Induktivität für Ausgangsfilter eines Class-D-Amps

Autor

Beitrag

mordac
Ist häufiger hier

#1 erstellt: 06. Jul 2006, 17:16

Hallo,
Ich bin gerade dabei einen Class-D-Verstärker als Studienarbeit aufzubauen. Simulationen usw. sind schon fertig aber ich habe ein Problem mit dem Ausgangsfilter. Ich brauche hier zwei Spulen (47µF und 15µF) mit jeweils 10 A Belastbarkeit. Mittlerweile bin ich schon so weit gekommen das ich sie mir wahrscheinlich selbst wickeln muss. Nun mal meine Frage(n):
Kennt jemand einen Onlinehandel der Spulen mit dieser Belastbarkeit führt? (Farnell,Reichelt,RS,etc. haben leider nichts)
Kann mir jemand vielleicht Tipps zur Wicklung der Spulen geben?

Ex_tangere_Frank
Stammgast

#2 erstellt: 06. Jul 2006, 21:49

mordac schrieb:

Ich brauche hier zwei Spulen (47µF und 15µF) mit jeweils 10 A Belastbarkeit.

Mich düngt, hier hat sich ein Fehler eingeschlichen.

Falls du jedoch Spulen mit Henrys statt Farads benötigst, findest du welche bei Intertechnik oder Monacor.

Allerdings sind die von dir benötigten Werte (47µH und 15µH) sehr klein. Die typischen Spulen für Frequenzweichen beginnen bei ca 100µH. Für die 47er kannst du zwei 100er parallel schalten. Die 15er solltest du selber wickeln.

Hier ein Link:

http://wiki.oliverbetz.de/owiki.php/LuftSpule

tiki
Inventar

#3 erstellt: 06. Jul 2006, 23:23

Hallo mordac,
ich hab hier noch ein paar RM-Kerne herumliegen, RM5, RM6 je K1, RM8, RM10 je N48, RM6 auch in N67 und N48. Die K1 und N48 jeweils mit Luftspalt. Such mal bei Epcos, was Dir genehm sein würde. Wickeln mit HF-Litze, die so besch. lötbar ist, dass beim ersten Versuch die Spulenkörper dran glauben müssen. Dabei daruf achten, dass am Spalt nur kurz gekreuzt wird -> Wirbelströme.
Kannst mir bestenfalls einen adresierten und frankierten Luftpolsterumschlag senden, so hab ich den geringeren Aufwand.

Meine Webadresse mit allen Kontaktdaten.
Achja, ich würde dann natürlich gern Ergebnisse sehen! Man muß seine Studenten immer schön kontrollieren.

mordac
Ist häufiger hier

#4 erstellt: 26. Jul 2006, 22:57

Ersteinmal danke für die Antworten und ich muss mich entschuldigen das ich jetzt erst antworte aber irgendwie habe ich keine Benachricchtigung bekommen das jemand geantwortet hat.
Also für das Projekt habe ich von der FH auch auch Geld in gewissen Maßen zum ausgeben. Dann wäre es wahrscheinlich einfacher wenn ich die Kerne über unseren Distributor bestelle. Ich hatte bloß gehofft das vielleicht jemand eine Idee hat von wo man die fertig bekommen könnte da selbst der Labor-Ing gesagt hat das das vielleicht nicht die einfachste Lösung ist. Aber was soll's - dann muss ich mich wohl mit Spulenwickeln beschäftigen.
Trotzdem wirklich vielen Dank für die Antworten.

@Tiki: Ich schicke dir trotzdem mal die Studienarbeit wenn sie denn soweit fertig ist. Es ist vielleicht vom Unfang oder Anspruch nicht das was du erwartest aber vielleicht hast du ja die eine oder andere Anregung.
@tangere_Frank: Natürlich waren Henry gemeint. Das war nur um zu kontrollieren ob hier auch jemand aufpasst

. Ich schieb es mal auf das Wetter...

tiki
Inventar

#5 erstellt: 27. Jul 2006, 10:53

Hallo,
ich habe einen einigermaßen passenden langen Bolzen (M6 oder M8) mit Scheiben und Muttern versehen, um dazwischen den Spulenkörper einzuklemmen und ihn in einen schwenkbaren Schraubstock zu spannen (Bernstein, das sind die besten, alles andere ist dagegen Schrott).
Erst das eine Ende zweimal um ein Pin legen. Dann schön geduldig die HF-Litze herumlegen und sehr auf Gleichmäßigkeit achten, hinterher ist das schwer korrigierbar. Wickelraum ausnutzen.
Die Litze ein- bis zweimal um den Anschluß legen, abknipsen und nur so lange, wie wirklich nötig, mit >350°C verlöten. Dabei nicht zu tief am Beinchen herunterwickeln, weil es sonst nicht mehr auf die LP paßt. Ggf. mit dem Fingernagel wieder etwas nach oben schieben. Achtung, die Pins halten weniger Biegemoment aus, als vermutet.
Wickelgut schön glätten (Finger-/Daumennagelfläche geht gut), bevor man die Kerne raufschiebt. Keine Drähtchen verletzen!
Es empfiehlt sich, vorher ein entsprechend langes Stück HF-Litze mit Reserve zurechtzuschneiden.
Viel Erfolg!

ESELman
Stammgast

#6 erstellt: 27. Jul 2006, 16:09

Hi,

ich gehe mal davon aus, daß Du 47µH und 15µH meintest (wobei 47µH schon ein recht großer Wert für ein Ausgangsfilter wäre. Die meisten bewegen sich um 20µH herum).
Diese Spulen können einfach selber gestrickt werden, sofern der richtige Kern genommen wird.
Relativ niedrige Permeabilität, kleine Hysterese und hohe Linearität der Kennlinien, sowie niedriger DC-Widerstand sind gut. Kerne wie der T106-2 sind geeignet und bei Reichelt günstig zu bekommen. Mit 30-40Wgd Kupferlackdraht (ca. 15-20µH, der Draht dabei so groß im Durchmesser wie möglich für 1 komplette Lage) sind Lastströme von deutlich über 50A drin.

DerESELman

tiki
Inventar

#7 erstellt: 27. Jul 2006, 17:46

Da werden aber Streuinduktivität und -kapazität recht hoch und Rdc ebenfalls, jedenfalls im Vergleich zu einem RM-Kern.

ESELman
Stammgast

#8 erstellt: 28. Jul 2006, 08:48

Hi,

da magst Du recht haben, aber RDC ist auch so sehr klein und dürfte in Anbetracht von Lötstellen etc. drumherum keine besonderen Auswirkungen haben. Die Streuinduktivität ist bei Verwendung von Ringkernen auch ausreichend niedrig. Einzig die Wicklungskapazität halte ich für etwas kritischer. Bei Verwendung von Kupferrunddraht unverklebt/unvergossen aber auch als ausreichend klein.
Vorteil des großen Ringkerns ist das Temperaturverhalten, die Linearität der Pemeabilität bei -2 Material (-14 und mit Abstrichen auch -8 Material) bis zu mehreren hundert MHz (immerhin haben wir ein geschaltetes Signal mit enormer Anstiegsgeschwindigkeit)und sehr kleiner Hystereseschleife und nicht zuletzt die Erhältlichkeit des Kerns und der einfache Aufbau der Spule. Das Material wird in einigen D-Amps bereits erfolgreich verwendet, z.B. im Evaluation Board von IR und im Reithschen Amp.

DerESELman

Basteltante
Inventar

#9 erstellt: 30. Jul 2006, 19:55

ESELman schrieb:

bis zu mehreren hundert MHz

das wär mal was für uns gelangweilte Bastler, einen VHF-Class-D

btw glaub ich kaum daßer mehr als 500kHz stehen hat in seinem Amp. Mich würde natürlich die zugehörige EMV Messung interessieren, es gibt einen nicht kleinen Unterschied zwischen der Theorie und dem was man letztendlich dann drinhat damits hinten auch stimmt

hreith
Inventar

#10 erstellt: 31. Jul 2006, 22:47

Hi Basteltante,

am Ausgang der Schaltstufe eines class-d steht meist sowas ähnliches wie ein Rechteck an.
Bei einer Grundwelle von z.B 500kHz ist die nächste Oberwelle schon bei 1,5MHz - und das mit ordentlich Leistung dahinter.
Wenn der Kern nicht sauber bis zu den von ESELman angesetzten ca 100MHz arbeitet, dann wird er
- sehr heiß
- erzeugt deutliche Verluste
- erzeugt deutlich Klirr
Von den EMV-Angelegenheiten mal ganz abgesehen.

Der Impedanzverlauf der Filterspule über der Frequenz und der Belastung wird deutlich stärker vom Kernmaterial als vom Leitermaterial bestimmt. Bei den meisten Konzepten bleibt der Ausgangsfilter ja ungeregelt und so gehen seine Nichtlinearitäten direkt in den Klirr am Ausgang ein. Mit dem oben angesprochenen -2 Material kann man bei richtiger Dimensionierung auch bei hohen Leistungen Klirrwerte von unter 0.00x% erreichen.

Mehr als um die 100MHz kommen dann nicht mehr mit hohem Pegel vor, da diese Anteile durch die in der Ansteuerung begrenzte Flankensteilheit an der Schaltstufe entsprechend weniger angeregt werden. Grund für diese Begrenzung ist nicht der Filter sondern eher die Schalteigenschaften der Bodydiode.