40 Volt Netzteil brauche Hilfe

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Goldener-Reiter
Stammgast
#1 erstellt: 04. Dez 2007, 20:03
Nabend Zusammen

Ich möchte mir ein Paar Aktivboxen Zusammenbauen, als Endstufe hab ich an 2 Kemo B086 gedacht mit angegebenen 80 Watt.
Die Betriebsspannung von den Dingern beträgt 24 - 40 VDC Stromaufnahme: 3A
idealerweise sollten also 40 Volt anliegen ( Max. 42V Leerlaufspannung ) und 3A Strom zur verfügung stehen.
Das Netzteil wollte ich wie folgt aufbauen:

Trafo: 220VA = 2 x 30V 3,75A (Leerlaufspannung 32,89V)
Jeweils 2 Brückengleichrichter
jeweils 2 x 10000 uF zur glättung

Damit komm ich bei höher Last zwar kanpp hin aber im Lehrlauf dürfte die Spannung fast 2 Volt zu hoch sein.
Wollte mal fragen was sich da machen lässt, um die Spannung konstant bei 40 V zu halten.

Vielleicht ne Z Diode oder nen Spannungsregler mit anschliessendem Leistungstransistor ?

Sollte nicht viel kosten und leicht baubar sein bin noch neu im DIY Elektro bereich.

danke
Andreas


[Beitrag von Goldener-Reiter am 04. Dez 2007, 20:19 bearbeitet]
LM324
Hat sich gelöscht
#2 erstellt: 04. Dez 2007, 20:17
Wenn die Spannung möglichst konstant sein soll empfiehlt sich der Einsatz von Spannungsreglern. Allerdings produzieren die auch gut Wärme und ich weiß nicht ob es die bis 40V gibt. Ich denke aber, dass die LEERlaufspannung bei Betrieb nicht anliegt sondern entsprechend weniger.
Goldener-Reiter
Stammgast
#3 erstellt: 04. Dez 2007, 20:46

Ich denke aber, dass die LEERlaufspannung bei Betrieb nicht anliegt sondern entsprechend weniger.

Ich habe das ganze schonmal mit dem Berechnungsprogramm von Pfenninger durchprobiert, dort wurden aber erst ab ca.1 A Strom die 42 Volt Unterschritten.

Nach passenden Reglern hab ich mich auch schonmal abgesucht, der einfachste wäre der LM317 der gibt zwar nur max 37 Volt raus die würden mir aber auch noch reichen, Problem ist das er nur 1.5 A regelt, lassen sich 2 von denen Vielleicht parallel schalten ?


[Beitrag von Goldener-Reiter am 04. Dez 2007, 20:48 bearbeitet]
Dorsai!
Stammgast
#4 erstellt: 04. Dez 2007, 20:59
Das einfachste (und evtl. beste) wäre hier wohl eine "low drop" Regler aus einem Operationsverstärker und einem P-Kanal Mosfet.

Weil integrierte Low Drop Regler wird es kaum für den Spannungbereich geben.

An den invertierenden Eingang des OPs eine Referenzspannungsquelle aus Wiederstand mit Z-Diode (oder evtl. sogar Stromstabilisiert) an den anderen einen Spannungsteiler, der die gewünschte Ausgangsspannung auf die Referenzspannung runter teilt.
Den Ausgang vom OP an das Gate vom Mosfet, Source an Betriebsspannung und am Drain kommt dann deine Spannung raus.

Schätze so könnte man mit ausreichend geringem Drop auskommen.
Und Strom kannst du durch die Wahl des FET auch dimensionieren wie du willst.


[Beitrag von Dorsai! am 04. Dez 2007, 21:01 bearbeitet]
Goldener-Reiter
Stammgast
#5 erstellt: 04. Dez 2007, 22:10
klingt interessant, hättest du zum verdeutlichen eventuell nen schaltplan ?

Die Refernzspannung(en) von der Z Diode und vom Spannungteiler müssen dann also jeweils 40 Volt betragen ja ?


[Beitrag von Goldener-Reiter am 04. Dez 2007, 22:17 bearbeitet]
_Preamp_
Stammgast
#6 erstellt: 04. Dez 2007, 23:04
Moin,

warum nimmst du nicht einen 24V-Trafo? Viel kommt aus dem Teil eh nicht raus, bei 40V Betriebsspannung ist das Meiste eh Verlustleistung.

Oder was anderes: Muss es dieses Verstaerkermodul sein?


Gruss, Lasse
didi-25
Ist häufiger hier
#7 erstellt: 04. Dez 2007, 23:13
Hallo Andreas,
Vielleicht kommst Du auch mit diesem Trick hin?
http://www.zz-netz.de/elektronik/DIY_Multimedia.html#netzteil

Braucht nur ein wenig Draht - sofern er sich aufbringen läßt.
Goldener-Reiter
Stammgast
#8 erstellt: 04. Dez 2007, 23:26


warum nimmst du nicht einen 24V-Trafo? Viel kommt aus dem Teil eh nicht raus, bei 40V Betriebsspannung ist das Meiste eh Verlustleistung.


Naja Trafos mit 2 x 24 Volt sind nicht so einfach zu bekommen und sind auch nicht bei Conrad, Reichelt im Programm, wenn müsst ich 2 Trafos nehmen das wird dann wieder teuerer und schwerer. Und laut beschreibung ergibt sich eben die maximale Leistung bei 40 Volt.


Oder was anderes: Muss es dieses Verstaerkermodul sein?

Nicht umbedingt find es aber reicht günstig wenn die angegebene Leistung ungefähr stimmt.
Goldener-Reiter
Stammgast
#9 erstellt: 04. Dez 2007, 23:46
@ didi
danke für den link
haben wohl auch schon mehrere hier gemacht.
Also könnt ich wenn ich diese Gegenwicklung in reihe zur Sek. schalte die Spannung je nach Polung reduzieren oder erhöhen ?
mrlongie
Stammgast
#10 erstellt: 05. Dez 2007, 03:03
Bei 35-40V wird das Teil nicht mehr als 35-40W unverzerrtem Sinus ausgeben, da für mehr die Spannung nicht reicht (schon rein mathematisch). Eine geregelte Spannungsversorgung halte ich für sinnbefreit.
Ein 24V Trafo machst du dir einfach aus einem handelsüblichen 2x12V Trafo, indem du die Sekundärwicklungen in Reihe schaltest. Das ergibt dann eine Leerlaufspannung von 34V und eine Ausgangsleistung von in etwa 20-25W unverzerrtem Sinus. Der Unterschied ist praktisch kaum hörbar und die Schaltung läuft nicht an ihrem Limit, was sie dir sonst schnell übel nehmen könnte.


[Beitrag von mrlongie am 05. Dez 2007, 03:08 bearbeitet]
tede
Inventar
#11 erstellt: 05. Dez 2007, 09:17
Hallo,

die Betriebsspannung über Spannungsregler zu reduzieren ist nicht der richtige Weg. (nur zur Bestätigung)

Bei der Dimensionierung müssen neben der erhöhten Trafoleerlaufspannung auch noch Netzspannungsschwankungen (+10%) eingeplant werden.

Thomas


[Beitrag von tede am 05. Dez 2007, 09:19 bearbeitet]
didi-25
Ist häufiger hier
#12 erstellt: 05. Dez 2007, 12:50
Andreas,

Also könnt ich wenn ich diese Gegenwicklung in reihe zur Sek. schalte die Spannung je nach Polung reduzieren oder erhöhen?

so ist es, in der PDF-Datei stehts drin; falls Du sie noch nicht gelesen hast, hier der direkte Link:
http://www.zz-netz.de/elektronik/plaene/Netzteil-2.pdf

Jede der zwei Sekundärwicklung wird am "heißen" Ende (wo die 30 Volt sein sollen) mit einem Ende der Zwillingswicklung verbunden. Sollten die Spannungen jetzt höher als die ursprünglichen 30 Volt liegen, sind die jeweiligen Enden der Zusatzwicklung zu vertauschen - fertig. Ca. 10 Windungen müßten ausreichen (siehe Beispielsbild).
Goldener-Reiter
Stammgast
#13 erstellt: 05. Dez 2007, 23:45
Danke erstmal an euch für die schnelle Hilfe

Was das Netzteil angeht weis ich jetz bescheid, das der Verstäker keine 80 Watt bringen kann leuchtet mir auch ein.
Mal was anderes
Braucht man bei nem einzelnen IC Verstärker eigentlich zwingend soviel Spannung wie Ausgangsleistung ? nen TDA7293 zB braucht ja auch 100 Volt bei ca. 100 Watt Ausgangsleistung

Ausgangsleistungen von über 200 Watt lassen sich dann wohl nur durch mehrere zusammgeschaltete ICs erreichen ?

mfg
Andreas
mrlongie
Stammgast
#14 erstellt: 06. Dez 2007, 02:41
Naja, er braucht mindestens soviel Spannung, wie er an seinem Ausgang zur Verfügung stellen soll.

Leistung ist das Produkt aus Strom und Spannung (P=U*I)
Der Strom wiederum ergibt sich laut Ohmschen Gesetz aus Spannung durch Widerstand (Lautsprecherlast) (I=U/R)
Setzt man das in unsere Leistungsgleichung ein, ergibt sich die Leistung aus der Quadrat der Spannung durch den Widerstand (P=U²/R).

Da es sich bei einem Tonsignal um Wechselspannung handelt, brauchen wir die Spannung zweimal, einmal um positiv auszusteuern (die Lautsprechermembran bewegt sich vor ihren Ruhepunkt) und einmal um negativ auszusteuern (die Lautsprechermembran bewegt sich hinter ihren Ruhepunkt). Ein Ton besteht nun aus einer definierten Anzahl (Tonhöhe=Frequenz) von solchen positiv/negativ Wechseln. Die maximale Ausgangsspannung nennt man Amplitude.

Bei 40V Betriebsspannung ist die maximale Ausgangsspannung 20V. Da ein Verstärker aber nie bis zur vollen Betriebsspannung aussteuern kann, rechnen wir mit 17V.

Nehmen wir nun an, wir möchten die Sinus-Ausgangsleistung des Verstärkers schätzen, so nehmen wir einen Sinus mit einer Amplitude von 17V. Diesen sollte der Verstärker (nahezu) verzerrungsfrei ausgeben können.

Der Mittelwert eines Sinus liegt 0.707 fachen seines Maximalwertes/Amplitude.
Sei unsere maximale Ausgangsspannung Umax, so ist die mittlere Ausgangsspannung 0.707*Umax.
Da der Strom, wie oben gezeigt, U/R ist, brauchen wir unser Ergebnis nur noch durch R zu teilen und erhalten 0.707*Umax/R als mittlerer Ausgangsstrom.
Laut oben genannter Formel ist die Leistung P = U*I. Setzen wir mittl. Ausgangsspannung und mittl. Ausgangsstrom ein, ergibt sich P=(Umax)²/2R.
Rechnen wir nun mit unseren 17V und einem handelsüblichen 4Ohm Lautsprecher, ergibt sich ein P von 36W, aber nur, wenn die Betriebsspannung nicht unter 40V fällt.

Interessant ist sicher auch die Umkehrung dieser Formel: Umax=Wurzel(2*P*R), also Ausgangsspannung ist Wurzel(2 * gewünschte Ausgangsleistung * bei gewünschter Lautsprecherimpedanz).

Ich hoffe es war nicht zu kompliziert.


[Beitrag von mrlongie am 06. Dez 2007, 02:49 bearbeitet]
Goldener-Reiter
Stammgast
#15 erstellt: 06. Dez 2007, 20:44

Bei 40V Betriebsspannung ist die maximale Ausgangsspannung 20V

Aber dann praktisch + und - 20 Volt richtig ?


Der Mittelwert eines Sinus liegt 0.707 fachen seines Maximalwertes/Amplitude.

Die 0.707 sind ein Festgelegter Wert oder wie kommt man da drauf ?



Ich hoffe es war nicht zu kompliziert.

Nein, ist sehr verständlich geschrieben
_Preamp_
Stammgast
#16 erstellt: 06. Dez 2007, 22:31

Goldener-Reiter schrieb:

Bei 40V Betriebsspannung ist die maximale Ausgangsspannung 20V

Aber dann praktisch + und - 20 Volt richtig ?


Ja.


Goldener-Reiter schrieb:

Der Mittelwert eines Sinus liegt 0.707 fachen seines Maximalwertes/Amplitude.

Die 0.707 sind ein Festgelegter Wert oder wie kommt man da drauf ?


Ja. 1/sqr(2), also 1 geteilt durch die Wurzel aus 2 (1.41...).
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