HPD 2000 - Class D - Aufbau im Anfangsstadium!

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jmibk
Ist häufiger hier
#1 erstellt: 01. Jan 2004, 12:13
Es hat ja am 27. 12. Das Thema mit der Class T gegeben mit dem Prozessing IC.
Ich habe mir nun gedacht, da die Interessen eher an der Klassischen Class D liegen, eine solche mit definierten Werten aufzuabauen und alle interessierten daran Teilhaben zu lassen.

Hier mal die Daten des Zielobjektes:

P0 (Ausgangsleistung RMS / Kanal) = 1000 Watt / 4 Ohm
Pmax (Ausgangsmaximalleistung / Kanal) = 1400 Watt / 4 Ohm
Stabilität = 2 Ohm mit Leistungsreduction auf max 1400W
Frequenzgang = 5Hz - 27 kHz (Filterbedingt)
THD = < 0,05% bei Vollast

Da Class D über einen Ausgangsfilter verfügt, haben wir am Ausgang ein leicht Phasenverschobenes Signal, was mich nicht groß stört.

Ich habe mir gedacht, dass man das ganze auf 3 Platinen aufbaut, sodass man das ganze zum Experimentieren auch mit anderen Ausgangsstufen gut verwenden kann.
Daher ist die Gliederung PWM, Driver und Endstufe nicht schlecht.

Der erste Teil ist die PWM Modulationseinheit. Ab nun setzte ich voraus, dass jeder mit OPVs schon mal was gemacht hat und die Funktion kennt.
Die logische überlegung: Was passiert, wenn man bei einem OPV auf den + Eingang ein Dreiecksignal hängt und den -Eingang auf Masse?
Man hat eine Rechteckspannung. Verschiebt man nun die Spannung am - Eingang (anstatt sie auf Masse zu halten), so ändern sich Pulsdauer und Pausendauer jeweils indirekt proportional, sodass die Summe aus Pulsdauer und Pausendauer wieder die alte Periodendauer (gleich der Periodendauer des Dreiecks) ergeben. Was ist nun, wenn man anstatt der veränderbaren Spannung direkt das Audiosignal in die Schaltung gibt?
Das Rechtecksignal wird im Takt des Audiosignales Moduliert.
Das Dreieck bekommt man aus einer OPV Schaltung bestehend aus Trigger und Integrierer.
Die Amplitude des Dreiecks muss leicht größer sein als die SPitze des Audiosignales, da es sonnst zu einer sogenannten Übermodulation kommt, das sich am Lautsprecher dann als Clip bemerkbar macht.
Hier die Schaltung:

Die Frequenz des Dreiecks ist zuständig dafür, mit wieviel Punkten das Audiosignal abgetastet wird. Üblicherweise hat man da Frequenzen von 200 bis 500 kHz, also je mehr desto besser.
Man muss aber Beachten, dass alle Schaltelemente im Audioweg bis zum Lautsprecher dieser Frequenz folgen können!

Zum Brücken muss man ja einen Kanal invertieren... Einfach beim 3. OPV + und - Eingang vertauschen :-)


[Beitrag von jmibk am 01. Jan 2004, 12:15 bearbeitet]
jmibk
Ist häufiger hier
#2 erstellt: 01. Jan 2004, 13:53
Die genaue Beschreibung zu dem Thema PWM bei Class D kann man sich hier runterladen.
Hab das ganze mal auf Deutsch niedergetippt und mit Grafiken versehen.
PWM SECTION
http://members.chello.at/mikejuen/ClassD/PWM.pdf
OUTPUT FILTER
http://members.chello.at/mikejuen/ClassD/OUTPUT%20FILTER.pdf


[Beitrag von jmibk am 01. Jan 2004, 17:51 bearbeitet]
jmibk
Ist häufiger hier
#3 erstellt: 11. Jan 2004, 01:19
Und die ersten Probleme:

Die PWM Modulation mit GateDriver Unit funktioniert Tadellos und das Signal ist auch schönstens an 100nF (Gate Kapazität Simulation).
Das Problem ist, dass die FETs derzeit so schalten, dass sie kurz bei jedem Takt einen Kurzschluss zwischen + und - UBetrieb erzeugen.
Vielleicht kann dieses Problem die einführung einer 'Totzeit' beheben.
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