aus, schau mal in kommerzielle Verstaerker rein. Ok, man muss als Privatperson nicht so geizen, aber die Spaitzenleistungswerte der ICs sind uebertreieben, sie gelten nur bei 25 GradC kaltem Gehaeuse, das ist in der Praxis nicht zu erreichen.

Naja, bei den paar Volt wird er das schon schaffen. Üblicherweise bricht die Spannung beim Ruhestrom von 6 Endstufen schon die ersten +-2V ein. Problematisch könnte es nur werden, wenn die Endstufen noch nicht an oder warum auch immer ausgeschaltet sind. Dann fehlt evtl. der Ruhestrom und die Kiste geht nicht an.

Die Verstärker für die Hochtöner werden höchsten 10W Ziehen, und auch das nur, weil sie für diesen Zweck völlig überdimensioniert sind. Realistisch betrachtet reichen 5-10W Maximalleistung für die Hochtöner, und das mit Reserve. Wie es mit den Mitteltönern aussieht hängt von der Auslegung der Box ab. I.A. brauchen auch die weniger als der Bass.

So richtig schön ist das nicht, da die Sache sich für Ue ähnlich Ua ziemlich schlecht verhält.

Zu knapp dimensioniert sind sie, aber das hat MaWin ja schon gesagt.

Vor allem aber würde ich eine Low-Drop-Schaltung nehmen, die unter Last fast ohne Spannungsabfall auskommt. Das geht am einfachsten mit einem MOSFET.

Sowas in der Art. Anlaufstrom p-Kanal FET |

Als FET kann man IRF9530 oder sowas nehmen. Die ganze Auslegung muss man natürlich noch durchrechnen. Der Transistor hat konstant 1,3V Basisspannung. Sobald die Z-Diode die Spannung am Emitter über etwa 0,7V Zieht, regelt der Transistor ab und die Gate-Spannung für's FET bricht dank R1 zusammen. R2 und die Z15 schützen den FET vor zu hohen Gatespannungen. Die Schaltung braucht einen kleinen Anlaufstrom, der z.B. über ein RC-Glied aus Ue zugeführt werden kann. Reicht der nicht, um eine Spannung Ua aufzubauen, z.B. wegen Kurzschluss, bleibt die Schaltung für immer aus.

Weitere Alternativen:

Ich habe bei einer Vergleichbaren Anforderung (auch Aktivbox) auch schon mit einem Step-Down-Regler mit 100kHz gearbeitet. Der Trafo hatte auch sowas um die 45V idle. Endstufe lief mit 30V. Wichtig ist nur dass die Regler für die verschiedenen Spannungen synchron getaktet sind, den die

Noch eine andere Alternative ist eine aktive PFC. Dafür sind die gegebenen Trafos natürlich völlig falsch ausgelegt, denn dabei geht die Spannung nur hoch.

Bässe 3,5A, Mitte vielleicht 2,5A und HT - Jeder der 6 Verstärker soll eine solche Stabilisierung bekommen.

Spricht erstmal nicht dagegen.

Schmelzsicherung, und am besten auch für die LS, falls man irgendwas asymmetrisch kaputt geht. Und nicht zu großzügig auslegen, denn die Spulen sind schell abgeraucht. Für den Bass würde ich höchstens 2A nehmen (je nachdem welche Leistung man den Lautsprechern so zutraut in Wärme umzusetzen). Beim Hochtoner höchstes 100mA-Sicherung. Falls man die Sicherungen vor den Rückkopplungszweig einbauen kann, verschlechtern ihre Eigenschaften auch den Klang nicht.

Viel zu wenig. Die Last der Verstärker ist sehr ungleichmäßig. Typischerweise werden die beiden Bassendstufen weitgehend synchron arbeiten und dann beide gleichzeitig für vielleicht 10ms lang irgendwas um die 3,5A ziehen. Das sind 35mC (= 35mAs). Wenn der Siebelko dabei nicht mehr als 2V verlieren soll, muss er wenigstens 17,5mF haben, denn C=Q/U. Pro Endstufe!!! Da nur alle 10ms geladen wird, muss der Elko die Zeit komplett überbrücken. Und 2V Verlust sind schon einiges. Es gibt allerdings einen bekannten Trick, mit dem man die Größe der Elko's fast halbieren kann: man polt einen der Kanäle um, also mit invertierten Signal speisen und am Lautsprecheranschluss Plus und Masse tauschen. Da die meiste Leistung bei Stereo und niedrigen Frequenzen phasensynchron gezogen wird, werden nun beide Versorgungsspannungen halbwegs gleichmäßig belastet. Der Gleiche Trick führt übrigens dazu, dass man die Endstufen auch gebrückt betreiben kann.

Marcel

Hi Gerhard,

Gerhard Dembinski schrieb:

Zusätzlich zu dem, was die anderen schon angemerkt haben, würde ich meinen, dass der 3k9 und die Zenerdiode vertauscht gehören :-)

-Ue --|-------|---C E-----|------- (PNP)

vg, Wolfgang

Wie von Guido und MaWin vorgeschlagen, habe ich die Trafos durch Abwickeln der Sekundärwicklungen passend gemacht.

Das war wohl zu naheliegend um draufzukommen.

Gerhard Dembinski schrieb:

Vor dem Abwickeln:

Nach dem Abwickeln:

Leerlaufspannung (AC): 28,5 Volt (ohne Gleichrichter und Glättung) Leerlaufspannung (DC): 38,9 Volt (B80C5000, 4700 muF) unter Last (10A; DC): 28,8 Volt

Alle Spannungen im grünen Bereich. Bin schon gespannt, wie das dann im fertigen Gerät aussieht.

Ich bedanke mich hiermit nochmal für alle Antworten.

MaWin schrieb:

Die Dinger sind fast 30 Jahre alt (gekauft 1980).

Stimmt, an den zeitlichen Spannungsverlauf habe ich nicht gedacht.

Das ist mir klar, mangels passender Last, habe ich einfach die Primärwicklung des zweiten Trafos hergenommen (4,4Ohm). Jede der vorgesehenen Endstufen "verfrühstückt" etwa 2,5A (max.) und bekommt eigene Gleichrichtung und Glättung (B80C5000; 2x4700 muF). Da wird das dann ganz sicher besser aussehen.

Als Bausatzbastler habe ich nur wenige Bauteile auf "Lager".

Aber nur so lange, bis das vom DC-Wächter gesteuerte Relais die LS "vom Netz nimmt", wenn der interne Überspannungsschutz des Verstärker-ICs das nicht schon vorher gemacht haben sollte.

Ohne externe Schutzschaltung lasse ich 60 Watt aus niederohmiger Quelle nicht auf teure (und empfindliche) Lautsprecher los.

Das Pärchen merke ich mir, stark und einstellbar.

Werde ich machen, aus Interesse, gebraucht wirds nicht mehr (Trafos sind jetzt angepasst).

Auch Dir danke für den Augenöffner. Die Anpassung der Trafos ist bereits erfolgt.

Wenn ich in "ordentliche" PA-Ware (an dem Zeug orientiere ich mich) reingucke, finde ich kräftige Netzteile und reichlich dimensionierte Kühler, denn die Dinger müssen zuverlässig und dauerhaft funktionieren.

Eben, hier ist hochwertige Hartware im Einsatz.

Laut Datenblatt lässt sich dem LM3886 bei 40°C noch die volle Leistung (60 Watt/4Ohm) entnehmen, wenn der Rth des Kühlkörper 1K/W (oder besser) ist. So praxisfern ist das nicht. 135 Watt gibt NSC als Spitzenleistung an (fürs Marketing und die "voll krass fette" Kundschaft)

In der Application Note 1192 (1) wird ein Verstärker mit hoher "Durchschlagskraft" beschrieben (200W an 8 Ohm aus 4 LM3886; => 50W pro IC)). Das Ding ist ganz sicher gebaut (und gründlich getestet) worden. Netzteilempfehlung: 385VA-Trafo, 40.000 muF.

(1)

Marcel Müller schrieb:

Ein eher unerwünschter Betriebszustand. :-)

Auslegung:

Bass : Isophon PSL 320/400 Alu (in TML-Gegäuse, Isophon T440) Mitten : 2x Bohlender und Graebener Neo8 Höhen : Bohlender und Graebener Neo3PDRi-FP (*)

Der Bass wird von der vorhandenen Pioneer M-90a (2x200W/8Ohm) angetrieben werden, die IC-Verstärker werden für Mitten und Höhen zuständig sein. Das Ganze muss auch sehr deftige Lautstärke "mal eben so aus dem Ärmel schütteln" können.

Die Verstärker habe ich aus folgenden Gründen gewählt:

- die Daten (THD, S/N-Ratio) passen gut zur M-90a

- an der Leistungsgrenze geht bei Verstärkern THD sehr steil nach oben, von diesem Bereich möchte ich auch bei deftiger Lautstärke genügend Abstand halten können.

- sie sind sehr preiswert und leicht zu beschaffen

- leicht zu bauen: - wenige Bauteile zu bestücken - keine aufwendigen Einstellungen nötig

- wenig Bauaufwand für die Kühlung: - kein Bohren des KüKös - Kühlfläche des Chips potentialfrei

- bis auf DC-Schutz hat der Chip alle Schutzschaltungen schon drinne (wird wegen Koppelkondensator auch nicht dringend gebraucht)

- beim Ein-/Ausschalten knipst der Chip (!) die LS aus,

- der Chip hat "mute" eingebaut (sehr praktisch zum Einmessen)

- wenig Bauaufwand im Gehäuse: Platine ist klein und leicht => gut "stapelbar" und viel Platz für Luftzug

(*) Wenn Dir das bekannt vorkommt, so ist das kein Zufall. Vor etwa einem Jahr hatte ich in d.r.m.h. um Hilfe fürs Weichenrechnen gebeten. Als Resultat meiner Beschäftigung mit Messen und Simulieren sind zwei gut klingende Boxen (Mivoc AW3000, Isophon PSM120 und SKK10) entstanden, die ich kürzlich verkaufen konnte. So kam die Sache ins Rollen, denn ursprünglich war nur ein Neo8 und passive Weiche vorgesehen gewesen.

... und ein paar gute Ideen geliefert.

Das werde ich mir mal in Ruhe durchdenken. Als erstes muss ich verstehen, wie ein FET funktioniert.

Das ist mir zu kompliziert.

Gute Idee.

Da muss ich mal gucken, ob ich das reingefingert bekomme, eine neue Platine mache ich deswegen aber nicht und auf Lochraster baue ich keine Endstufe auf, auch wenn es nur ein paar Bauteile sind.

Da habe ich mich offensichtlich missverständlich ausgedrückt. Gemeint war: pro Verstärker und Spannung gibts 4700 muF, ergibt in der Summe dann 28200 muF pro Kanal (insgesamt dann 56.400 muF). IMO wirklich genug.

Mit dem Bass wird der "Aufbau" nix zu schaffen haben (s.o.).

Naja, war ein Schuss ins Blaue ;-)

Jou so ist das, das Naheliegende übersieht man manchmal vor lauter "Elektronikglauben"

Viel Glück mit dem Rest Deines Projektes. Guido

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Marcel Müller schrieb:

Geplant sind: 450 Hz und 4500Hz bis 5000Hz Der Neo8 kann nicht viel tiefer und mit dem PSL will ich nicht höher, Begründung siehe weiter unten.

Die M-90a hat reichlich davon und dank niederohmiger Auslegung den PSL sehr gut im Griff.

Dürfte eher am Antrieb (BxI: 7,61) liegen, denn mit 82g ist die Membran des PSL für einen 12"-Bass eher leicht (vgl.: Mivoc AW3000: 129g; BxI: 14,1).

Nö, aber auch nicht parallel, denn die müssen noch beschafft werden. ;-)

man L-Glied. :-)

Rischdisch. Ohne L-Glieder bin ich in keiner Weichensimulation ausgekommen.

(*)

Die "Umpolungsgeschichte" behalte ich für die Zukunft im Hinterkopf. in meinem Projekt steckt sicher noch eine ganze Menge Optimierungspotential drinne, das werde ich aber erst ausloten, wenn ich noch mehr dazugelernt habe und mir im Umgang mit Elektronik sicherer bin. Die Geschichte ist mir derzeit kompliziert genug.

Den Abbildungen nach, könnte es ohne Auftrennen einer Leiterbahn klappen, Genaues weiss ich aber erst, wenn ich die Platinen hier habe und genau inspizieren kann.

Ich fühle mich in der Elektronik nicht sicher genug um einen Verstärker frei zu verdrahten.

Die Übergangsfrequenzen wären für die Leistungsauslegung noch wichtig.

Naja, der Isophon braucht mit seinen 88dB schon mächtig Leistung, damit was rauskommt. Das ist der Preis der schweren Membran und der niedrigen Resonanz.

Was mich etwas wundert ist die Kombination mit den 2 4Ohm Neo 8. Sind die derzeit in Reihe geschaltet? Dann käme es ungefähr hin. Sonst wären die doch viel zu laut. Und die Neo 3 sind bei gleicher Spannung auch noch ziemlich laut verglichen mit den Isophon.

Bei angenommenen 600Hz Trennfrequenz hat man für klassische Musik etwa

Die Hochtöner-Trennfrequenz ist für die Auslegung praktisch egal, da ohnehin nur rund 10% der Last über 2kHz liegen. Der Verstärker wird also wohl nicht so warm werden.

OK. Das bringt knapp einen Faktor 2, weil nun beide Zweige (+-) im schnellen Wechsel belastet werden. Es könnte aber dennoch nicht schaden, die zwei Mitteltöner einer Seite jeweils verpolt zueinander zu betreiben. Die Dinger laufen ja sowieso mit dem gleichen Signal und die symmetriesierung reduziert den Spitzenstrom fast auf die Hälfte.

Die Frage ist eher, ob das mit den Chips geht. Eine Verbindung wird man in jedem Fall dafür auftrennen müssen. Evlt. kann man einen Widerstand nur einseitig einlöten und das andere Ende mit einem kurzen Draht zum zweiten Anschluss der Sicherung führen. (Aber bitte nicht zu weit Weg, sonst könnte die Stabilität leiden.)

Btw. vor Lochraster bin ich für meine Aktivboxen nicht zurückgeschreckt. Ich hatte allerdings auch keinen Bausatz mit Platine, sondern habe die Endstufen weitgehend aus Grabbelkistengut diskret aufgebaut. Außerdem brauche ich viel weniger Leistung, da es recht wirkungsgradstarke Chassis für Studiomonitore sind (ca. 98-100dB@1W).

Marcel

Daran habe ich keinen Zweifel. Die Frage ist nur was der Lautsprecher thermisch abkann, ohne kaputt zu gehen, und vor allem, ohne seine Klangeigenschaften zu stark zu verändern. 40W ist für einen 12"-Bass unter diesem Gesichtspunkt meist schon ziemlich viel. Und zu den Kandidaten mit 4"-Spule gehört er meines Wissens nicht.

Ja, stimmt, geht so. Ist eher unteres Mittelfeld.

Achso.

Och, auf 1-2dB hin und wieder kommt es Gehörtechnisch kaum an. So genau kriegt man es ohnehin nur im Messraum wiedergegeben. Eine gute Impulstreue (also gleichmäßige Gruppenlaufzeit) und eine gleichmäßige (!=isotrope) Abstrahlung wird vom Gehör meist mehr belohnt. Aber das sollte die Neo8 nicht vor Probleme stellen. Ich arbeite normalerweise ohne solchen Anpassungen und wähle lieber die Chassis gezielt aus, denn bei den Mitteltönern ist dabei zuweilen schon mächtig Vorsicht angesagt. Bei aktiven Lösungen ist das natürlich irrelevant.

Mit der Weiche muss man allerdings in dem Frequenzbereich schon aufpassen. Mit 12 dB/Oktave Butterwoth handelt man sich bei 450Hz zwar nur 0,6ms Gruppenlaufzeit ein, aber ein 12dB/Okt. Filter erreicht die

-20dB auch erst bei rund 150Hz. Das heißt so weit müssen die Neo8 noch irgend etwas sinnvolles von sich geben. Das ist schon recht gewagt. Vor allem könnte es sein, das deren Phasengang an der unteren Grenze des Übertragungsbereichs ganz schön abbiegt. Das führt dann dazu, dass die Membrane im übergangsbereich mit dem Bass nicht mehr in Phase schwingt - sehr unschön. Die klassische Alternative für aktive Weichen, ein Linkwitz-Filter 4. Ordnung ist in dieser Disziplin auch nicht besser. Lediglich mit einem 24dB Butterworth Filter könnte man die Neos schon ab rund 250Hz auf -20dB drücken. Das hat dann aber auch schon etwa 1,5ms Gruppenlaufzeit - wäre wohl noch im Rahmen. Diese Erwägung hat mich dazu bewogen 600Hz anzunehmen. Inwieweit der Isophon da noch brauchbar ist, weiß ich nicht. Da entsteht halt dann das gleiche Problem andersherum. 24dB/Oktave Butterworth wäre wohl doch angebracht.

Ja, man muss schon aufpassen. Lochraster einfach so war das auch nicht. Ich habe mir schon überlegt, wie ich meine Leitungen führe, welche Verbindung kurz sein sollte und wo noch eine Verstärkung in Form eines Drahtes notwendig ist. Es geht halt trotz des Aufwands einfach viel schneller als selbst Platinen in einzelstückzahlen zu layouten, zu ätzen, zu bohren etc.

Marcel

Marcel Müller schrieb:

Ich zitiere aus den technischen Daten:

Schwingspule/-Wickelbreite: 100mm/22mm Belastbarkeit : 300W7400W

Der PSL 320/400Alu kann ordentlich was ab. Hat er mir bei der Beschallung von Tanzfeten (150m²-Saal, ca. 70 Gäste) mehrfach bewiesen.

Das Konzept für die "dembibox" habe ich fertig, jetzt muss ich den "Kram" noch einkaufen, zusammenbauen und abstimmen.

Richtig, aber bei 5-6 dB Unterschied gehts nicht ohne.

Davon gehe ich auch aus.

Einer der Vorteile von Aktivbetrieb.

Daher habe ich 4.Ordnung vorgesehen. Welche Charakteristik die von mir verwendeten Filter haben, weiss ich nicht Die Beschreibung der "Separator" (so heisst das alte elektor-Projekt) sagt: "kritish gekoppelt". Die Weiche funktioniert nicht in "klassischer" Weise, sondern rechnet die Zweige per Subtraktion aus.

Bei Zweiweg funktioniert das so:

Das Signal wird gleichzeitig in einen Hochpass und einen Allpass (beide haben gleiches Phasenverhalten) gespeist. Am Ausgang des Hochpasses liegt das Signal für den Hochtöner an, das Signal für den Tieftöner wird durch Subtraktion der beiden Signale (Allpass - Hochpass) erzeugt.

Ergebnis: Null delta phi zwischen den Lautsprechern im gesamten Übertragungsbereich und Unempfindlichkeit gegenüber Bauteiletoleranzen (nachbausicher).

Ich habe den gesamten Artikel (9 Seiten + Platine) mal gescannert und in einem Archiv zusammengepackt. Liegt eine Weile lang hier:

Laut Proraum ist für den Neo8 bei 450Hz 3.Ordnug steil genug. In der Pro30D (Audax HT300Z4 + 2x Neo8 + Neo3) wird bei 450Hz mit 4.Ordnung (Linkwitz- Riley) getrennt.

Ich habe hier kritisch gekoppelte 4.Ordnung mit null delta phi (s.o.), sollte also langen. Messen muss ich sowieso, also erstmal den Kram aufbauen und dann weitersehen. Damit ich nicht dauernd in der Weiche "rumlöten" muss, will ich die frequenzbestimmenden Kondensatoren steckbar machen.

Der PSL ist gutmütig (bis 1000 Hz schön glatt + sanftes Roll-Off). Bis ÜF=500Hz ist 2.Ordnung ganz sicher steil genug. Auch hier erwarte ich keinen Ärger.