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verstärkerselbstbauprojekt

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pelmazo
Hat sich gelöscht
#201 erstellt: 30. Aug 2004, 20:10

Das meinte ich eigentlich, die Stabilität. Ich habe hier im Forum schon mit 2 Leuten darüber geschrieben und sie meinten, daß diese Art der Stabilisierung ganz gut ist, nur eben schwer zu berechnen und da bin ich dann auch wieder abgebrochen.


Die Grundidee ist es, daß die Spannung am Ausgang des Amps eine Zeitverzögerung hat, besonders wenn die Last kapazitiv ist. Das Signal an den Emittern der Treiber ist demgegenüber früher dran, hat also bei hohen Frequenzen eine kleinere Phasenverschiebung. Man kann also die Stabilität verbessern, wenn man bei hohen Frequenzen mit weniger Phasenverschiebung gegenkoppelt.

Berechnen kann man das schlecht, simulieren schon besser, noch besser ist es, die Phasenverhältnisse am Objekt nachzumessen, gerade auch mit kapazitiver Last, und dann die Werte sozusagen experimentell festzulegen. Das Problem ist, das man die durch die Endstufe entstehende Phasenverschiebung nicht auf einfache Art berechnen kann.


Er hat da R13 und R14(abgesehen von der Kaskode), das haben viele Diff-stufen - warum. Ist das nur zur Strombegrenzung bei hohen Betriebssapnnungen?


Nein, die Zenerdioden D13/D14 bilden einen Shuntregler, der einen Vorwiderstand braucht, das ist R13.


Es funktioniert wohl über den Spannungsteiler R22/R24. Mir ist ansich nur nicht klar, warum man das macht. Eigentlich müßte man doch über jedes mA froh sein.


Leach erklärt das auf der Webseite: Wenn die Strombegrenzung um Q11 anspricht, dann verbindet der durchgeschaltete Q11 den Ausgang mit dem Kollektor von Q13. Ohne Schutz für Q13 würde dieser abrauchen. Es hat ja keinen Sinn, die Endtransistoren zu schützen wenn im Ernstfall dann etwas anderes (nämlich Q11) kaputtgeht.

Ich bin mir bloß nicht so sicher ob das Argument stimmt. Der maximale Strom durch Q11 im Normalbetrieb ergibt sich durch den maximalen Strom durch R12 und die beiden Emitterwiderstände R22 und R24. Ich komme da auf etwa 8,5mA. Die Schutzschaltung mit Q9 begrenzt bei etwa 20mA. Das wird nur erreicht wenn über R12 etwa 8,5V abfallen, und ich frage mich woher der dafür erforderliche Strom kommen soll.

Ich weiß noch nicht wo der Denkfehler ist, bei mir oder Leach. Vielleicht fällt ja einem Leser hier was Gescheites ein (es beteiligen sich eh zu wenige Leute, finde ich).
lionking
Stammgast
#202 erstellt: 30. Aug 2004, 20:38
sodele, hab mal nen richtigen spannungsteiler(288/2800Ohm) zwischen ls-ausgang und soundkarte gemacht, ich hoffe das is jezz ungefär so wie du meintest pelmazo...

dann hab ich soundkarte geeicht... der höchste punkt der blauen linie is 0.755V d.h. ~-15,3dB...
allerdings übersteuert der amp wenn ich das volle signal draufgebe, hab mal bis an die grenze gemacht:
oben Amp, unten soundkarte...
disortion measurement....
das mit dem inamp... blau ausgang amp rot ausgang inamp

ich glaub so langsam bekomm ich das mit dem programm hin...

soweit erstmal...
zucker
Inventar
#203 erstellt: 30. Aug 2004, 20:42
Hallo Pelmazo,

es ist etwas schwer zu beschreiben aber ich dachte eigentlich, das bei einer Spannungsspitze im Signalfluß der Q9 über den Stromfluß von R24/R22 mehr öffnet und an der Basis von Q13 den überschüssigen Strom/Spannung nach Ub- ableitet. Also so, daß schon vor dem eingreifen von Q11 eine Redzierung statt findet.
Ich bin nicht so sehr bewandert mit der engl. Sprache, deshalb fällt mir das lesen der Erklärung von Leach recht schwer.


Nein, die Zenerdioden D13/D14 bilden einen Shuntregler, der einen Vorwiderstand braucht, das ist R13.


Ist hier einleuchtend, nur habe ich die Widerstände schon oft gesehen, ohne das eine Kontsantquelle bei gewesen ist.


(es beteiligen sich eh zu wenige Leute, finde ich).

Hoffe, Du verlierst trotzdem nicht die Lust mit uns, es ist nämlich sehr lehrreich mit Dir
pelmazo
Hat sich gelöscht
#204 erstellt: 31. Aug 2004, 00:26

nen richtigen spannungsteiler(288/2800Ohm)


Das sind aber krumme Werte. Wäre es nicht besser, einfach durch 10 oder 20 zu teilen? Da hat man auch eine Chance, ohne langes rumrechnen im Kopf auf die richtigen Pegel zu kommen.


der höchste punkt der blauen linie is 0.755V d.h. ~-15,3dB



oben Amp, unten soundkarte...


Sorry, das kapiere ich jetzt überhaupt nicht. Wenn 0.755V äquivalent zu -15.3dB sind, dann ist 0dB äquivalent zu 4,4V, und das schafft Deine Soundkarte bestimmt nicht. Irgendwas stimmt hier nicht.


das mit dem inamp... blau ausgang amp rot ausgang inamp


Den Kurven nach ist es eher andersrum.

Außerdem: Ab etwa 8kHz wird's irgendwie dubios. Ich traue der Sache noch nicht.


es ist etwas schwer zu beschreiben aber ich dachte eigentlich, das bei einer Spannungsspitze im Signalfluß der Q9 über den Stromfluß von R24/R22 mehr öffnet und an der Basis von Q13 den überschüssigen Strom/Spannung nach Ub- ableitet. Also so, daß schon vor dem eingreifen von Q11 eine Redzierung statt findet.


Das stimmt schon, aber damit Q9 öffnet muß an R22 mindestens 0,6V abfallen, und dazu braucht's um die 20mA Es hängt also von der Dimensionierung der Widerstände ab. Bei 20mA fällt aber an R24 schon über 7V ab, also haben wir an R12 schon mehr als 8V. Das kann da nie und nimmer abfallen, wo soll dafür auch der Strom herkommen.


Ich bin nicht so sehr bewandert mit der engl. Sprache, deshalb fällt mir das lesen der Erklärung von Leach recht schwer.


Daran hab' ich nicht gedacht, sorry! Mir ist Englisch schon so in Fleisch und Blut übergegangen daß ich gerne vergesse daß Andere ihre Mühe damit haben.


Ist hier einleuchtend, nur habe ich die Widerstände schon oft gesehen, ohne das eine Kontsantquelle bei gewesen ist.


Wenn die Widerstände direkt vom Kollektor von Q2 zur Betriebsspannung gingen, ohne daß sonst noch was dran hinge, dann wären sie tatsächlich überflüssig. Die Tatsache daß daran noch die Basis von Q5 samt Zenerdioden und Kondensatoren hängt, macht den entscheidenden Unterschied. Ich finde auch die Zeichnung etwas unglücklich. Es wäre weniger verwirrend, wenn R13 etwas nach rechts gerückt würde, damit klar wird, daß er zu den Zenerdioden gehört, obwohl das natürlich elektrisch dasselbe ist.

Man muß sich jedenfalls klar machen, daß R13/D13/D14/C2/C4 wie eine stabilisierte Spannungsquelle wirken, an die dann die Basis von Q5 und der Kollektor von Q2 angeschlossen sind. Man könnte an dieser Stelle auch einen IC-Spannungsregler einsetzen, mit ähnlichem Effekt (man muß allerdings einen finden, der die relativ hohe Spannung verträgt).
lionking
Stammgast
#205 erstellt: 31. Aug 2004, 12:50

pelmazo schrieb:

nen richtigen spannungsteiler(288/2800Ohm)


Das sind aber krumme Werte. Wäre es nicht besser, einfach durch 10 oder 20 zu teilen? Da hat man auch eine Chance, ohne langes rumrechnen im Kopf auf die richtigen Pegel zu kommen.


2800/10=280 is doch so oder? oder muss man da anders rechenen? genauer hab ichs nich, ich könnte noch 1k und 10k nehmen....



der höchste punkt der blauen linie is 0.755V d.h. ~-15,3dB



oben Amp, unten soundkarte...


Sorry, das kapiere ich jetzt überhaupt nicht. Wenn 0.755V äquivalent zu -15.3dB sind, dann ist 0dB äquivalent zu 4,4V, und das schafft Deine Soundkarte bestimmt nicht. Irgendwas stimmt hier nicht.


wie kommst du darauf, dass sie 0dB können muss?

bei vollaussteuerung macht sie grademal 1,06V...~12,5dB nach messung...

wenn ich wüsste wie man das bei der messsoftware einstellen kann würde ich es z.B auf 1V=0dB machen...

bei calibration sagt er mit ich soll ne sinuswelle drauf machen bis "over" angezeigt wird aber da reichen selbst meine 9,4V ausm amp nich...(die soundkarte funzt noch )
und dann soll man die spannung eintragen...




das mit dem inamp... blau ausgang amp rot ausgang inamp


Den Kurven nach ist es eher andersrum.

Außerdem: Ab etwa 8kHz wird's irgendwie dubios. Ich traue der Sache noch nicht.


haste recht mit den kurven...
woran kann das liegen dass es so komisch is?
pelmazo
Hat sich gelöscht
#206 erstellt: 31. Aug 2004, 22:10

2800/10=280 is doch so oder? oder muss man da anders rechenen?


2800/10 ist 280, das stimmt, das würde ich nicht wagen zu bestreiten

Bloß: Einen Spannungsteiler rechnet man so: Ua = Ue * Ru / (Ro+Ru), wobei Ro der "obere" Widerstand ist. Wenn Du also 1:10 willst, dann muß der obere Widerstand den 9-fachen Widerstand des unteren haben. Ätsch reingefallen!


wie kommst du darauf, dass sie 0dB können muss?


Ich dachte das soll db FS bedeuten (also 0dB sind digitale Vollaussteuerung). Bedeutet es dann ja wohl eher nicht...

Das Problem: dB ist immer ein relatives logarithmisches Maß. Wenn man den Bezugspunkt nicht kennt, dann weiß man nicht viel. Man kann nur sagen: 20dB mehr bedeutet 10 mal so viel Spannung.

Im Audiobereich findet man oft die Angabe dBu, das sind dB bezogen auf 0,775V. Mit anderen Worten: 0dB entsprechen 0,775V. 20dBu sind dann 7,75V, und -20dBu sind 77,5mV. Es wäre nützlich wenn Dein Meßtool irgendwie so kalibriert werden könnte daß es direkt dBu anzeigt.

dBu hat natürlich nur bei analogen Signalen einen Sinn, da ja in Volt gemessen wird. Ein digitaler Pegel wird dagegen in dB FS angegeben (dB Full Scale), das heißt 0dB entspricht dem höchstmöglichen digitalen Zahlenwert. Genauer gesagt ist 0dB FS der Pegel eines Sinustons, bei dem die Sinusspitzen gerade den maximalen Zahlenwert ergeben. Wenn man noch ein klein wenig mehr "Gas" gibt, dann werden die Spitzen gekappt.

Bei einer Soundkarte würde ich erwarten, daß man 0dB FS auch erreichen kann, ohne daß vorher die Analogseite schlapp macht, aber vielleicht ist das bei Dir ja anders. Ich muß mir Dein Programm mal ansehen, vielleicht fällt mir da ja was auf. Hast Du die Windows-Lautstärkeregler für Aufnahme auch ganz aufgezogen?


haste recht mit den kurven...
woran kann das liegen dass es so komisch is?


Weiß ich auch noch nicht. Wir können aber immerhin schon mal versuchen, was wir haben zu analysieren. Wir können uns ja mal auf die Werte unterhalb von 8kHz beschränken, das sieht ja brauchbar aus.

Also: Man seht hier wunderbar den Effekt des Miller-Kondensators C1 zwischen Basis und Kollektor von Q3. Er ist verantwortlich für den Anstieg der blauen Kurve ab etwa 1kHz. Charakteristisch ist die Steilheit des Anstiegs, der etwa 6dB pro Oktave (Frequenzverdopplung) bzw. 20dB pro Dekade (Frequenzverzehnfachung) beträgt. So ein Anstieg entspricht einem "Pol" in der Übertragungsfunktion (das nur für die, die das schonmal gehört haben), und führt zu einer Phasenverschiebung von 90°, also 1/4 Wellenlänge. So weit ist's noch harmlos. Wenn die Phasenverschiebung durch einen zweiten Pol 180° erreicht, dann fängt der Verstärker an zu schwingen, weil dann die Gegenkopplung zur Mitkopplung mutiert. Zwei Pole sieht man an einer Steigung von 12dB pro Oktave. Wenn also die Kurve steiler werden sollte als im Bild von lionking, dann gibt's Probleme.

Das ist etwas zu stark vereinfacht, aber es soll mal für's erste genügen. Was man immerhin sieht, ist die Leerlaufverstärkung des Verstärkers. Schauen wir uns mal die Situation bei 100Hz an. Die obere Kurve ist der Ausgang des Verstärkers, abgeschwächt mit dem Spannungsteiler (2800+280)/280 = 11, entspricht etwa 21dB. Die untere Kurve ist vom InAmp um den Faktor 100 verstärkt, das entspricht 40dB. Die obere Kurve müßte also um 21dB höher liegen, die untere um 40dB tiefer. Der Abstand bei 100Hz ist dann etwa 72dB. Die Leerlaufverstärkung beträgt also hier etwa 4000.

Für die Verstärkung des Eingangssignals brauchen wir davon (wegen der Gegenkopplung, Faktor 14) nur 23dB, der Rest von 49dB verringert die Verzerrungen des Verstärkers.

Der Abstand, und damit die Leerlaufverstärkung verringert sich allerdings ab 1kHz, das heißt die Verzerrungen werden bei höheren Frequenzen zunehmen. Wenn man C1 kleiner macht, dann wandert die schräge Flanke nach rechts, damit kann man also die Verzerrungen bei höheren Frequenzen verbessern, solange der Verstärker nicht zu schwingen anfängt. Leider ist der interessante Bereich für diese Schwingneigung nicht mehr so recht vertauenswürdig bei lionking's Messung.

Für's Erste könnte man daher auf den Simulator zurückgreifen, um zu sehen wie's eigentlich aussehen müßte. lionking, hast Du Deine Schaltung schon eingegeben?
lionking
Stammgast
#207 erstellt: 01. Sep 2004, 17:07

hast Du Deine Schaltung schon eingegeben?


jap jezz schon

hier gibs die *.asc datei...

ich hab den inamp auch nochmal dazu gemacht... weiss nich ob das auch anders geht...

kommt was ähnliches raus. die kurve fängt nur später an zu steigen....

und für alle die das programm nich haben oder die datei nich öffnen können hier ein
screenshot(superhohe auflösung )

das mit dem spannugsteier werde ich noch ändern...

wie schon vorher gesagt kalibration funzt irgendwie nich richtig...

nee die lautstäerkeregler für aufnahme sind ziehmlich weit unten, da die soundkarte sonst übersteuert, ich guck nochmal was sich machen lässt...
pelmazo
Hat sich gelöscht
#208 erstellt: 01. Sep 2004, 23:22

jap jezz schon

hier gibs die *.asc datei...


Cool! Das flutscht ja!

Nochn paar Tips:

Man kann jeder Leitung einen Namen geben, dann taucht der auch wieder in den Simulationskurven auf. Heißt LabelNet (F4).

Man kann auch kompliziertere Funktionen zeichnen lassen. Der InAmp z.B. ist ja dazu da, die Differenz zwischen den Eingängen um den Faktor 100 zu verstärken. Das kann man auch das Programm ausrechnen lassen, dann erübrigt sich der InAmp. Probier' mal einen Rechts-Klick auf den Signalnamen in der Kurvendarstellung am oberen Rand. Da kannst Du dann eine Formel eintippen.

Man kann da auch einen Cursor einblenden, um bestimmte Kurvenwerte genauer auszumessen.


nee die lautstäerkeregler für aufnahme sind ziehmlich weit unten, da die soundkarte sonst übersteuert, ich guck nochmal was sich machen lässt...


Aha!

Dann hat Die Soundkarte wohl schon analog übersteuert, bevor Du an den digitalen Anschlag gekommen bist. Drum hat auch die Kalibrierung versagt. Regler ganz aufgezogen sollte besser gehen. Das hat auch den Vorteil das es gut reproduzierbar ist, so daß man nicht immer wieder von vorne kalibrieren muß.
zucker
Inventar
#209 erstellt: 03. Sep 2004, 20:59
Hallo,

ein kurzer Zwischenbericht.

Heute hab ich die sym. Variante in Betrieb genommen.
Zur Erinnerung, hier ist nochmal der Plan.
Ich kann schon mal schreiben, daß eine äußerste Stabilität gegeben ist. Bei sehr plötzlichen Eingangsspannungsschwankungen von 0 auf voll ist eine maximale Gleichspannungsschwankung von nur 3mV am Ausgang zu verzeichnen. Die Konstantstromquellen der Diff-Stufe liefern einen gleichmäßigen Strom.

C4 ist weggelassen. Ohne ihn ist in der Lissajousmethode keine Abweichung zu erkennen. Bis 35Khz ist auch bei der 2 Strahl Messung kein Phasenversatz zu sehen.
Ab ca. 36Khz fängt der Versatz an, was ja durch C1 bestimmt ist. Die Kurve ist rauschfrei und aalglatt, ohne Zacken oder Schultern. Beide Seiten der Amplitude gehen exakt gleichmäßig in die Übersteuerung.

Durch C3 mit 22µ und R8 mit 1K sollte eine Stabilität bis 7Hz gegeben sein. Da gibt es noch Probleme. Wahrscheinlich muß C3 doch auf 100µ erhöht werden.

Das Verhältnis von R11 zu R12 muß ggf. verschoben werden, da erst am unteren Schleiferanschlag ein Ruhestrom zustande kommt. Es kann aber gut möglich sein, daß mein Einsatz für den ER mit 2,5K daran schuld ist. Es war kein 2K vorrätig. Mit der Erhöhung auf 2,5K wird die ganze Kette auf 6,1K erhöht.
Zudem hatte ich mir vorgestellt, daß zwischen den Basen von Q2 und Q6 2,8V anliegen müßten - dem ist nicht so, hier stehen nur 1,6V an.

Die Ausgangsleistung beträgt über den Freq.-bereich von 15Hz bis 35Khz konstant 31W an 4R Ohmscher Last, wobei die Ub auf +/- 19,5V sinkt. Die Emitterwiderstände (R1/R2) sind auf 0,27R reduziert.

Was mich noch brennend interesiert:
Wie lassen sich C5 und C7 berechnen.

viele Grüße
zucker
Inventar
#210 erstellt: 04. Sep 2004, 16:38

Zudem hatte ich mir vorgestellt, daß zwischen den Basen von Q2 und Q6 2,8V anliegen müßten - dem ist nicht so, hier stehen nur 1,6V an.


edit: es sind 2,6V, hab mich wohl versehen.
lionking
Stammgast
#211 erstellt: 05. Sep 2004, 17:14
mit der soundkarte muss ich nochmal gucken...

hab nochmal das mit der formel gemnacht...
click 1Hz-100GHz is vielleicht n bissel übertrieben, ich fands nur interessant was da noch passiert...

kannst du damit was anfangen?
pelmazo
Hat sich gelöscht
#212 erstellt: 06. Sep 2004, 23:40

Was mich noch brennend interesiert:
Wie lassen sich C5 und C7 berechnen.


Die werden eher experimentell ermittelt. Sie sollen Schwingneigungen des Ausgangs-Darlington unterdrücken. Womöglich braucht man sie gar nicht. Das hängt von den verwendeten Transistoren und vom Aufbau ab. 220pF scheint mir verhältnismäßig viel zu sein. Du könntest mal ausprobieren, ob Du eine Tendenz zu hochfrequenten Schwingungen bekommst, wenn Du die Werte verringerst.

Wie ist die Sprungantwort des Verstärkers? Wieviel Überschwingen mißt Du?

C3 auf 100µF zu erhöhen ist eine gute Idee. Ich habe anderswo schon geschrieben, daß dieser Kondensator nicht die untere Grenzfrequenz des Verstärkers bestimmen sollte, sondern daß sie durch den Eingangsfilter bestimmt sein sollte. Versuche die durch C3 definierte Eckfrequenz auf etwa 1Hz zu bringen.


kannst du damit was anfangen?


Sieht vernünftig aus. Ab 20MHz würde ich keine Ähnlichkeit mehr mit dem realen Aufbau erwarten. Was darüber passiert ist so stark von parasitären Effekten bestimmt, die in der Simulation nicht auftauchen, daß man mit der Simulation nichts mehr anfangen kann. Der Wert der Simulation kommt erst im Vergleich mit der Realität zur Geltung ;-)

Es wird also interessant sein wieweit man die Messung mit der Simulation in Einklang bringen kann. Ein Schritt in die richtige Richtung wäre z.B. die Simulation mit besseren Transistormodellen auszurüsten. Für die Endtransistoren sind definitiv andere Transistoren nötig. Ich habe mal ein paar Modelle angehängt, die in die Datei standard.bjt reingehören (ok, es sind nicht Deine Transistoren, da habe ich nichts gefunden, aber zumindest was ähnliches):

.MODEL BD136 PNP(IS=2.9537E-13 BF=201.4 NF=1.0 BR=23.765 NR=1.021 ISE=1.8002E-13 NE=1.5 ISC=7.0433E-12 NC=1.38 VAF=137.0 VAR=8.41 IKF=1.0993 IKR=0.10 RB=1.98 RBM=0.01 IRB=0.011 RE=0.1109 RC=0.01 CJE=2.1982E-10 VJE=0.7211 MJE=0.3685 FC=0.5 CJC=6.8291E-11 VJC=0.5499 MJC=0.3668 XCJC=0.5287 XTB=1.4883 EG=1.2343 XTI=3.0 Vceo=45 Icrating=1.5 mfg=Fairchild)
.MODEL BD138 PNP(IS=2.9537E-13 BF=201.4 NF=1.0 BR=23.765 NR=1.021 ISE=1.8002E-13 NE=1.5 ISC=7.0433E-12 NC=1.38 VAF=137.0 VAR=8.41 IKF=1.0993 IKR=0.10 RB=1.98 RBM=0.01 IRB=0.011 RE=0.1109 RC=0.01 CJE=2.1982E-10 VJE=0.7211 MJE=0.3685 FC=0.5 CJC=6.8291E-11 VJC=0.5499 MJC=0.3668 XCJC=0.5287 XTB=1.4883 EG=1.2343 XTI=3.0 Vceo=60 Icrating=1.5 mfg=Fairchild)
.MODEL BD140 PNP(IS=2.9537E-13 BF=201.4 NF=1.0 BR=23.765 NR=1.021 ISE=1.8002E-13 NE=1.5 ISC=7.0433E-12 NC=1.38 VAF=137.0 VAR=8.41 IKF=1.0993 IKR=0.10 RB=1.98 RBM=0.01 IRB=0.011 RE=0.1109 RC=0.01 CJE=2.1982E-10 VJE=0.7211 MJE=0.3685 FC=0.5 CJC=6.8291E-11 VJC=0.5499 MJC=0.3668 XCJC=0.5287 XTB=1.4883 EG=1.2343 XTI=3.0 Vceo=80 Icrating=1.5 mfg=Fairchild)
.MODEL BD135 NPN(IS=2.3985E-13 BF=244.9 NF=1.0 BR=78.11 NR=1.007 ISE=1.0471E-14 NE=1.2 ISC=1.9314E-11 NC=1.45 VAF=98.5 VAR=7.46 IKF=1.1863 IKR=0.1445 RB=2.14 RBM=0.001 IRB=0.031 RE=0.0832 RC=0.01 CJE=2.92702E-10 VJE=0.67412 MJE=0.3300 FC=0.5 CJC=4.8831E-11 VJC=0.5258 MJC=0.3928 XCJC=0.5287 XTB=1.1398 EG=1.2105 XTI=3.0 Vceo=45 Icrating=1.5 mfg=Fairchild)
.MODEL BD137 NPN(IS=2.3985E-13 BF=244.9 NF=1.0 BR=78.11 NR=1.007 ISE=1.0471E-14 NE=1.2 ISC=1.9314E-11 NC=1.45 VAF=98.5 VAR=7.46 IKF=1.1863 IKR=0.1445 RB=2.14 RBM=0.001 IRB=0.031 RE=0.0832 RC=0.01 CJE=2.92702E-10 VJE=0.67412 MJE=0.3300 FC=0.5 CJC=4.8831E-11 VJC=0.5258 MJC=0.3928 XCJC=0.5287 XTB=1.1398 EG=1.2105 XTI=3.0 Vceo=60 Icrating=1.5 mfg=Fairchild)
.MODEL BD139 NPN(IS=2.3985E-13 BF=244.9 NF=1.0 BR=78.11 NR=1.007 ISE=1.0471E-14 NE=1.2 ISC=1.9314E-11 NC=1.45 VAF=98.5 VAR=7.46 IKF=1.1863 IKR=0.1445 RB=2.14 RBM=0.001 IRB=0.031 RE=0.0832 RC=0.01 CJE=2.92702E-10 VJE=0.67412 MJE=0.3300 FC=0.5 CJC=4.8831E-11 VJC=0.5258 MJC=0.3928 XCJC=0.5287 XTB=1.1398 EG=1.2105 XTI=3.0 Vceo=80 Icrating=1.5 mfg=Fairchild)
.MODEL TIP35C NPN(IS=1.84P NF=1 BF=81.5 VAF=161 IKF=8.33 ISE=1.97N NE=2 BR=4 NR=1 VAR=20 IKR=12.5 RE=13.2M RB=53M RC=5.3M XTB=1.5 CJE=801P VJE=.6 MJE=.3 CJC=520P VJC=.22 MJC=.2 TF=54.1N TR=2.08U Vceo=100 Icrating=25 mfg=ST)
.MODEL TIP36C PNP(IS=1.84P NF=1 BF=65 VAF=161 IKF=8.33 ISE=2.47N NE=2 BR=4 NR=1 VAR=20 IKR=12.5 RE=13.2M RB=53M RC=5.3M XTB=1.5 CJE=1.81N VJE=.6 MJE=.3 CJC=1.17N VJC=.22 MJC=.2 TF=54.1N TR=2.08U Vceo=100 Icrating=25 mfg=ST)
.MODEL TIP41C NPN(IS=7.55826e-11 BF=260.542 NF=1.11221 VAF=100 IKF=0.526814 ISE=1e-08 NE=2.18072 BR=26.0542 NR=1.5 VAR=1000 IKR=3.54059 ISC=1e-08 NC=1.63849 RB=4.56157 IRB=0.1 RBM=0.1 RE=0.0162111 RC=0.0810556 XTB=0.1 XTI=1 EG=1.206 CJE=1.93296e-10 VJE=0.4 MJE=0.259503 TF=1e-08 XTF=4.06972 VTF=7.1157 ITF=0.001 CJC=1.09657e-10 VJC=0.730921 MJC=0.23 XCJC=0.803085 FC=0.8 CJS=0 VJS=0.75 MJS=0.5 TR=9.01013e-08 PTF=0 KF=0 AF=1 Vceo=100 Icrating=6 mfg=OnSemi)
.MODEL TIP42C PNP(IS=5.65618e-10 BF=120.073 NF=1.24004 VAF=90.6071 IKF=1.46498 ISE=6.98929e-14 NE=4 BR=2.83268 NR=1.30331 VAR=27.1221 IKR=10 ISC=6.98934e-14 NC=3.78125 RB=4.71382 IRB=0.234602 RBM=0.12691 RE=0.000666374 RC=0.0927424 XTB=3.21145 XTI=1 EG=1.05 CJE=1.93221e-10 VJE=0.4 MJE=0.259369 TF=9.99163e-09 XTF=4.41941 VTF=6.53488 ITF=0.001 CJC=1.0962e-10 VJC=0.731968 MJC=0.23 XCJC=0.799902 FC=0.799995 CJS=0 VJS=0.75 MJS=0.5 TR=1e-07 PTF=0 KF=0 AF=1 Vceo=100 Icrating=6 mfg=OnSemi)
zucker
Inventar
#213 erstellt: 07. Sep 2004, 07:35
Hallo pelmazo,


Die werden eher experimentell ermittelt. Sie sollen Schwingneigungen des Ausgangs-Darlington unterdrücken. Womöglich braucht man sie gar nicht. Das hängt von den verwendeten Transistoren und vom Aufbau ab. 220pF scheint mir verhältnismäßig viel zu sein. Du könntest mal ausprobieren, ob Du eine Tendenz zu hochfrequenten Schwingungen bekommst, wenn Du die Werte verringerst.


Ja, sie sind jetzt entfernt und es gibt keine Änderungen. Bei der ein Diff-stufen Variante gibt es ohne diese C Schwingungen, die zumindest auf dem Oszischirm sichtbar sind.

Eine weitere erhebliche Verbesserung brachte folgendes:
R3/R4 sind vom Mittelpunkt abgeklemmt und alleine zusammen geführt. Dazu kommt ein 10p (experimentell) in Reihe als Gegenkopplung auf die Diff-Stufe. Der R9 ist weiterhin direkt vom Mittelpunkt abgeriffen.

Der Unterschied zum C4 parallel über R9 ist gravierend. Mit C4 von den Treibern kommend, ist aber absolut keine Phasenversetzung mehr zu erkennen. Die Ausgangskurve ist in Dreieck, sowie Sinus ein komplettes Abbild der Eingangskurve.
Die Kurve bleibt über den gesamten Freq.Bereich bis 40Khz stabil. Es gibt keinerlei Verzerrungen, soweit ich das mit dem Oszi sehen kann.

hier ist dazu der Plan.
Die fertige Platine sieht so aus:


Ich habe nun auch mal einen LS anstatt der Lastwiderstände angeschlossen. Es ist eine richtig feine kleine Endstufe, die man als aktives Modul gebrauchen kann.


Wie ist die Sprungantwort des Verstärkers? Wieviel Überschwingen mißt Du?


Hier müßtest Du mir helfen, wie mess ich das.


[Beitrag von zucker am 07. Sep 2004, 07:42 bearbeitet]
lionking
Stammgast
#214 erstellt: 07. Sep 2004, 22:33
da ich letztens gemerkt hab, dass mein netzteil statt 18V doch nur 16.6V liefert, hab ich den amp einfach mal neu dimensioniert.
auch wenns vielleicht unnötig gewesen wäre, war es für mich nochmal nen test ob ich alles verstanden habe...
hier der plan
ich hoffe dass ich alles richtig gemacht habe, es funktioniert jedenfalls.

warum tut man überhaupt noch irgendwo kondensatoren rein? in der simulation siehts doch ganz ohne ganz gut aus...
ok villeicht einen zur schingneigungsverminderung... aber die anderen?
pelmazo
Hat sich gelöscht
#215 erstellt: 09. Sep 2004, 00:15

Die fertige Platine sieht so aus:


Wow! Du hast ja sogar eine Platine geätzt!


Hier müßtest Du mir helfen, wie mess ich das.


Man gibt ein Rechtecksignal auf den Eingang und sieht sich das Ausgangssignal an. Die Flanken des Rechtecks am Eingang sollten sauber und steil sein (Anstiegszeit wenige µs, besser unter 1µs, kein Überschwingen). Am Ausgang wird das Signal evtl. etwas überschießen und vielleicht sogar nachschwingen. Das ist es was mich interessiert: Wie schnell beruhigt sich das Signal am Ausgang? Die Filter am Verstärkereingang sollte man u.U. überbrücken/entfernen.

Noch ein paar Experiment-Vorschläge:

Du hast ja ein Poti für die Offseteinstellung (R17). Überbrücke doch mal C3 (bzw. ersetze ihn durch eine Brücke), stelle den Offset auf null und traktiere dann den Verstärker mit Fön und/oder Kältespray und versuche herauszufinden, wie sehr der Offset am Ausgang "driftet" (Eingang kurzgeschlossen). Besonders interessant dürfte die Temperatur der Transistoren in der Diffstufe sein, finde mal raus wie man da die größten Offsetwerte durch Heizen/Kühlen hinbekommt.

Wie stabil ist der Ruhestrom (Bias-Einstellung) über die Temperatur? Also wieder eine Fön/Kältespray-Orgie Kann man irgendwas verbessern indem man Q4 besser an den Kühlkörper anklemmt? Vielleicht ist es sogar besser, für Q4 einen Transistor zu nehmen, den man an den Kühlkörper schrauben kann.

Wenn Du die Sprungantwort mißt, mach doch gleich auch eine Messung mit einem 1µF-Kondensator (bipolar!) parallel zum Lastwiderstand am Ausgang.

Es wird langsam interessant, findest Du nicht?

Hast Du noch irgendwelche Versuche mit dem Simulator gemacht oder funktioniert das bei Dir überhaupt nicht?


ich hoffe dass ich alles richtig gemacht habe, es funktioniert jedenfalls.


Alles prima


warum tut man überhaupt noch irgendwo kondensatoren rein? in der simulation siehts doch ganz ohne ganz gut aus...
ok villeicht einen zur schingneigungsverminderung... aber die anderen?


Ok, zur Zusammenfassung:

C1 dient dazu, das Verstärkungs-Bandbreite-Produkt des Verstärkers festzulegen. Das ist wichtig für die Vermeidung von Schwingungen und hat einen Einfluß auf die Verzerrungen des Verstärkers in Abhängigkeit von der Frequenz. Das ist wahrscheinlich der wichtigste Kondensator im Verstärker.

Um die Ausgangstransistoren des Verstärkers herum braucht man unter Umständen ebenfalls Kondensatoren, um eine lokale Schwingneigung dort in den Griff zu kriegen. Das wird am ehesten relevant bei 3-stufigen Ausgangsschaltungen (unsere sind bisher 2-stufig).

Ein (dicker) Kondensator in Reihe zu R8 verringert die Verstärkung auf 1 bei Gleichstrom. Damit minimiert man einen Gleichspannungsoffset am Ausgang, weil der dann nämlich nicht mehr verstärkt wird.

Kondensatoren vor dem Eingang (um R10 herum) definieren den Frequenzgang des Verstärkers, hier legt man fest, welche tiefste Frequenz (und ggf. welche höchste Frequenz) der Verstärker ohne Verlust verstärken soll.

Am Ausgang findet man oft noch einen Kondensator und einen Widerstand in Reihe, meist irgendwas in der Nähe von 100nF/10Ohm. Das ist ein Zobel-Glied (oder Boucherot-Glied, hier streiten sich zwei Leute um den Namen). Zobel-Glieder verringern die Neigung von lokalen Schwingungen in den Ausgangstransistoren wenn die Last sich induktiv (wie eine Spule) verhält.

Man tut oft noch einen Kondensator zwischen Kollektor und Emitter von Q4 rein. Q4 muß eigentlich nur den Ruhestrom im Ausgang regeln und das ist ein niederfrequentes Geschäft. Ein Kondensator hält die Sache bei höheren Frequenzen konstant, so daß man nicht von der Reaktionsgeschwindigkeit des Transistors abhängt. Ob man das braucht ist fraglich, schaden tut's aber nichts.

Ein Kondensator parallel zu R4 kann die Ausschaltgeschwindigkeit der Ausgangstransistoren noch ein wenig beschleunigen, weil die in den Treibertransistoren "gespeicherte" Ladung schneller "herausgesaugt" wird. Auch hier ist fraglich ob man das braucht, aber es schadet nichts.
zucker
Inventar
#216 erstellt: 09. Sep 2004, 14:56
Hallo Pelmazo,


Hast Du noch irgendwelche Versuche mit dem Simulator gemacht oder funktioniert das bei Dir überhaupt nicht?


Es geht nicht, ich komm damit nicht klar. Lionking hatte mir zwar Dein Textprogramm fertig zur Verarbeitung gegeben - ich kann es auch laden und als Kurve ansehen - aber mehr auch nicht.
Nun hab ich mir auch ein Programm gekauft.
"E1 - Das interaktive Elektronik - Programm Version 2.0" von www.janson-soft.de
Das geht auch nicht. Anscheinend sind da zwei Programme miteinander vertütelt. Es sieht auch so aus, als könnten damit direkt Layouts erstellt werden. Die Bauteile hängen am Gummiband.
Nur, es will nicht. Er sucht laufend eine exe und meint, ich soll doch alles auf eine Festplatte bringen, ist es ja aber.
Also wenn mir da jemand helfen könnte oder gar selbiges Programm hat, das wär schön.

Zu den andern Sachen meld ich wieder, da muß ich ja echt experimentieren und einen Fön finden.
Nur soviel - Rechteck war meine Vermutung und der Iruhe ist stabil - ohne Fön.


Es wird langsam interessant, findest Du nicht?

Mit so einem Lehrer immer.

viele Grüße - Henry

sollte jemand das Layout brauchen, kann ich es einstellen.
zucker
Inventar
#217 erstellt: 09. Sep 2004, 20:18


Oben ist die Originalkurve(strich), unten die Ausgabe mit Last. Die Prüfspitzen hab ich vornweg noch genau kalibriert.

Mit C ging nicht - muß ich erst einen kaufen.

Die Änderung der Freq. war egal, ob 10Hz oder 50Khz, es sah immer gleich aus.

Die Sache mit dem Fön:

Nunja, zunächst hat man mich verrückt erklärt - ich hab dann die Tür geschlossen.
Der Fön hat 1200W und die Bauteile sind sehr heiß geworden. Der Ruhestrom ging runter, der Offset pendelte zwichen + und - wild hin und her.
Nun war die Wärme auch überall gleichzeitig, da muß man bestimmt gezielter arbeiten. Kältespray war nicht vorhanden.

Eigentlich müßte der Iruhe mit steigender Wärme runter gehen, weil ja der Iruhe T leitender wird.
Auf meinem Bild müßte auch zu erkennen sein, daß der Iruhe T am Kühler ist. Bisher hab ich das auch immer so gemacht.
Im normalen Berieb ist der Iruhe auch stabil, das hab ich kontrolliert.
lionking
Stammgast
#218 erstellt: 09. Sep 2004, 21:17
@pelmazo, danke für deine erklärung!
jetzt müsste ich noch wissen wie man diese kondensatoren dimensioniert...
dazu hatte ich doch auch den inamp gebaut.
lionking
Stammgast
#219 erstellt: 09. Sep 2004, 22:57
ich hab nochmal n bissel mitm simulator rumgespielt, und bien zu folgenden ergebnissen gekommen:
der schwingungsdämpfungskondensator c1=10p
der kondensator in reihe zu r8 sagen wir c2=200-2000uF (höher hab ich nich getestet, bei 200 fing das signal bei 30 hz im minus an und ging dann erst hoch, bei 2000 war es nich mehr so... ich weiss nich ob das wichtig is.

bei höheren werten von c1 wurden die signale bei 30000Hz dreieckförmig...

ich musste das eingengssignal mit 13.7 malnehmen um deckungsgleich mit dem ausgangssignal zu sein, also hat der amp theorethisch eine verstärkung von 13.7 bei 30Hz, sowie bei 30000Hz...

muss c2 also der in serie mit r8 ein bipolarer elko oder ein "normaler" mks oder so sein?

ich glaub ich müsste mal n bissel mehr an der realen schaltung rumbasteln...
pelmazo
Hat sich gelöscht
#220 erstellt: 10. Sep 2004, 00:00

Es geht nicht, ich komm damit nicht klar. Lionking hatte mir zwar Dein Textprogramm fertig zur Verarbeitung gegeben - ich kann es auch laden und als Kurve ansehen - aber mehr auch nicht.


Sogar als Kurve ansehen?! Dann simuliert's ja, dann kann nicht so viel verkehrt sein! Was funktioniert dann eigentlich nicht?


Oben ist die Originalkurve(strich), unten die Ausgabe mit Last.


Sieht vernünftig aus. Kann man in die Flanken mal "reinzoomen"? Ich würde gern erkennen können, welche Anstiegszeit am Ausgang zu sehen ist, und wie der Übergang in die Waagrechte aussieht. Und übrigens: Bei allen solchen Bildern gehört's zur Etikette, wenn man dazuschreibt, welcher Maßstab gilt, also wieviel Volt und wieviele µs pro Teilstrich. Wenn Du einen Teilertastkopf verwendest, mußt Du das natürlich mit berücksichtigen. Bei Einstellung DC ist's manchmal auch interessant, wo der Nullpunkt liegt. Bessere (lies: teurere) Oszis blenden das ins Bild mit ein.


Nunja, zunächst hat man mich verrückt erklärt


Wundert mich daß das erst jetzt passiert ist
Ich dachte Elektronikbastler gelten meistens als etwas - äh - komisch

Das mit dem Fön sollte Dir ein Gefühl dafür geben, was für Effekte durch Temperatur entstehen. Beim Offset ist insbesondere ein Temperaturunterschied zwischen den Diff-Pärchen maßgeblich. Probier das ruhig mal aus (Einen mit Pappe abschirmen während der andere im heißen Wind steht). Mit der Zeit kriegst Du einen guten Eindruck. Dann weißt Du auch warum man die Pärchen gern eng beieinander baut, sozusagen in inniger Umarmung. Es gibt sogar Doppeltransistoren, die sind dafür besonders gut.

Der Iruhe müßte konstant bleiben, auch bei wechselnder Temperatur. Darum ist es nützlich wenn man Q4 thermisch an die Ausgangstransistoren koppelt. Deswegen finde ich es praktisch wenn man den Q4 mit an den Kühlkörper schrauben oder klemmen kann.


ich hab nochmal n bissel mitm simulator rumgespielt


Genau das wollte ich ja

Man kann da prima rumprobieren, ohne den Lötkolben anzuwärmen. Du kriegst so ein Gefühl dafür was Änderungen an den Bauteilwerten bewirken, und man kann Kurven malen lassen die man nur schwer am realen Objekt messen kann.


der kondensator in reihe zu r8 sagen wir c2=200-2000uF (höher hab ich nich getestet, bei 200 fing das signal bei 30 hz im minus an und ging dann erst hoch, bei 2000 war es nich mehr so... ich weiss nich ob das wichtig is.


Ich weiß nicht so recht was Du damit meinst. 200µF sollten schon ok sein, ich bevorzuge so 470µF oder 1000µF. Ich entsinne mich nicht wo, aber ich habe über dieses Thema schonmal hier im Forum was geschrieben, vielleicht findest Du das ja...

Dieser Kondensator ist in der Praxis ein normaler Elko. Er braucht nicht bipolar sein, weil die Spannungen normalerweise im Millivoltbereich liegen und ein normaler Elko das locker auch "rückwärts" verträgt. Kritisch wird's erst zwischen 1 und 2V rückwärts. Vorsichtige Leute schalten Dioden zur Begrenzung parallel.


ich glaub ich müsste mal n bissel mehr an der realen schaltung rumbasteln...


Mich würde vor allem interessieren wie gut man die InAmp-Messung mit der Simulation in Übereinstimmung bringen kann.
zucker
Inventar
#221 erstellt: 10. Sep 2004, 10:18

Sieht vernünftig aus. Kann man in die Flanken mal "reinzoomen"? Ich würde gern erkennen können, welche Anstiegszeit am Ausgang zu sehen ist, und wie der Übergang in die Waagrechte aussieht.


Ich könnte die Anstiegszeit messen, also so, das der Anstieg zu sehen ist - Risetime?


Und übrigens: Bei allen solchen Bildern gehört's zur Etikette, wenn man dazuschreibt, welcher Maßstab gilt, also wieviel Volt und wieviele µs pro Teilstrich.


Ja Chef, ich werde mich bessern .


die Pärchen gern eng beieinander baut, sozusagen in inniger Umarmung


Ob sie sich berühren sollten? Im Moment ist ein Rastermaß Platz dazwischen.

Das Programm macht mich verrückt. Ich sollte lieber den Inamp bauen und an den Oszi schließen. Da meld ich mich nochmal.
lionking
Stammgast
#222 erstellt: 10. Sep 2004, 15:03
das mit der temperaturempfindlichkeit hab ich auch schon bemerkt... ich musste nur einen anfassen, und der gleichspannung am ausgang ging rapide hoch.. so 300mV und bein anderen eben -300mV... venn ich beise angefasst hab konnt ich mit dem jeweiligen druck der fingen den ruhestrom sogar zeitweise auf 0.0mV halten

wie soll man denn die duff-transis aneinander"koppeln"? mit tesa?

mit dem inamp werd ich auch noch mal n bissel messen, mal sehen...
pelmazo
Hat sich gelöscht
#223 erstellt: 11. Sep 2004, 00:35

Ich könnte die Anstiegszeit messen, also so, das der Anstieg zu sehen ist - Risetime?


Ja, aber noch interessanter: Überschwingen (Höhe, Abklingen, Frequenz).


Ob sie sich berühren sollten?


Ja!!! (Aber nicht unsittlich!)

Am besten die flache Seite zueinander und in Kontakt.


das mit der temperaturempfindlichkeit hab ich auch schon bemerkt... ich musste nur einen anfassen, und der gleichspannung am ausgang ging rapide hoch.. so 300mV und bein anderen eben -300mV... venn ich beise angefasst hab konnt ich mit dem jeweiligen druck der fingen den ruhestrom sogar zeitweise auf 0.0mV halten


Sehr gut! Du siehst daran daß die Durchlaßspannung einer Diode - auch der Basis-Emitter-Diode eines Transistors - von der Temperatur abhängt. Bei steigender Temperatur sinkt die Spannung, und zwar um etwa 1,7mV/°C. Wenn Du am Verstärkerausgang zusätzlich 300mV Offset siehst, dann ist der Offset am Eingang 300mV/14 = 21,5mV gewesen (ohne Kondensator in Reihe zu R8). Also muß der Temperaturunterschied zwischen den Transistoren etwa 13°C betragen haben. Wenn der Eine 20°C hatte, dann war der andere bei 33°C. Kann gut hinkommen, oder?
knautschie
Ist häufiger hier
#224 erstellt: 11. Sep 2004, 14:22
wenn die sich berühren sollen, warum nehmt ihr nicht gleich einen op-ic, naeher zusammen werdet ihr die transis nicht bekommen.

es gibt schaltungen die den ic hinten kurzschließen und die stromaufname des ic's zu den treibern schicken - was hat das genau für vor/nachteile?

[edit]
hab mal einen rausgesucht:
http://www-s.ti.com/sc/ds/ina132.pdf


[Beitrag von knautschie am 11. Sep 2004, 15:44 bearbeitet]
zucker
Inventar
#225 erstellt: 11. Sep 2004, 18:25
Hallo knautschi,

für meinen Teil bitte keine IC, ich bin für diskret von vorn bis hinten.

Was Deine Frage betrifft - wenn ich nicht irre, dann nutzt man dabei die entstehenden Betriebsspannungs/strom/schwankungen am OPV bewußt aus, um eben diese dann zur Basisansteuerung der LeistungsT zu gebrauchen. Ich habe auch schon solch einen Amp gebaut, mich aber damit nie tiefer befasst.

viele Grüße

edit:

Ja, aber noch interessanter: Überschwingen (Höhe, Abklingen, Frequenz).


kommt nach, von dem obigen Bild ist leider keine gute Vergößerung möglich.
pelmazo
Hat sich gelöscht
#226 erstellt: 13. Sep 2004, 00:35

wenn die sich berühren sollen, warum nehmt ihr nicht gleich einen op-ic, naeher zusammen werdet ihr die transis nicht bekommen.


Das wird auch manchmal gemacht. OpAmps haben aber leider oft zu wenig Betriebsspannung für einen typischen Audioverstärker. Bevor man dann extra Aufwand für zusätzliche Spannungsversorgungen hat macht man gleich alles diskret.


es gibt schaltungen die den ic hinten kurzschließen und die stromaufname des ic's zu den treibern schicken - was hat das genau für vor/nachteile?


Die von Dir erwähnte Schaltung ermöglicht einen Trick, um um dieses Problem mit der Betriebsspannungsgrenze drumrum zu kommen. Ansonsten ist das ähnlich wie die push-pull Treiberstufe des gespiegelten DiffAmps von zucker. Man braucht einen OpAmp mit einigermaßen konstantem Ruhestrom dafür.
Audio-man
Ist häufiger hier
#227 erstellt: 14. Sep 2004, 22:13
Hi

ihr experimentiert ja mit richtig selbstgeplanten amp's
da würd mich interessieren was mit 14 jahren so gemacht habt
weil bis jetzt bastle ich immer nur mit autoamps
für zuhause rum mit risigen selbstzusammengebastelten netzteil

wenn man spass am basteln hatt
zucker
Inventar
#228 erstellt: 19. Sep 2004, 20:41
Hallo pelmazo,

meinst Du, man kann einen 2SC 3264 bzw. 2SA 1295 mit 10A Ic spitze belasten? Sie sind als max mit 17A angegeben. Die Ub kommt von 2 x 30V~.
Ich hab ihn ca 5min belastet, weiter hab ich mich nicht getraut.
pelmazo
Hat sich gelöscht
#229 erstellt: 19. Sep 2004, 23:05
Beim Strom selber sehe ich noch keine Probleme. Der Treiber darf allerdings nicht zu schwach sein, weil die Stromverstärkung des 2SC3264 schon recht deutlich zurückgeht bei 10A. Siehe Datenblatt. Ich vermute Dein Problem wird eher die Wärmeentwicklung sein, oder? Da müßte ich ein wenig rumrechnen. Welchen Lastwiderstand nimmst Du? Bei 30V/10A muß der ja unter 3 Ohm sein!
zucker
Inventar
#230 erstellt: 20. Sep 2004, 05:33
Hallo pelmazo,

es ist noch nicht fertig, hat aber mit meiner Anfrage im "Ärger mit TO3" zu tun. Diese Art der Schaltung gefällt mir einfach.
Der R Last soll 4 Ohm betragen. Die 2 x 30V sind die eff. U~ des Trafo, also 2 x 42V=.
Ich will mit einer Veränderung des Trafos eine Universalschaltung aufbauen. Es soll dabei also einmal ein Trafo mit 2 x 30V~, 2 x 40V~ und einmal mit 2 x 50V~ zum Einsatz kommen können. Außerdem soll eine Brückung möglich sein.
Die Platinen sollen sich nur durch die Bestückungswerte unterscheiden und die End-T dann eben einfach (2 x 30V~ Trafo) bis eben hin zur nötigen Anzahl von parallelen End-T.
Die 10A Ic sind als Kollektorspitzenstrom zu sehen. Wenn es haölt zuviel ist, muß ich auf 8A begrenzen. Das soll dann entweder mittels interner Schutzschaltung geschehen oder mit Ub Reduzierung der Vorstufe.

Rein rechnerisch kommen die 9,82A Ic spitze bei 192W und 27,77V eff~ Ua an 4R Last zustande. Die Emitterwiderstände der Laststufe haben 0,22R.
Das würde so ganz gut gehen, da mit einem RKT 500 230 2 Stufen angetrieben werden könnten. Es müßten zwar 550W vom Trafo kommen aber es dürfte funktionieren.

Als Treiber bzw. Darlingtontreiber oder besser 1. Verbundtranssitor sind die BD 243/244 eingesetzt.
pelmazo
Hat sich gelöscht
#231 erstellt: 20. Sep 2004, 16:18
Das heißt die Kollektoren der Ausgangstransistoren gehen zur Last. In diesem Fall würde ich die Emitterwiderstände deutlich niederohmiger auslegen. Ihr zweck ist ja lediglich, für einen Stromausgleich zwischen mehreren parallel geschalteten Ausgangstransistoren zu erreichen. Dafür brauchen an den Emitterwiderständen nicht mehr als 100mV abzufallen. Bei 10A Spitzenstrom kommst Du also mit 10mOhm aus, was nur 1 Watt verheizt. Obacht: bei solch niedrigen Widerstandswerten kann man den Einfluß der Verdrahtung bzw. den Widerstand der Leiterbahnen nicht mehr unbedingt vernachlässigen.

Eins Schutzschaltung würde ich auf alle Fälle vorsehen, die Transistoren sind teuer genug. Die sollte nicht nur den Strom, sondern auch die Verlustleistung begrenzen. Das gilt besonders, weil Du auch höhere Spannungen vorhast, und da wird ja bei gegebenem Strom auch die Verlustleistung größer.

Bei Deinem Designbeispiel würde in erster Näherung bei Ub = 40V (nach Siebung, 42V gibt's nur bei Leerlauf) und 192W Ausgangsleistung eine Verlustleistung von 7A*40V - 192W = 88W raus. Allerdings ist zu bedenken, daß die maximale Verlustleistung der Ausgangstransistoren nicht bei der maximalen Sinus-Ausgangsspannung auftritt, sondern bei etwa 70% der maximalen Sinus-Ausgangsspannung, also bei etwa 19V eff., wo wir bei etwa 100W Verlustleistung sind. Das sollte keine Probleme machen.

Wenn Du mit 2*50V-Trafo arbeitest, dann müßte man schon mit 65V Vb rechnen. Bei 4 Ohm Last wären da an die 45V eff erreichbar, also 500W Ausgangsleistung. Es wären dann etwa 265W Verlustleistung bei 70% Signal zu verheizen. Das würde zwar theoretisch laut Datenblatt gehen, aber nur bei hohem Aufwand für die Kühlung. Zwei Transistoren pro Seite wären hier schon sehr ratsam, auch weil die Spitzenströme nochmal höher sind.

Bei 10A hat ein 2SC3264 noch mindestens eine Stromverstärkung von 25, braucht also höchstens 400mA Basisstrom. Das ist ein leichtes Spiel für einen BD243, der sich hier gerade wohlfühlt, und mindestens mit Faktor 30 verstärkt. Sein Basisstrom liegt also unter 13mA. Da würde ich daran denken, zweistufig zu arbeiten, zumal dies der Worst-Case ist. Typischerweise dürften die Verstärkungen eher bei 35/150 liegen, was einen Treiberstrom von nur noch 2mA ergibt.

Die Lage bei 65V und zwei Transistoren pro Seite sieht auch nicht schlecht aus: Da hat's jeder Ausgangstransistor nur noch mit höchsten 6A zu tun, und da ist die minimale Verstärkung noch bei 35, was beim BD243 sogar nur 350mA erfordert. Aber Vorsicht: Der BD243C verträgt nur 100V, zur Sicherheit müßtest Du auf was Ähnliches mit mindestens 130V umsteigen.

Ich würde also sagen: Die kleinste und größte Konfiguration ist ziemlich klar: Einmal ein Transistorpärchen, einmal zwei Transistorpärchen, nur zweistufige Schaltung nötig, Ruhestrom in der Spannungsverstärkerstufe bei 15mA. Die mittlere Variante ist weniger klar: Da kann man's mit einem Transistorpärchen versuchen, die aber sehr gut gekühlt werden sollten, man braucht dann aber eine dreistufige Ausgangsschaltung, weil sonst die Stromverstärkung knapp ist. Die Variante mit zwei Transistorpärchen bietet klar die besseren Reserven. Da käme es auf ein paar Experimente an, wie's mit der Thermik hinhaut.

Das sind so meine ersten überschlägigen Gedanken, ich übernehm aber keine Garantie
zucker
Inventar
#232 erstellt: 20. Sep 2004, 19:38
Hallo pelmazo,


ich übernehm aber keine Garantie


der ist gut, hätte ich aber keinesfalls in Erwäägung gezogen

hier ist mal der vorläufige Plan. So hatte ich es mir vorgestellt. Die reine Endstufe ist getestet ("Ärger mit TO3). Sie ist im Moment mit je 3MJ15024/15025 aufgebaut.
Die "nur" 162W stehen, weil die Vorstufe eine extra Stromversorgung mit je 37V hat. Die Schutzschaltung ist, wie geschrieben, noch nicht dabei, kommt aber noch.

Die ER werd ich versuchen, auf 0,1R zu senken.

Für die Treiber gibt es die BD 243/244 auch als F, allerdings weiß ich noch nicht woher.
Mir macht eigentlich noch der BC 639/640 Sorgen, den gibt es nur bis 100V Uceo. Möglicherweise kann auch hier der 2N5551/5401 zum Einsatz kommen. Er ist auch bei den T in der Vorstufe vorgesehen und hier nicht als Typ eingezeichnet.

Ich hab die Schaltung auch mit normalem End-T Ensatz, also NPN oben, PNP unten vorbereitet.

Ptot - da kann ich nicht so ganz folgen.
Für Ptot eines End-T bei je einem End-T bin ich auf folgendes gekommen:

Ril ist mit 0,44R bedacht, weil ja 0,22R im Emitterkreis und 0,22R im Kollektorkreis liegen. RL ist 4R.
Ub ist mit 2 x 40V angenommen.
m ist der Aussteuerfaktor.

m = (pi/4) x (RL/(RiL + RL))
m = 0,7065

In Anlehnung an
P~(ca. 192W) / P=(ca. 270W) = 0,71 und
m = (2/pi) x (RL+RiL)/RL)) würde ich das mal so ansehen.
m = 0,71

Ptot = (m/4) x (Ub²/(Ril + RL)) x (((1/pi)-(m/4)x(RL/(RiL+RL)))
Ptot = 0,1775 x 1441,44 x 0,1269
Ptot = ~32,5W für einen End-T

Für Ril nur 0,22R, käme dann:
Ptot = 0,1775 x 1516,59 x 0,1503
Ptot = ~40,5W

Nach einer anderen Formel tut es sich so:
Ptot = ((UbxIruhe)/4) + ((Ub²)/(4xpi²x(RiL+RL)))
Iruhe ist 100mA
Ptot = 2 + 38,5 = ~40,5W für einen End-T

Wo holst Du jetzt die 88W Ptot für einen End-T her?
Ich will es ja gerne glauben aber meine Formeln sagen etwas anderes. Hab ich einen Rechenfehler dabei?

viele Grüße und vielen Dank, für Deine Mühen
pelmazo
Hat sich gelöscht
#233 erstellt: 21. Sep 2004, 00:31

Wo holst Du jetzt die 88W Ptot für einen End-T her?


Das ist ein Mißverständnis. Die 88W (wie auch die anderen Verlustleistungswerte) waren für alle Ausgangstransistoren zusammen. Das paßt also in etwa zu Deiner Rechnung. Die habe ich jetzt aus Faulheit nicht nachgesehen. Meine Rechnung beruht darauf daß der Strom durch die Last dem Strom aus der Stromversorgung entspricht, wobei je die Hälfte aus der positiven und der negativen Versorgung bezogen wird (Zeitliches Mittel, also positive und negative Halbwelle jeweils eine Hälfte der Zeit). Wir haben schließlich Klasse B-Betrieb, da habe ich einfach den Ruhestrom frech vernachlässigt. Die Versorgung ist Gleichspannung, da habe ich also den Effektivwert gleich dem Nennwert veranschlagt (also den Ripple auch frech vernachlässigt). Schließlich habe ich angesetzt, daß die Leistung aus der Versorgung, die nicht in der Last ankommt, in den Ausgangstransistoren verheizt wird.

Die Leistung aus der Versorgung ergibt sich also aus dem effektiven Laststrom mal der Versorgungsspannung (einfach). Ziehe die Leistung in der Last ab und Du hast die Verlustleistung in der Gesamtheit der Ausgangstransistoren. Bei Gleichverteilung also die Hälfte in jedem Transistor (oder ein Viertel oder...).

Die Art der Rechnung schien mir die einfachste zu sein. Sorry wenn ich Dich überfahren habe.


Die ER werd ich versuchen, auf 0,1R zu senken.


Ich schrieb 10mOhm, also wenn Du welche besorgen kannst, kannst Du auch noch weiter runtergehen als 0,1R.

Wenn Du wirklich 3 Pärchen Ausgangstransistoren verbaust, kannst Du sogar noch mehr Gas geben. Sinus-Ausgangsleistungen von 700-800W sollten mit den Japanern machbar sein. Dazu wären aber noch höhere Versorgungsspannungen nötig. Das geht dann schon als "Bolide" durch. Gut für ne "druckvolle" Partyraumbeschallung


Mir macht eigentlich noch der BC 639/640 Sorgen, den gibt es nur bis 100V Uceo. Möglicherweise kann auch hier der 2N5551/5401 zum Einsatz kommen. Er ist auch bei den T in der Vorstufe vorgesehen und hier nicht als Typ eingezeichnet.


Im Interesse einer stabilen Ruhestromeinstellung sollten die eigentlich mit auf den Kühlkörper. Dazu ist die Bauform leider nicht besonders gut geeignet. Irgendwas Schraub- oder Klemmbares wäre besser. Ich wollte nochmal darauf hinweisen daß bei genügender Stromverstärkung das Pärchen BC639/640 vielleicht ganz überflüssig ist und eine zweistufige Lösung in Frage kommt. Wenn Du anstelle der BD243/BD244 sowieso höhere Spannungen brauchst, dann kann man vielleicht was Passendes finden, was beides erfüllt. Wie wär's z.B mit dem Fairchild KSC2073/KSA940 bzw. KSD401/KSB546? Das sind Kopien der Japaner 2SC2073/2SA940 usw.
zucker
Inventar
#234 erstellt: 21. Sep 2004, 11:23
Hallo,


Das ist ein Mißverständnis. Die 88W (wie auch die anderen Verlustleistungswerte) waren für alle Ausgangstransistoren zusammen. Das paßt also in etwa zu Deiner Rechnung.

puh, ich war schon fix und alle.


Ich schrieb 10mOhm

Das hatte ich schon gelesen, wollte es aber nicht glauben. In so kleinen Dimensionen kenn ich das nicht. Es wird da wohl Konstantan Draht gut sein.


Sinus-Ausgangsleistungen von 700-800W sollten mit den Japanern machbar sein.

Das ist schon klar, nur soll es erstmal etwas kleiner sein. Zudem wollte ich eigentlich mit 4R brücken, deshalb auch die Parallelen. Außerdem soll die Kühlfläche so gering wie möglich sein, da alles in ein 2HE 19" Gehäuse soll, mit Lüfter.
Und ganz außerdem - Du ahnst ja noch gar nicht, was noch alles auf Dich zukommt :D.
Von Mosfet hab ich noch nicht so viel Ahnung und da soll auch eine kommen.

Die Treiber werden mit auf den Kühler kommen und wenn es geklebt sein muß. Ob man die BC 639/640 weglassen kann, wird versucht. Allerdings muß dann der Iruhe T neu berechnet werden, weil die Spannung höher wird. Im Moment reichen ca 1,4V aus, weil nur ca. 0,6V für je einen 639/640 gebraucht werden.
Die Fairchild kenn ich nicht, werde sie aber mal anschauen. Das Problem ist eigentlich immer der Kauf. Im Bastelladen gibt es meist soetwas nicht und die großen Firmen beliefern nur Unternehmen.

Jetzt geht es erstmal an die Platine. Sie soll 250mm x 70mm werden, wobei von den 70mm schon 30mm für die MJ abgehen werden. Die MJ müssen ja durch den Winkel am Kühler.
Der gute @Micha D hatte mir freundlicherweise einen Kühltunnel überlassen, der aus 4 gleichen Teilen besteht. Es ist einer oder Der von Fischer. Ein Teil davon ist auf dem Bild im "Ärger mit TO3"
Bei den 2SA/SC wird es anders, die kommen direkt auf den Kühler. Da kann man dann auch der Höhe wegen besser aussuchen.
Das ist eigentlich auch der Grund für die SA/SC.
SMD fällt aber aus, die Dinger seh ich einfach nicht.

Lüftersteuerung, interne Schutzschaltung und Einschaltverzögerung müssen auch noch mit drauf. Die Spule am Ausgang ist erstmal nur prophylaktisch vorgesehen - man weiß ja nie.

viele Grüße
pelmazo
Hat sich gelöscht
#235 erstellt: 21. Sep 2004, 22:47

Das hatte ich schon gelesen, wollte es aber nicht glauben. In so kleinen Dimensionen kenn ich das nicht. Es wird da wohl Konstantan Draht gut sein.


Es gibt auch fertige Widerstände in der Größenordnung. Viel Watt braucht der ja nicht zu haben. Aber wie gesagt, man kann auch dran denken das als Mäander auf der Platine zu lösen, wenn man gute Konstanz in der Platinenproduktion hat (oder mit dem Zahnarztbohrer nachtunen will)


Und ganz außerdem - Du ahnst ja noch gar nicht, was noch alles auf Dich zukommt


Weia!


Allerdings muß dann der Iruhe T neu berechnet werden, weil die Spannung höher wird. Im Moment reichen ca 1,4V aus, weil nur ca. 0,6V für je einen 639/640 gebraucht werden.


Nein, es war eher so gemeint daß T12 und T13 wegfallen und die Rolle von T10 und T11 von den dickeren Treibern übernommen wird. Die Spannung am Gummizener bleibt dann etwa gleich.


Die Fairchild kenn ich nicht, werde sie aber mal anschauen. Das Problem ist eigentlich immer der Kauf. Im Bastelladen gibt es meist soetwas nicht und die großen Firmen beliefern nur Unternehmen.


Stimmt schon, aber es gibt eine ganze Reihe von Lieferanten mit einem brauchbaren Angebot an Transistoren. Ich habe z.B. bei elpro gute Erfahrungen gemacht. Vernünftige Preise und breites Programm.
zucker
Inventar
#236 erstellt: 22. Sep 2004, 11:51

Nein, es war eher so gemeint daß T12 und T13 wegfallen und die Rolle von T10 und T11 von den dickeren Treibern übernommen wird. Die Spannung am Gummizener bleibt dann etwa gleich.


Achso, das ist natürlich auch eine Variante. Das bringt sogar noch eine weiter Möglichkeit. Man kann doch auch Volldarlington nehmen. Ich hab sogar noch je 5 Stück BDV 66/67 D. Die würden sich auch 1a befestigen lassen und bei einem hfe von 1000, braucht es doch eigentlich nur ca 15mA IB.
pelmazo
Hat sich gelöscht
#237 erstellt: 23. Sep 2004, 01:11

Man kann doch auch Volldarlington nehmen.


Geht auch. Bei integrierten Darlingtons gefällt mir aber nicht, daß man an die Verbindung von Emitter des ersten zur Basis des zweiten Transistors nicht drankommt. Da würde ich öfters gern was anschließen, z.B einen Widerstand. Da es das nicht gibt muß man hoffen daß die eingebauten Widerstände dem entsprechen, was man gern hätte. Lieber baue ich mir meine eigenen Darlingtons, da habe ich die volle Kontrolle.

Wenn die mal einen Darlington mit 4 Anschlüssen bauen würden, das wäre was...
zucker
Inventar
#238 erstellt: 23. Sep 2004, 10:52
Gut, überredet, es bleibt bei den zusammengesetzten.

Die Re:
Es gibt o,5mm² Konstantan bei Conrad. Sie schreiben, 2,5R pro m.
Der Spezifische ist laut Tabelle 0,5R pro m bei 1mm².
Was stimmt denn da?

Wenn er bei 0,5mm² 2,5R pro m hätte, kann man ja für o,o1R einfach 4mm abschneiden. Besser wären vielleicht sogar 2 x 8mm parallel. Dann passt der Strom besser durch.

Ob man es so machen kann?
pelmazo
Hat sich gelöscht
#239 erstellt: 23. Sep 2004, 13:40

Was stimmt denn da?


In meinem Conrad-Katalog steht 0,5mm ø, nicht 0,5mm². Aus der Formel für die Kreisfläche A = pi * r² ergibt sich 0,2mm². Bei 0,5Ohm/m bei 1mm² ergibt sich tatsächlich 2,5Ohm/m bei 0,2mm².


Ob man es so machen kann?


Im Prinzip ja. Es ist aber wichtig, die Verlustleistung im Auge zu behalten. Ein paar mm Draht können nicht viel Leistung verheizen bevor sie sich selber auslöten. Vielleicht brauchst Du sogar 5x20mm. Konstantan ist sowieso nicht so gut lötbar, vielleicht ist das ja beim Draht von Conrad irgendwie besser (Oberflächenbehandlung).

Ich habe aber auch einen 0,01Ohm Widerstand bei Conrad gesehen: 416703-77. Hat aber 4W, da könnte man 20A durchpumpen. Keine Ahnung warum's das nicht auch in kleinerer Form und billiger gibt. 1W würde locker reichen.

Nur damit wir uns nicht mißverstehen: Größere Widerstandswerte sind kein Problem, sie tragen bloß nicht mehr viel zum Stromausgleich zwischen den Transistoren bei und verheizen mehr Leistung. Ein 0,1Ohm Widerstand muß bei 7A mittlerem Strom schon 5W verkraften. Du bestimmst was Dir wichtiger ist.


[Beitrag von pelmazo am 23. Sep 2004, 13:42 bearbeitet]
zucker
Inventar
#240 erstellt: 23. Sep 2004, 13:58
Oh, das da 0,5mm steht, hab ich überlesen.

416703-12 steht bei mir für die R, es sind aber bestimmt die selben. Es hat da noch mehr Werte. Diese R sind mir noch nie aufgefallen.

Ok, ich werde es mit 2 Werten versuchen, einmal mit 100mR und einmal mit 10mR. Wenn es mit 10mR funktioniert, kommen diese dann auch tatsächlich zum Einsatz.

Eine andere Frage:

Ist es egal, ob die Diffstufen T des positiven Zweiges 20cm von denen des negativen Zwieges entfernt sind? Ich komm sonst mit der Platine in Schwierigkeiten. Im Moment sind die inv. und nichtinv. Basen in etwa 20cm voneinander entfernt. Die Leiterzugbreite kann 1mm betragen, dafür ist Platz.
pelmazo
Hat sich gelöscht
#241 erstellt: 24. Sep 2004, 00:41

Ist es egal, ob die Diffstufen T des positiven Zweiges 20cm von denen des negativen Zwieges entfernt sind? Ich komm sonst mit der Platine in Schwierigkeiten. Im Moment sind die inv. und nichtinv. Basen in etwa 20cm voneinander entfernt. Die Leiterzugbreite kann 1mm betragen, dafür ist Platz.


Sollte kein Problem sein. Das Layout sollte einigermaßen symmetrisch sein, denke ich. Ansonsten: Solange die beiden Transistoren eines DiffAmp miteinander schmusen bin ich zufrieden
zucker
Inventar
#242 erstellt: 28. Sep 2004, 19:46
Hallo,

Beim Testlauf hat es allem Anschein nach Probleme mit der Kühlung gegeben. Der Aufbau ist mit nur je einem End-T.
Je 1 2SA/2SC > Silikonfolie > Kühlwinkel (Alu, 40 x 30 x 5 mm) > Kühler ( Al-sw elox 200B x 40T x 75H, - keine SK Bezeichnung)
Je ein Japaner mit Verbund-T, Treiber und I-ruhe T auf einem Winkel. Beide Winkel am Kühler rechts und linksbündig befestigt.
Die Japaner sind mit Silikonfolie (beidseitig WLP) isoliert. Die Strombegrenzung schlägt bei ca. 10A zu.
Nach etwa 15min Dauersinusversuch an 4 R Last hat es beide gerissen, nur die End-T.
Ich vermute, die Silokonfolie hat einen zu großen Übergangswiderstand. Der Kühler hatte nur 76°, die T Gehäuse über 100°.
Kommt es besser, wenn die T dirket auf die Winkel kommen und die Folie zwischen Winkel und Kühler oder doch lieber je 2 End-T?

viele Grüße
pelmazo
Hat sich gelöscht
#243 erstellt: 28. Sep 2004, 22:42
Im Prinzip kann man das alles ausrechnen. Das geht so:

Der Transistor ist spezifiziert mit 200W bei Tc=25° und Tj=150°. Vom Chip zum Gehäuse (und da ist die metallene Rückseite gemeint) hat er also 0,625°/W Wärmewiderstand. Den Wärmewiderstand der Silikonfolie ist vermutlich über den Hersteller herauszubekommen. Ich würde mal 1,5°/W annehmen. Dann hat schließlich der Kühlkörper selber einen Wärmewiderstand.

Wenn Du also wissen willst, wie warm der Chip im Transistor ist, dann kannst Du die Temperatur Tk am Kühlkörper möglichst nahe am Transistor messen, und zusammen mit der momentan verbratenen Leistung im Transistor P ergibt sich die Temperatur des Chips Tj zu Tj = Tk + (0,625°/W + 1,5°/W) * P

Der Chip darf nicht über 150° heiß werden, ich würde sicherheitshalber nur auf 120° gehen.
Zweck0r
Moderator
#244 erstellt: 29. Sep 2004, 01:57
Hi,

haben die guten alten Glimmerscheibchen nicht einen wesentlich niedrigeren Wärmewiderstand als Silikonfolie ? Das wäre doch noch eine Alternative.

Grüße,

Zweck
zucker
Inventar
#245 erstellt: 29. Sep 2004, 04:12
Hallo,

Die Berechnung für den Wärmewiderstand und den Kühler ist mir schon bekannt. Danach liegt die Ptot eines T bei etwa 50W. Der kühler ist an sich ausreichend. Meine Frage ging mehr in die Richtung Silikon > Glimmer oder eben Silikon zwischen Winkel und Kühler. Die Glimmer gibt es aber nicht für die Japaner, zumindest hab ich sie noch niergens gefunden. Vielleicht kann man ja 2 vom TOP 3 Gehäuse nehmen und zuschneiden. Dann wird es aber eine Überlappung geben.
pelmazo
Hat sich gelöscht
#246 erstellt: 30. Sep 2004, 00:15
Überlappung bei Glimmer ist unbedingt zu vermeiden. Das macht den Abstand doppelt so groß und erfordert mehr Paste. Das Ergebnis dürfte einen ziemlich hohen Wärmewiderstand haben.

Egal ob mit Silikonpads oder Glimmer, die Dicke spielt eine wesentliche Rolle. So dünn wie möglich ist wichtig, auf die Durchschlagsfestigkeit kommt's hier ja wohl nicht an. Bei Glimmer ist Paste nötig, weil die Oberfläche von Glimmer rauh ist. Silikonpads sind meist so beschaffen daß sie Rauhheit ausgleichen und kommen folglich ohne Schmiere aus. Glimmer hat nicht unbedingt als Material den niedrigsten Wärmewiderstand, man kann es aber sehr dünn machen (z.B. 0,15mm bei Silikon, 0,05mm bei Glimmer). Was schlußendlich das Beste ist kann man leider nicht pauschal sagen.

Man kann sich auch überlegen ob man die Transistoren direkt auf den Kühlkörper schraubt und diesen dann isoliert montiert. Das dürfte heißen daß Du zwei separate Kühlkörper brauchst, für die positive und die negative Seite. Je nach Mechanik kann das aber sinnvoll sein, es lassen sich so die besten Wärmeleiteigenschaften erzielen. Wenn man einen Stereoverstärker mit gemeinsamer Spannungsversorgung baut, dessen Endtransistoren mit dem Kollektor an der Versorgung hängen, dann kann man die Transis der linken und rechten Seite jeweils auf den gleichen Kühlkörper montieren, weil der Kollektor normalerweise mit dem Kühlkörper verbunden ist.

Schließlich: Es ist auch entscheidend daß man die Montage selber gut ausführt. TO220-Gehäuse haben z.B. mit ihrem einzelnen Loch das Problem daß sie evtl. geringfügig aufgebogen werden und die dem Chip am nächsten liegende Stelle leicht vom Kühlkörper abgehoben ist. Das kann auch durch thermische Spannungen passieren. Man muß also mitdenken bei der Montage und überlegen, in welche Richtung sich Materialien thermisch ausdehnen und vielleicht den Kontakt zwischen Transistor und Kühlkörper beeinflussen können. TO3 ist in dieser Hinsicht wegen der zwei Löcher recht gut, aber auch das Gehäuse der 2SC3264 ist gut geeignet.

Es gibt von OnSemi eine AppNote mit guten Informationen zum Thema: AN1040. Technische Informationen zu Kühlkörpern und Zubehör gibt's bei z.B. Fischer Elektronik oder Thermalloy.
zucker
Inventar
#247 erstellt: 30. Sep 2004, 09:06

Überlappung bei Glimmer ist unbedingt zu vermeiden.

Ich habe versucht es so zu schneiden, daß beide Scheiben direkt aneinander lagen. Es ist leider ungenau und verrutscht beim auflegen des T fällt deshalb aus.


0,15mm bei Silikon

Die Stärke könnte stimmen aber rauh fühlt es sich schon an. Es gibt auch keine Herstellerangaben. Die Folie ist von Conrad.


Man kann sich auch überlegen ob man die Transistoren direkt auf den Kühlkörper schraubt und diesen dann isoliert montiert. Das dürfte heißen daß Du zwei separate Kühlkörper brauchst,

So wird es wohl werden. Allerdings dann auch nur ein T pro Kühler (bzw 2 oder 3 bei mehr Leistung) und dann den Kühler isoliert im Gehäuse aufgeschraubt. Damit ist die Folie und der AL-Winkel weg. Zudem kommt noch eine Platzersparnis von 30mm dazu. Diese wird zwar vom 2. Kühler verbraucht, jedoch wird es nach dieser Maßnahme sicher gut gekühlt sein. Dafür nehm ich dann halt die SK194 mit 50mm Höhe. Die sind leicht zu beschaffen. Bei Fischer bekomm ich nichts direkt.

Von beiden Kanälen je einen Zweig geht so nicht, da ja bei dieser Schaltungsart der Emitter Widerstände bekommt und an Ub liegt.
Für die 2. Schaltungsart mit den C an den Ub geht es dann.


TO220-Gehäuse haben z.B. mit ihrem einzelnen Loch das Problem daß sie evtl. geringfügig aufgebogen werden und die dem Chip am nächsten liegende Stelle leicht vom Kühlkörper abgehoben ist.

Daran hab ich noch nie gedacht. Möglicherweise tut sich für die Darlingtontreiber ein eigenes kleines Kühlerchen gut. Sie werden nicht so heiß. Das kann ich mal versuchen.

So denn, wir werden sehen, gut Ding will Weile haben.
Danke
pelmazo
Hat sich gelöscht
#248 erstellt: 30. Sep 2004, 18:18

Dafür nehm ich dann halt die SK194 mit 50mm Höhe.


Ok, mal rechnen:
Wärmewiderstand des Transistors: 0,625°/W
Kühlkörper bei freier aufrechter Montage: 1,5°/W (lt. Fischer)
Übergang vom Transistor zum KK (Schmiere): 0,15°/W (geschätzt)
Zusammen: 2,275°/W

Bei einer angenommenen Umgebungstemperatur von 50° (so warm wird's leicht in einem Amp) und einer maximalen Chiptemperatur von 120° (zur Sicherheit 30° unter Maximum) kommen wir auf eine maximale Verlustleistung eines Transistors von gut 30W.

Bei 44W erreicht der Chip seine Maximaltemperatur von 150°. Für einen Transistor ist Dein Aufbau also gerade mal so ok. Für zwei oder mehr Transistoren reicht der KK nicht mehr. Da müßte man Zwangskühlen (Miefquirl).


Von beiden Kanälen je einen Zweig geht so nicht, da ja bei dieser Schaltungsart der Emitter Widerstände bekommt und an Ub liegt.
Für die 2. Schaltungsart mit den C an den Ub geht es dann.


Genau. Das ist ein gewisser Vorteil der "konventionellen" Darlington-Schaltung.
zucker
Inventar
#249 erstellt: 30. Sep 2004, 20:03

Dafür nehm ich dann halt die SK194 mit 50mm Höhe


Tschuldigung, ich meinte den SK 199. Bei den vielen Zahlen wird man wirr. Den gibt es bei Reichelt. Er hat 0,9K/W bei 50mm Höhe und 0,7K/W bei 75mm Höhe. der 75 ist aber nicht bei Reichelt gelistet. Der 50mm steht bei Reichelt auf der Seite 259 und ist als V7495E deklariert.
Ein Lüfter pro Seite ist vorgesehen, mit Temp.-gesteuerter Drehzahlregelung. Das funktioniert ganz gut, da man die Temp. einstellen kann. Es ist über einen Komparator realisiert. Bei den bisherigen Endstufen läuft er ab 40C° an, da hört man keinen Lüfter mehr.
Hier hab ich mal eine Berechnung dazu gemacht. Ich hoffe es ist verständlich und stimmt.

Für 2 Endstufen hab ich noch die 4 Teile des Kühltunnels. Er ist auch von Fischer. D8, LA 1 07, 254mmm. Ich hab 4 Teile daraus gemacht, der eine war im "Ärger mit TO 3" zu sehen. Er ist für die TO 3 Gehäuse vorgesehen.

Mir kam da aber noch eine Idee.
Wenn ich die Last von den Kollektoren abnehme und die Emitterwiderstände zur Ub gehen, braucht es doch eigentlich keinen R zwischen den C`s zum Ausgang. Defacto könnte man ja eigentlich die T direkt auf den Kühler schrauben und ihn isoliert aufschrauben. Dann wär der Kühler mit dem Ausgangssignal beaufschlagt.
Wenn aber kein Kollektorwiderstand mehr da ist, hab ich keinen U-Abfall mehr für die interne Schutzschaltung.

Eine Schutzschaltungsvariante vom Ausgang nach Masse hätte ich da. Dann kann vielleicht die Interne entfallen. Das muß nochmal überlegt werden.


Genau. Das ist ein gewisser Vorteil der "konventionellen" Darlington-Schaltung.

Jo, ich möchte aber beide Varianten aufbauen.
pelmazo
Hat sich gelöscht
#250 erstellt: 01. Okt 2004, 11:23

Für 2 Endstufen hab ich noch die 4 Teile des Kühltunnels. Er ist auch von Fischer. D8, LA 1 07, 254mmm. Ich hab 4 Teile daraus gemacht, der eine war im "Ärger mit TO 3" zu sehen. Er ist für die TO 3 Gehäuse vorgesehen.


Das ist aber ein edles Teil. Wäre schade den auseinanderzudividieren. Wenn ich mich nicht irre kann man die 4 Segmente sowieso isoliert voneinander montieren, was für Deine Zwecke ideal ist. 4 getrennte Segmente, das reicht für eine Stereoendstufe (je 1 Segment high-side links, low-side links, high-side rechts, low-side rechts). Und mit dem vorgesehenen Lüfter kann man über 1000W verheizen.


Mir kam da aber noch eine Idee.
Wenn ich die Last von den Kollektoren abnehme und die Emitterwiderstände zur Ub gehen, braucht es doch eigentlich keinen R zwischen den C`s zum Ausgang. Defacto könnte man ja eigentlich die T direkt auf den Kühler schrauben und ihn isoliert aufschrauben. Dann wär der Kühler mit dem Ausgangssignal beaufschlagt.
Wenn aber kein Kollektorwiderstand mehr da ist, hab ich keinen U-Abfall mehr für die interne Schutzschaltung.


Exzellente Idee!

Du hast völlig recht. Bei der Schutzschaltung muß man dann etwas kreativ sein, weil man die Steuerspannung von den Emitterwiderständen abnehmen muß. Deine Variante mißt wahrscheinlich nicht den Strom, sondern den Gleichspannungsanteil am Ausgang. Schutzschaltungen gibt es viele, abhängig davon was man wovor schützen will.

Ein weiteres Problem ist dabei die Ruhestromeinstellung. Ohne Kollektorwiderstand (der für den Treibertransistor ja ein Emitterwiderstand ist) fällt die Stromgegenkopplung weg, was die Ruhestromeinstellung ausgesprochen empfindlich macht. Allerdings hängt der Ruhestrom nicht mehr von der Temperatur der Ausgangstransistoren ab, sondern nur von der der Treibertransistoren. Es ist daher in diesem Fall sinnvoll, die Treibertransistoren zusammen mit dem Gummizener auf ihren eigenen (kleinen) Kühlkörper zu montieren. Ob man dadurch genügend Stabilität bekommt muß man sehen.

Deine Excel-Tabelle muß ich mir mal in Ruhe anschauen...
zucker
Inventar
#251 erstellt: 01. Okt 2004, 21:28
Plan
Hallo Pelmazo,

ich bin am Rand des Wahnsinn.
Obiger Plan ist dieser welcher.
Alle eingetragenen errechneten Werte stimmen mit den Messungen überein. Es muß also im Arbeitspunkt alles stimmen. Iruhe und Symmetrie lassen sich perfekt einstellen und halten.
Und jetzt kommts:
Wenn ich den Finger auf den Eingang lege, hab ich ein Ausgangssignal, als wenn eine Rechtecksignal verstärkt werden würde und das bis voll in die Ub Begrenzung.
Beim anlegen einer Sinusspannung bricht alles zusammen.
Der Ub Strom geht bis an die Leistungsgrenze des Trafos und reißt eine 5A Sicherung. Die Stromversorgung bricht derart zusammen, daß die LED wechselseitig blinken. Der Ausgang wechselt von + nach - bis in die volle Begrenzung.

Die Ub Spannung kommt nicht voll, nur 2 21,5V - einen 2 x 30V Trafo hab ich mich nicht getraut anzuschließen.
Mit 2 x 30V hab ich nur den Fingerversuch gemacht, dabei bricht die Ub auf 38V zusammen.

Die reine Endstufe bis zu den BC 639/640 hatte ich schon mal aufgebaut. Zum ansteuern hab ich dazumal eine andere Treiberplatine benutzt, die dieser hier sehr ähnlich ist. Sie hatte keine LED, sondern Z als Stabi. Sie funktionierte 1A, so das ich denke, sie ist ok.
Die Vorstufe ist von den anfänglichen Versuchen hier im Thread übernommen und umgerechnet.

Zwischen T3 und T1/T5 hab ich einen R eingebaut - kein Erfolg.
R13 ist auf 10K gesenkt - kein Erfolg
Von den Basen T10/T11 je einen 3K auf die Mitte - kein Erfolg.
T5/T6 an die E des T7/T8 - kein Erfolg
T5/T6 direkt mit je 1,6K an Ub - kein Erfolg
Diverse C um T1/T2 - kein Erfolg.
Eines ist mir noch aufgefallen - der negative Zweig geht beim ausschalten erheblich eher zu Ende als der positive (LED leuchten ja noch nach).
Die Platine stimmt, die T in der Vorstufe und die Spannungsverstärker sind 2N5551 für NPN und 2N5401 für PNP.
Der Iruhe T ist BC 546.

Es sieht so aus, als ob es eine nicht gegengekoppelte Sprungantwort gäbe und die auch noch von beiden Seiten überlappt.
Hast Du eine Idee?
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