TPA3136D2 - Probleme

Jul 23, 2024 Last reply: 1 year ago 26 Replies

Hallo, hat jemand Erfahrungen im Umgang mit diesem Verstärker? Ich jetzt schlechte. Zur Story:



Ein Smart-TV mit gutem Bild aber entsetzlich miesem Ton sollte an externe Lautsprecher angeschlossen werden. Es existiert zwar eine Klinkenbuchse namens Audio, allerdings unverständlicherweise als Eingang. Nun ja, dann also eine Buchse eingebaut. Je einen Ausgang des Verstärker-ICs per kapazitiver Kopplung an eine Klinkenbuchse - dachte ich. Die internen Lautsprecher sollten natürlich nicht mitplärren, also schnell noch deren Steckverbinder abziehen, Transistorendstufen ohne Last sollte ja gehen, auch bei Class-D, dachte ich.



Beim anschließenden Testlauf Freude über den guten Ton, aber nur ein paar Minuten, dann >KNACK< Fernseher aus und ließ sich nicht mehr einschalten. Augenscheinlich hat es die Endstufe zerlegt, nach Ausbau des ICs und Verlegung der neuen Buchse an die Eingänge der Endstufe war die Funktion wieder da.



Kann sich das jemand erklären? Im Datenblatt wimmelt es vor Ausdrücken wie "protection" und dergleichen. Wie kann es sein, daß eine Transistorendstufe sich ohne Last zerlegt. Ich bin da mental überfordert und hoffe auf eine rege Diskussion, auch wenn es sich hier um ein on- topic-Thema handelt ;-)


Hallo,

Am 23.07.2024 um 18:42 schrieb Andreas Graebe:

Du hast nicht zufällig OUTNL und OUTPL (kapazitiv) miteinander verbunden? Dann wäre da nämlich zeitweise sehr viel Last.

Gruß Stefan.

Am 23.07.24 um 18:42 schrieb Andreas Graebe:

Nee, der wird seine Energie nicht mehr los. Die läuft dann über die Freilaufdioden in die Versorgungsspannung, was bei leichten Asymmetrien die Energie von einer Versorgungsschiene in die andere pumpen kann. Die läuft dann mit der Zeit hoch. Zudem gibt es Resonanzeffekte der Ausgangsdrossel mit dem Siebkondensator am Ausgang.

Marcel

Am Tue, 23 Jul 2024 19:08:27 +0200 schrieb Stefan U.:

Aber nein, eine Hälfte des Ausgangs per Kondensator auf die Buchse. Last höchstens in der Größenordnung des im Datenblatt angegebenen Filters.

Am Tue, 23 Jul 2024 19:11:31 +0200 schrieb Marcel Mueller:

Ist natürlich möglich, obwohl es dort keine Ausgangsdrossel gab. Der Hersteller wirbt ja explizit mit "inductor-free".

Welche Energie? Ohne Lautsprecher am Ausgang fließt da doch nahezu kein Strom, der beim Abschalten irgendwelche Spannungen induzieren könnte.

cu Michael

Hallo!

Am 23.07.2024 um 18:42 schrieb Andreas Graebe:

Tja, hast du das Datenblatt:

formatting link
konsultiert nachdem es geknackt hat, oder vorher?

Merke: Moderne Class-D niemalsnie lastfrei laufen lassen wenn im Datenblatt "6 or 8 Ohms" stehen. Und ebenso niemals über Klinkenbuchsen! Und kapazitiv schon mal gar nicht.

Ganz im Allgemeinen ist es sinvoller den Ton über Scart, HDMI oder S-PDIF aus solch einem TV zu holen, und statt passive Boxen dann ordentliche externe Aktivboxen damit zu versorgen. Denn die Umgehung dieser Kreischfolien welche im TV-Bereich heute "Lautsprecher" genannt werden, ist nur ein Teil des Übels. Nicht selten ist es auch die Class-D Endstufe selbst die unschöne Efekkte in den erwarteten HiFi-Klang bringen.

Hab ich nämlich auch durch: Kreischfolien totgelegt und drei ordentliche Lautsprecher 35W 8R und mittig als "Bass" einen schönen alten Oval-Lautsprecher mit 8R.

Ergebnis war ernüchternd, stundenlange Arbeit und Mühe vergebens. Über eine HDMI-Audiobridge war es ein paar Tage später deutlich zufriedenstellender.

Jürgen Hüser

THX Ich hab mit großem Interesse das Datenblatt gelesen, aber mir ist nix aufgefallen warum man den nicht ohne Last... Klinkenbuchsen betreiben darf.

Was ist mir entgangen?

Saludos (an alle Vernünftigen, Rest sh. sig) Wolfgang

Am 25.07.2024 um 15:54 schrieb Wolfgang Allinger:

Klinkenbuchsen bauen Kurzschlüssen bein Einstecken bzw. Abziehen des Steckers.

Gut, da sollte man dann 100Ohm-Serienwiderstände vorsehen, dann ist das für den Chip auch im Kurzschlussfall unkritisch - wenn ich im Datenblatt nichts übersehen habe.

Ich habe hier 2* TPA3116 im Einsatz - einmal als Mono-Brücke für einen Subwoofer, und einmal in Stereo für die Boxen am PC-Arbeitsplatz. Beide brauchten ein Anti-Plopp-Softstart-Addon, laufen ansonsten aber unauffällig. Die Ausgänge sind bei mir aber entweder fest oder auf kurzschlusssicheren Phoenix-Steckern.

cu Michael

Aber dann hast du nach dem Abziehen wieder einen offenen Ausgang am IC. Braucht also wohl noch Parallelwiderstände.

Gerrit

Ok, aber was iss mit ohne Last?

Saludos (an alle Vernünftigen, Rest sh. sig) Wolfgang

Am Thu, 25 Jul 2024 17:09:09 +0200 schrieb Wolferl:

Selbstverständlich wurde der Klinkenstecker vor dem Einschalten des Gerätes gesteckt.

Hallo!

Am 25.07.2024 um 15:54 schrieb Wolfgang Allinger:

Das mag daran liegen das solche Grundlagen heute in aktuellen Datenblättern nicht mehr thematisiert wird. Sucht man aber bei den Class-D Chipherstellern nach entsprechenden Aplication Notes und Class-D Grundlagen müsste man da noch einiges finden.

Allerdings wirst du kein Datenblatt irgendeiner aktuellen Class-D Endstufe finden wo zwischen Chipausgang und Lautsprecher irgendein Steckkontakt zu sehen ist. Es wird deutlich gezeigt was für Class-D Endstufen im Chip-Format heute Standard ist: Lautsprecher direkt am Chip, zuzüglich der LC-Filter oder mindestens Ferritperlen. Ebenso fällt auf das es unter den Class-D Chips haufenweise Typen gibt die für 4-6R, 6-8R, 12-18R oder 28-36R ausgelegt sind. Sucht man nen Class-D Chip an den man alle Lautsprecher, egal ob 4 oder

8 Ohm, sowie Kopfhörer von 16-32Ohm hängen kann, sucht man sich nen Wolf.

Eine offene Class-D ohne Last ist grob vergleichbar zu einem Buck dem man die Induktivität klaut. Es wird Energie gesammelt und als kräftiges Paket rausgeschossen die aber nirgendwo hin kann. Nicht gut...und das selbe trifft bei Class-D ohne exakt vorgegebene Last zu.

Sucht man Class-D eben universal, wo man 4-32Ohm anschließen kann und die auch eine offene Buchse wech steckt, findet man ausschließlich chinesische Breakoutboards die dann aber auch Lichtjahre entfernt sind von HiFi-Qualität.

Die TPA3136 sehen vom Datenblatt deutlich hochwertiger aus, aber sind eben wieder auf fest angeschlossene Lautsprecher mit exakt definierter Impedanz angewiesen.

Jürgen Hüser

Korrekt, *wenn* denn offene Ausgänge wirklich ein Problem und die Ursache für den beschriebenen Ausfall sind. Mir ist noch nicht klar, wie das passieren soll, und das Datenblatt enthält auch keine entsprechenden Hinweise, daß man das vermeiden sollte.

cu Michael

Das verstehe ich nicht. Ein Buck ohne Induktivität schaltet die FETs, aber es fließt kein Strom, wo soll da Energie gesammelt werden?

Die Ein/Ausschaltverluste in den FETs sind wie im Normalbetrieb mit Last/Induktivität, nicht höher.

cu Michael

Hallo Jürgen,

Du schriebst am Fri, 26 Jul 2024 14:34:39 +0200:

Was den eigentlich nicht stören sollte. Wenn nix dran hängt, haben die Transistoren nix zu schalten, also keine Last und damit keine Belastung, d.h. Leistungsverlust. Was ein solcher Ausgang ohne Last allerdings _auch nicht_ hat, ist eine Spannung, die die "oberen" Transistoren schalten kann, weil ohne Last die Boost-Kondensatoren keine "abgreifen" und damit aufbauen können. D.h. die "oberen" Transistoren werden nicht recht angesteuert und ein Ausgangssignal kann allenfalls über ihre Leckströme zustandekommen. Dummerweise sorgt aber die Entkopplungsdiode gegen Versorgungsplus dafür, daß die Gate- Kondensatoren doch eine geweisse Ladung erhalten, die dann aber vor allem wirksam werden kann, wenn der "untere" Transistor angesteuert ist und der "obere" eigentlich _aus_ sein sollte - und das sorgt dann möglicherweise für einen sog. "shoot thru(gh)"-Zustand, wenn auch mit niedriger Leistung, der aber möglicherweise doch nach einiger Betriebszeit ausreicht, den Transistor zu überfordern. Zumindest wäre das meine Folgerung aus den bei solchen Stufen (Class-D und Schaltregler) üblichen Schaltungsarten; P-Kanal-Transistoren für "oben", die keinen Boost-Kondensator brauchten, sind da ja "eher selten".

Hallo Jürgen,

Du schriebst am Fri, 26 Jul 2024 14:34:39 +0200:

Am 26.07.24 um 14:34 schrieb Jürgen Hüser:

Also, die IRS2092 Boards, sind nicht solche Mimosen. Höchste Qualität bekommt man da natürlich nicht raus. Aber besser als die eingebauten Quäker ist es allemal. Wenn der Frequenzgang obenrum halbwegs passen soll, muss man ggf. das Ausgangsfilter an die Lautsprecher anpassen.

Marcel

Am 24.07.24 um 21:24 schrieb Jürgen Hüser:

Logisch nicht. Da ist ein aktives Kompensationsfilter für eben die eingebauten Lautsprecher drin. Wenn du da irgendwas anderes anschließt, müsstest du an die Firmware ran.

Erwartungsgemäß.

Marcel

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