Netzteil nach Art des σ22 (Sigma22) von AMB

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FlexBen
Stammgast
#1 erstellt: 06. Aug 2009, 19:42
Hallo DIY-Gemeinde,

in der Vergangenheit habe ich immer wieder feststellen müssen, dass mir für meine Ideen in Sachen Klangregelung, KHV und Kleinleistungs-Verstärker der passende Antrieb, also das Netzteil fehlt. Ich empfand Netzteil-Design immer als Last, und hab mich da nie richtig mit beschäftigt. Aber jetzt nach den Klausuren hat mich die Langeweile dazu getrieben, doch mal LTspice anzuwerfen und ein bischen virtuell zu basteln.

Herausgekommen ist ein Netzteil für kleine Leistungen mit symmetrischer Ausgangsspannung von +/- 15 Volt.
Ich habe das Sigma22 von AMB-Audio als Grundlage genommen (soweit ich weiß ist nur "Commercial use of this design" verboten) und habe das ganze Schaltungstechnisch etwas vereinfacht, vor allem durch den Einsatz von Integrierten ICs statt diese, wie beim Sigma, diskret aufzubauen.

Herausgekommen ist folgendes:


(Klick aufs Bild für größeres Bild)

Die Bauteilbezeichnung ist noch etwas wüst, ich hab zwischendurch viel geändert und verworfen.

Trotzdem hier eine Schaltungs-/Funktionsbeschreibung:

Die Sekundärseitige Spannung des links angeordneten Ringkerntrafos (2x 18V, 30VA) wird zunächst Gleichgerichtet und mit 2* 2200uF geglättet. Aus dieser Spannung wird an einer Zenerdiode eine Spannungsreferenz gebildet, welche, geglättet durch einen Tiefpass (R2 und C9) einem OP als Referenz dient. Der OP öffnet und schließt durch die Gegenkopplung die Längstransistoren (FETs) M2 und M3 so, dass sich die gewünschte Ausgangsspannung von 15V einstellt. Das Potentiometer Poti1 ist 1k lin, dadurch lässt sich die Spannung noch um etwa +-0,5V anpassen.

Der Spannungsteiler aus R3 und R14 hat in seiner Mitte genau null Volt, wenn die Ausgangsspannungen genau symmetrisch sind. Der OP U2 vergleicht diese Spannung mit der tatsächlichen Masse (wo per Definition immer 0V anliegen), um so die Längstransistoren des negativen Spannungszweiges M4 und M5 zu regeln. Durch die hohe Verstärkung der integrierten OPs ist die bleibende Regelabweichung vernachlässigbar gering. R22 und R21 sind Lastwiderstände.

Ich würde die Schaltung gerne mit euch zusammen verbessern und dann bauen. Wenn ich totalen Murks gemacht habe, dürft ihr meine Idee natürlich auch gerne verbal zerreißen, ich bin da für alles offen.

Komischerweise fängt die Simulation an zu spinnen, wenn ich auf der Ausgangsseite noch Kondis einbaue (zB 1uF parallel zu den Lastwiderständen), auch wenn ich ESRs im bereich 10mOhm einfüge... Liegt das an ungünstigen Simulationsparametern, oder schwingt da dann tatsächlich was?

Anbei noch die .asc Datei für LTspice: Klick!

Beste Grüße, ich geh jetzt erstmal in den Biergarten.

Euer Ben
Ultraschall
Inventar
#2 erstellt: 06. Aug 2009, 23:07
Da wird wohl etwas schwingen.....kann aber sein, das es dann im realen Aufbau nicht schwingt und umgekehrt. Kannst es ja versuchen vorher in der Simu zu klären.

Verbesserungsvorschläge bzw. Dinge die eventuell ein Verbesserung bringen:
-statt R1 eine einfache Konstantstromquelle mit Fet einsetzen
-parallel zu D5 10...47µ schalten
-C12/13 größer und Z-Dioden parallel
-C10/11 größer in den µF Bereich bringen-eventuell ist dann ein Schutzwiderstand vor dem OPV-Eingang sinnvoll um ihn bei (unbeabsichtigten) Kurzschluss vor Zerstörung zu schützen, könnte aber bei den meisten OPVs ohne gehen-später im praktischen Versuch testen.
-zwischen den beiden 2200µ oben und unten noch einen (Draht)Siebwiderstand schalten.
-eventuell hilft es auch nur einen Mosfet einzusetzen, dann muss nur die halbe Kapazität getrieben werden und die Schaltung regelt schneller und somit geht eventuell das Schwingen weg.
-R1 (Konstantstromquelle) u.U. an 2+ anschließen anstatt an der ungeregelte, schlecht gesiebten Eingangsspannung


Zum Testen ind er Simu noch einmal in Reihe zu den Trafospannungsquellen andere Wechselspannungen schalten und deren Frequenz frei durchlaufen lassen, um das frequnzabhängige Siebverhalten beurteilen zu können.


Viel Spass
Kay*
Inventar
#3 erstellt: 07. Aug 2009, 04:16
Ben,

1. Der Op läuft trotz R23/R4 an einer zu hohen Betriebsspannung
So geht's überhaupt nicht, oder übersehe ich da etwas?

2. Ich würde mit geschalteten Lastwiderstände simulieren

3. Der Innenwiderstand der geregelten Plus-Spannung wird
sich aufgrund der unterschiedlichen Innenwiderstände von
N-/P-Fets (dynamisch?) unterscheiden
FlexBen
Stammgast
#4 erstellt: 07. Aug 2009, 14:16
Hallo,

Ultraschall schrieb:
Da wird wohl etwas schwingen.....kann aber sein, das es dann im realen Aufbau nicht schwingt und umgekehrt. Kannst es ja versuchen vorher in der Simu zu klären.

Verbesserungsvorschläge bzw. Dinge die eventuell ein Verbesserung bringen:
-statt R1 eine einfache Konstantstromquelle mit Fet einsetzen
-parallel zu D5 10...47µ schalten
-C12/13 größer und Z-Dioden parallel
-C10/11 größer in den µF Bereich bringen-eventuell ist dann ein Schutzwiderstand vor dem OPV-Eingang sinnvoll um ihn bei (unbeabsichtigten) Kurzschluss vor Zerstörung zu schützen, könnte aber bei den meisten OPVs ohne gehen-später im praktischen Versuch testen.
-zwischen den beiden 2200µ oben und unten noch einen (Draht)Siebwiderstand schalten.
-eventuell hilft es auch nur einen Mosfet einzusetzen, dann muss nur die halbe Kapazität getrieben werden und die Schaltung regelt schneller und somit geht eventuell das Schwingen weg.
-R1 (Konstantstromquelle) u.U. an 2+ anschließen anstatt an der ungeregelte, schlecht gesiebten Eingangsspannung


Zum Testen ind er Simu noch einmal in Reihe zu den Trafospannungsquellen andere Wechselspannungen schalten und deren Frequenz frei durchlaufen lassen, um das frequnzabhängige Siebverhalten beurteilen zu können.

Viel Spass


- R1 durch JFet-Stromquelle gesetzt und parallel zu D5 10uF geschaltet, Quelle über 2+ gespeist.

- 2+ mit Z-Diode geht nicht, weil der OP weit aussteuern muss, da würde an der Zener schon zuviel Spannung abfallen fürchte ich. Lösungsvorschlag siehe unten.


Kay* schrieb:
Ben,

1. Der Op läuft trotz R23/R4 an einer zu hohen Betriebsspannung
So geht's überhaupt nicht, oder übersehe ich da etwas?

2. Ich würde mit geschalteten Lastwiderstände simulieren

3. Der Innenwiderstand der geregelten Plus-Spannung wird
sich aufgrund der unterschiedlichen Innenwiderstände von
N-/P-Fets (dynamisch?) unterscheiden


zu 1.
Die OPs lief an knapp unter 20V, weil jeweils nur gegen Masse, nicht Rail-Rail, also so grade noch ok für die meisten Typen. Hast aber recht, das ist ein Problem, wenn man mal nen dickeren Trafo mit mehr Leerlaufspannung anschließt. Der OP muss aber ziemlich weit aussteuern, um die Gate-Source-Spg zu regeln, Source liegt ja nicht auf Masse...Deshalb hab ich überlegt, den OP zwar an 2+, aber nicht gegen Masse zu treiben, sondern statt Masse über ne Zener an 5...10 Volt. Dito für den negativen Strang.

zu 2.
Gerne, aber wie geht das?

zu 3.
Ja stimmt, aber durch die Rückkopplung wird der Kleinsignalwiderstand sehr klein. Der wird durch die Gatekapazität mit der Frequenz zwar steigen, im kHz-Bereich langts aber allemal. Und wenn ich dann noch Schwingfrei eine Glättung auf der geregelten Seite hinkriege ist eh alles in trockenen Tüchern. Grundsätzlich hast du aber recht, die Impulsantworten auf ne Belastungsänderung werden sich unterscheiden.

Weil ich jetzt ganz dringend grillen muss ( ) werd ich das aber erst später umsetzen...

Vielen Dank schonmal für eure Hilfe !!!

Beste Grüße,

Ben
Kay*
Inventar
#5 erstellt: 07. Aug 2009, 14:21

zu 2.
Gerne, aber wie geht das?


sorry, ich bitte dich,

es gibt Schalter in der Simulation.

ansonsten geht auch jeder Generator-gesteuerter Audio-Leistungsverstärker mit Serienwiderstand am Ausgang
zum Ausgang deiner Schaltung,
wie heisst das dann, Stromsenke?
Kay*
Inventar
#6 erstellt: 07. Aug 2009, 14:33
sofern es um die Stromversorgung für Audio-Geräte geht,
würde ich folgendes vorziehen


Ultraschall
Inventar
#7 erstellt: 07. Aug 2009, 23:31
Ich habe schon überlegt ob man die P und N-Kanal-Fets nicht vertauscht. Müsste man auch die Eingänge des OPV vertauschen, dann geht es.
(Damit umgeht man das Problem der Sättigungsspannungen, denn wenn es richtig gut werden soll, kommt man um geregelte Speisespannnungen für den OPV nicht herum.)
Ich weiß, das hat den Nachteil das Eingangsstörspannungen zu Störspannungen=Steuerspannungen für den FET werden, aber mit Siebwiderständen zwischen den beiden 2200µf sollte das in den Griff zu bekommen sein. Den langsamen übrig bleibenden Störungsrest regelt der OPV dann schon weg.
Dann könnte man der Schaltung noch eine Kurzschlusssicherung/Strombegrenzung verpassen.......


[Beitrag von Ultraschall am 08. Aug 2009, 22:47 bearbeitet]
Rei123
Stammgast
#8 erstellt: 10. Aug 2009, 18:58

Kay* schrieb:
sofern es um die Stromversorgung für Audio-Geräte geht,
würde ich folgendes vorziehen


:*


Hallo,

kannst du dazu etwas genaueres sagen?

Danke

Reiner
FlexBen
Stammgast
#9 erstellt: 10. Aug 2009, 20:48
Ich bekomm aus meinem Entwurf einfach nicht das Schwingen raus, ausser, der OP geht in die begrenzung, aber dann ist ja eh alles zu spät

Kay*s entwurf würde mich also auch interessieren, wenn alle Stricke reißen nehm ich halt nen 7815/7915 mit Längstransistor... aber komplett diskret sieht immer so schick aus...

Grüße,
Ben
Kay*
Inventar
#10 erstellt: 10. Aug 2009, 21:18

kannst du dazu etwas genaueres sagen?


leider nein,
es ist eines meiner Fundstücke, welches ich fand,
als ich nach Alternativen zu den üblichen Regler-Steinen suchte.
Das Prinzip ist doch recht einfach,
Eine Stromquelle speist eine Z-Diode.
Diese Referenz-Spannung wird über Transitoren gebuffert.

Es gibt 'ne Menge in der Art, z.B.

Kaneda regulator

Jung regulator
ich hatte mal eine schöne Übersichtsseite gefunden,
http://tangentsoft.net/elec/opamp-linreg.html
http://waltjung.org/PDFs/Regs_for_High_Perf_Audio_2_A.pdf

Sulzer Borbely regulator

und natürlich Nelson Pass -immer-


[Beitrag von Kay* am 10. Aug 2009, 21:40 bearbeitet]
_Preamp_
Stammgast
#11 erstellt: 11. Aug 2009, 13:27
http://jos.vaneijndhoven.net/relaixed/
Da ist auch ein interessantes Netzteil dabei.

Gruss, Lasse
Kay*
Inventar
#12 erstellt: 13. Aug 2009, 14:07
Ultraschall
Inventar
#13 erstellt: 13. Aug 2009, 15:53

FlexBen schrieb:
Ich bekomm aus meinem Entwurf einfach nicht das Schwingen raus, ausser, der OP geht in die begrenzung, aber dann ist ja eh alles zu spät

Kay*s entwurf würde mich also auch interessieren, wenn alle Stricke reißen nehm ich halt nen 7815/7915 mit Längstransistor... aber komplett diskret sieht immer so schick aus...

Grüße,
Ben


Schwingen-welchen OPV hast Du drin? Ist er Gainunity stabil? Also für Spannungsverstärkung 1 kompensiert?

Was passiert wenn Du vor die Gates noch einen Spannungsfolgetransistor als Impendanzwandler schaltest? (FET-Gates sind kapazitive Lasten.)

Kays Schaltung-hmmm-technischer Stand ca. 1980?

78xx sind sehr langsam.

Ich bin eigentlich nur zu faul Deine Schaltung in SWCAD einzugeben-ich habe ab heute Urlaub, aber ich wette die ist hinzubekommen.
Ich würde von Anfang an mit Elkos von 1000µ am Ausgang simulieren. Auch wenn es erst mal schwingt.
Wieviel Strom willst Du eigentlich ziehen?
FlexBen
Stammgast
#14 erstellt: 13. Aug 2009, 19:43

Ultraschall schrieb:


Schwingen-welchen OPV hast Du drin? Ist er Gainunity stabil? Also für Spannungsverstärkung 1 kompensiert?

Der wird mit:
Avol=1Meg GBW=10Meg Slew=10Meg ilimit=30m rail=0 Vos=0 phimargin=45 en=0 enk=0 in=0 ink=0 Rin=500Meg
simuliert. Also rauschfrei und ansonsten "Durchschnittswerte".

Ultraschall schrieb:

Was passiert wenn Du vor die Gates noch einen Spannungsfolgetransistor als Impendanzwandler schaltest? (FET-Gates sind kapazitive Lasten.)

mach ich grade, poste gleich das Ergebnis...

Ultraschall schrieb:

Kays Schaltung-hmmm-technischer Stand ca. 1980?

78xx sind sehr langsam.

Ich bin eigentlich nur zu faul Deine Schaltung in SWCAD einzugeben-ich habe ab heute Urlaub, aber ich wette die ist hinzubekommen.
Ich würde von Anfang an mit Elkos von 1000µ am Ausgang simulieren. Auch wenn es erst mal schwingt.
Wieviel Strom willst Du eigentlich ziehen?


Naja, wenn man keinen Glättungswiderstand hat, sondern nur die Längs-FETs, dann hängts eigentlich nurnoch vom RKT und der Anzahl der parallelen FETs ab, wieviel Strom das Teil geben kann...Vorausgesetzt, man kann die FET-Gates gut gebuffert ansteuern...ich frickel grad nen Bipolar als Treiber für die Längs-FETs, Edite gleich das Ergebnis hier rein...



EDIT:
Also, das funktioniert wunderbar mit dem Buffer für die Gates. Wenn ich dem Cap am Ausgang noch ein winziges ESR gebe (0.1mOhm), läuft die Simu auch gleich zehn mal schneller.
Aber: Der Emitterfolger muss ja mit nochmal ca. 0,6V mehr angetrieben werden als das FET-Gate, wodurch der OP jetzt wirklich sehr schnell in die Spannungsbegrenzung geht. Ich sehe den einzigen Ausweg im Moment darin, einen RKT mit mehr Spannung zu nehmen, und als OP einen Rail-to-Rail Typ zu verwenden, der 30V Versorgungsspannung verträgt (gibts das?).

Anbei die aktuelle LTspice-Datei: Klick!
und ein Bild der Schematic:Klick!


Die negative Rail hab ich mal rausgenommen, da schau ich später nach. Das schwingen kam auch definitiv vom oberen Rail, also kein pfusch

Grüße,
Ben


[Beitrag von FlexBen am 13. Aug 2009, 20:20 bearbeitet]
KSTR
Inventar
#15 erstellt: 13. Aug 2009, 20:10
Hi,
Mal eine Schaltung die bereits gebaut ist (nicht von mir, ich hab nur die alles sauber bestätigende Simu gemacht) und die hervorragend funzt:
http://www.abload.de/img/lt1085_optimized21uqj.gif

Geht auch mit LM317 bzw 337 ganz ähnlich (Schutzdioden nicht vergessen). 78/79er sind Gelumpe (sind LM317/337 mit den Widerständen schon drin, keine Möglichkeit den adjust-pin niederohmig zu bekommen). Der 317 speziell braucht aber ein stabile Spannungsdifferenz (auch muss sie groß genug sein, >4V) d.h einen "Vorregler" und allen diesen Längsreglern ist gemeinsam, dass sie ein nicht zu knappe und ebenfalls stabile/konstante Belastung brauchen, möglichst über 100mA), für stabiles und optimales Verhalten.

Der Trick (bei allen Typen von Spannungsreglern, inklusive dem simplem Emitterfolger von Kay) ist eingentlich immer der selbe:

Ohne Ausgangskondensator erstmal ein Verhalten hinbekommen das in der Ausgangsimpedanz "R+L" (Widerstand + Induktivität, R+jwL) darstellt, und dann die konjugiert komplexe Impedanz nach Masse anschliessen, also "R+C" (R+1/jwC). C muss dann sein: C=L/R², und dessen ESR eben R. Einen ESL des Ausgangskondesators cancelt man in der selben Weise. Da die die Dimensionierung extrem emfindlich auf R reagiert, diesen also lieber künstlich etwas erhöhen, auf mindestens 20mOhm, schon weil der ESR des Kondensators selten kleiner sein wird. L künstlich stabilisieren durch Erhöhen, dto.

Ben's Schaltung hat das Problem, dass es auch mit einen unity-gain-stabilen OP schwingen muss (ist der generische Typ in LTspice), weil die Gatestopper + die Kapazitäten der MOSFETS noch einen Tiefpass innerhalb der Gegenkopplung erzeugt. Das kann auskompensieren, ist aber relativ mühsam. Tracking-Regler (also das das -Rail dem +Rail nachfolgt) sind auch eher heikel und haben bei Audio nur beschränkten Nutzen. MOSFETS als Folger sind insofern ungünstig, als das sie eine hohe Gatespannung brauchen + die Hubreserve vom OP ==> locker 10V mehr an Eingangsspannung.

Und hier noch eine ebenfalls gut funktionierende, etwas aufwändigere Schaltung (extrem rauscharm):
http://www.synaesthesia.ca/HPS10PS-SCH.html
Die vordere Hälfte mit dem Splitter für Virtual-GND kann man natürlich weglassen, und ob es OPA637 sein müssen ist auch die Frage.

Grüße, Klaus
Ultraschall
Inventar
#16 erstellt: 13. Aug 2009, 23:01

Ultraschall schrieb:
Ich habe schon überlegt ob man die P und N-Kanal-Fets nicht vertauscht. Müsste man auch die Eingänge des OPV vertauschen, dann geht es.
(Damit umgeht man das Problem der Sättigungsspannungen, denn wenn es richtig gut werden soll, kommt man um geregelte Speisespannnungen für den OPV nicht herum.)
Ich weiß, das hat den Nachteil das Eingangsstörspannungen zu Störspannungen=Steuerspannungen für den FET werden, aber mit Siebwiderständen zwischen den beiden 2200µf sollte das in den Griff zu bekommen sein. Den langsamen übrig bleibenden Störungsrest regelt der OPV dann schon weg.
Dann könnte man der Schaltung noch eine Kurzschlusssicherung/Strombegrenzung verpassen.......


Probiere das nochmal statt größeren Trafo zu nehmen.
Und wenn Du große Ströme willst, dann statt der Widerstände eben Spulen oder 0,1 Ohm Widerstände.
Normale ESR sind so 30mOhm-jedenfalls sah dann bei mir Simu und Realität recht identisch aus.

Gruß an Klaus
FlexBen
Stammgast
#17 erstellt: 14. Aug 2009, 23:21

Ultraschall schrieb:

Probiere das nochmal statt größeren Trafo zu nehmen.

Hab ich grad mal schnell versucht, klappt irgendwie nicht sooo gut. Werde mich morgen mal in Ruhe auf Fehlersuche begeben.

Ultraschall schrieb:

Und wenn Du große Ströme willst, dann statt der Widerstände eben Spulen oder 0,1 Ohm Widerstände.

Spulen gehen hier nicht. Die Glätten den Strom, ich brauch konstante Spannung. Spulen kann man nur bei konstanter Last zur Glättung einsetzen, oder wenn die nachfolgende Schaltung eben eine Konstantstromquelle braucht. Ich lass weitere Längbauteile einfach Weg. das Sigma22-Vorbild hat auch keine.

Ultraschall schrieb:

Normale ESR sind so 30mOhm-jedenfalls sah dann bei mir Simu und Realität recht identisch aus.
Gruß an Klaus :prost

okay ich hab 30 milli für die dicken Siebelkos übernommen.


Mittlerweile funktioniert die Schaltung recht gut, auch ohne n- und p-Kanal zu tauschen. Auf der AMB-Seite steht, man solle für mindestens 5V über die FETs sorgen, d.h. mein Ansatz mit dem 18V-Trafo war schon hart an der Grenze. Bei reichelt gibts als nächste Stufe dann nur 30V, was zu viel ist, da wird dann zu viel Energie in den FETs umgesetzt. Aber bei Schuro sind die RKT-Spannungen feiner abgestuft. Zwar ein bischen teurer, aber das ist ok. Hier geht es ja um Hifi, da kommt es mir nicht auf das letzte Prozent Wirkungsgrad oder auf 10€ mehr an...Und mit OPs, die 30V vertragen wäre es dann wohl zeit für einen testaufbau.

Aber wie gesagt: Ich versuch morgen nochmal, das ganze mit den "vertauschten FETs" ans laufen zu kriegen.

Schönes Wochenende,
Ben
_Preamp_
Stammgast
#18 erstellt: 15. Aug 2009, 09:54

FlexBen schrieb:
Bei reichelt gibts als nächste Stufe dann nur 30V, was zu viel ist, da wird dann zu viel Energie in den FETs umgesetzt.


Du kannst auch 2x12V in Reihe schalten...
FlexBen
Stammgast
#19 erstellt: 15. Aug 2009, 14:29

_Preamp_ schrieb:

FlexBen schrieb:
Bei reichelt gibts als nächste Stufe dann nur 30V, was zu viel ist, da wird dann zu viel Energie in den FETs umgesetzt.


Du kannst auch 2x12V in Reihe schalten...

4x12V gibts bei Reichelt auch net. Aber wie gesagt: Schuro ist nicht viel teurer, das geht schon.
Kay*
Inventar
#20 erstellt: 16. Aug 2009, 15:48
Eigentlich sollte man schon mal reflektieren, ob mehr Stabilität
oder mehr Symetrie bei diesem Anwendungsfall wichtiger sind.

Daneben gibt's OP's für höhere Betriebsspannungen - natürlich -
z.B. OPA445

FlexBen
Stammgast
#21 erstellt: 16. Aug 2009, 18:41

Kay* schrieb:
Eigentlich sollte man schon mal reflektieren, ob mehr Stabilität
oder mehr Symetrie bei diesem Anwendungsfall wichtiger sind.

Daneben gibt's OP's für höhere Betriebsspannungen - natürlich -
z.B. OPA445



Okay, also wenn ich dich und KSTR richtig verstanden hab, gibt es noch zwei "Baustellen":

1.) FETs als Längsbausteine evtl durch Bipolar ersetzen (Nichts (rein)kapazitives zu treiben, OP muss weniger aussteuern, hat mehr Spielraum nach oben)

2.) Die untere Rail nicht der oberen folgen lassen, sondern über eigene Referenz regeln.

Was haltet ihr von den beiden Themen? ich versteh zu wenig von Schaltungen, um 1) zu bewerten. zu 2) meine ich: Wenn man die obere Rail nicht "überlastet", sodass die Spannung am Ausgang einbricht, wird auch die untere Rail nicht rumzicken. Rail-following find ich also eigentlich ok hier.

Was meint ihr zu 1) und 2)?
Kay*
Inventar
#22 erstellt: 16. Aug 2009, 18:50

2.) Die untere Rail nicht der oberen folgen lassen, sondern über eigene Referenz regeln.


Ich würde gleich noch 'nen Schritt weitergehen
Beide Teile gleich aufbauen, mit eigenem Gleichrichter,
und so,
und erst ausgangsseitig zusammenknüpfen ...
KSTR
Inventar
#23 erstellt: 17. Aug 2009, 00:26
Ich sach mal so, vlt. ist es am sichersten das Netzteil usw genau so wie im Original zu bauen (incl. gleichem Layout). Speziell wenn es für den oder einen sehr ähnlichen Amp gedacht ist, dort macht dann das Tracking auch Sinn, wegen minimierter Ein-/Ausschaltplopps.

Ansonsten bin auch ein Freund völlig eigentständiger, gleicher Netzteile (also auch gleich Bestückung, keine Komplementären Geschichten), die erst an der Last zusammengeführt werden im Massepunkt. Dafür sind dann die 4x12V-Trafos ideal, weil bei Vollweggleichrichtung baut man sich den Commonweg zu, die parasitäre Trafokapazität wird duch die Diodenvollbrücke zerhackt, mithin auch alle Ausgleichsströme zwischen Geräte, die darin (in der Kapazität des Trafos) ihre Ursache haben. Also wie ein normales Doppelrail-Netzteil am Anfang, 12V-0V-12V, nur die 12-Leitungen gehen zur Brücke, die 0V Leitung an den Mittelpunkt zwischen den Siebkondensatoren. Der 0V-Punkt wird aber nicht weiterverwendet. Und immer gern mit kleinen Ladestromdämpfer-Widerständen und zwei Siebkondensatoren (als CRC), die ersten eher klein. Schaltbild bei Bedarf, falls es jetzt nicht klar sein sollte.

Es hängt auch stark von der zu speisenden Schaltung ab, ob man a) extrem niedriges Rauschen und b) extrem niedrigen Ausgangswiderstand wirklich braucht. Letzteres ist schnell mal kontraproduktiv, wenn/weil nach längerer (damit immer recht induktiver) Zuführung zum Verbraucher mit den dortigen Pufferkondensatoren schnell mal kaum gedämfte Hochfrequenzschwingkreise entstehen. Am Verbraucher direkt will man ein eine möglichst flache Impedanz bis zur höchten oberen Grenzfrequenz der beteiligten Schaltungsteile, extrem niedrig muss sich nicht zwingend sein (20mOhm sind mehr als gut genug, 100mOhm oft auch noch). Daraus folgt letztlich auch, dass Universalnetzteile selten optimal "erwischt" werden, für die tatsächliche Konstellation. Auch wenn es zum Testen idR natürlich reicht. Weil idealerweise muss man das Netzteil die Verdrahtung und die lokalen Bypässe alle sauber aufeinander abstimmen, damit es nicht klingelt. Viele Leute sehen aus dem Grund lieber lokale mehr oder weniger aufwändige Shuntregler vor, die von Stromquellen (im einfachten Fall Widerständen nach dem L-Reglern) gespeist werden.

Noch was zur Simulierei, die Default-Mosfets und alle weiteren mitgelieferten von LTspice kann man komplett vergessen. Die einzigen mir bekannten "öffentlichen" Models mit tatsächlich realistischem (abgesehen vom thermischen) Verhalten sind die von IRFP244, IRF614 (N-Ch) und FQA9P25 und FQP2P25 (P-CH), erstellt von andy_c aus dem DIYAudio.com (sollte reichen zum dort suchen). Sind allerdings SubCircuits, keine direkten DeviceModels und erfordern auf SubCircuits gepatchte Symbole. Könnte ich alles in ein ZIP packen und zur Verfügung stellen...

Grüße, Klaus
Kay*
Inventar
#24 erstellt: 17. Aug 2009, 01:31

Ansonsten bin auch ein Freund völlig eigentständiger, gleicher Netzteile


Manch' einer (ich) braucht ja etwas Zeit bis die Vorteile erkannt werden

Rei123
Stammgast
#25 erstellt: 17. Aug 2009, 11:24

KSTR schrieb:
Ich sach mal so, vlt. ist es am sichersten das Netzteil usw genau so wie im Original zu bauen (incl. gleichem Layout). Speziell wenn es für den oder einen sehr ähnlichen Amp gedacht ist, dort macht dann das Tracking auch Sinn, wegen minimierter Ein-/Ausschaltplopps.

Ansonsten bin auch ein Freund völlig eigentständiger, gleicher Netzteile (also auch gleich Bestückung, keine Komplementären Geschichten), die erst an der Last zusammengeführt werden im Massepunkt. Dafür sind dann die 4x12V-Trafos ideal, weil bei Vollweggleichrichtung baut man sich den Commonweg zu, die parasitäre Trafokapazität wird duch die Diodenvollbrücke zerhackt, mithin auch alle Ausgleichsströme zwischen Geräte, die darin (in der Kapazität des Trafos) ihre Ursache haben. Also wie ein normales Doppelrail-Netzteil am Anfang, 12V-0V-12V, nur die 12-Leitungen gehen zur Brücke, die 0V Leitung an den Mittelpunkt zwischen den Siebkondensatoren. Der 0V-Punkt wird aber nicht weiterverwendet. Und immer gern mit kleinen Ladestromdämpfer-Widerständen und zwei Siebkondensatoren (als CRC), die ersten eher klein. Schaltbild bei Bedarf, falls es jetzt nicht klar sein sollte.

Es hängt auch stark von der zu speisenden Schaltung ab, ob man a) extrem niedriges Rauschen und b) extrem niedrigen Ausgangswiderstand wirklich braucht. Letzteres ist schnell mal kontraproduktiv, wenn/weil nach längerer (damit immer recht induktiver) Zuführung zum Verbraucher mit den dortigen Pufferkondensatoren schnell mal kaum gedämfte Hochfrequenzschwingkreise entstehen. Am Verbraucher direkt will man ein eine möglichst flache Impedanz bis zur höchten oberen Grenzfrequenz der beteiligten Schaltungsteile, extrem niedrig muss sich nicht zwingend sein (20mOhm sind mehr als gut genug, 100mOhm oft auch noch). Daraus folgt letztlich auch, dass Universalnetzteile selten optimal "erwischt" werden, für die tatsächliche Konstellation. Auch wenn es zum Testen idR natürlich reicht. Weil idealerweise muss man das Netzteil die Verdrahtung und die lokalen Bypässe alle sauber aufeinander abstimmen, damit es nicht klingelt. Viele Leute sehen aus dem Grund lieber lokale mehr oder weniger aufwändige Shuntregler vor, die von Stromquellen (im einfachten Fall Widerständen nach dem L-Reglern) gespeist werden.

Grüße, Klaus


Äh, ein Schaltbild würde mir wirklich helfen.

Danke

Reiner
FlexBen
Stammgast
#26 erstellt: 17. Aug 2009, 15:55

KSTR schrieb:
Ich sach mal so, vlt. ist es am sichersten das Netzteil usw genau so wie im Original zu bauen (incl. gleichem Layout). Speziell wenn es für den oder einen sehr ähnlichen Amp gedacht ist, dort macht dann das Tracking auch Sinn, wegen minimierter Ein-/Ausschaltplopps.

Ansonsten bin auch ein Freund völlig eigentständiger, gleicher Netzteile (also auch gleich Bestückung, keine Komplementären Geschichten), die erst an der Last zusammengeführt werden im Massepunkt. Dafür sind dann die 4x12V-Trafos ideal, weil bei Vollweggleichrichtung baut man sich den Commonweg zu, die parasitäre Trafokapazität wird duch die Diodenvollbrücke zerhackt, mithin auch alle Ausgleichsströme zwischen Geräte, die darin (in der Kapazität des Trafos) ihre Ursache haben. Also wie ein normales Doppelrail-Netzteil am Anfang, 12V-0V-12V, nur die 12-Leitungen gehen zur Brücke, die 0V Leitung an den Mittelpunkt zwischen den Siebkondensatoren. Der 0V-Punkt wird aber nicht weiterverwendet. Und immer gern mit kleinen Ladestromdämpfer-Widerständen und zwei Siebkondensatoren (als CRC), die ersten eher klein. Schaltbild bei Bedarf, falls es jetzt nicht klar sein sollte.

Ich habs nicht verstanden. Hast du eine "Beispielschaltung", an der das Prinzip verständlich ist?

KSTR schrieb:



Es hängt auch stark von der zu speisenden Schaltung ab, ob man a) extrem niedriges Rauschen und b) extrem niedrigen Ausgangswiderstand wirklich braucht. Letzteres ist schnell mal kontraproduktiv, wenn/weil nach längerer (damit immer recht induktiver) Zuführung zum Verbraucher mit den dortigen Pufferkondensatoren schnell mal kaum gedämfte Hochfrequenzschwingkreise entstehen. Am Verbraucher direkt will man ein eine möglichst flache Impedanz bis zur höchten oberen Grenzfrequenz der beteiligten Schaltungsteile, extrem niedrig muss sich nicht zwingend sein (20mOhm sind mehr als gut genug, 100mOhm oft auch noch). Daraus folgt letztlich auch, dass Universalnetzteile selten optimal "erwischt" werden, für die tatsächliche Konstellation. Auch wenn es zum Testen idR natürlich reicht. Weil idealerweise muss man das Netzteil die Verdrahtung und die lokalen Bypässe alle sauber aufeinander abstimmen, damit es nicht klingelt. Viele Leute sehen aus dem Grund lieber lokale mehr oder weniger aufwändige Shuntregler vor, die von Stromquellen (im einfachten Fall Widerständen nach dem L-Reglern) gespeist werden.

Noch was zur Simulierei, die Default-Mosfets und alle weiteren mitgelieferten von LTspice kann man komplett vergessen. Die einzigen mir bekannten "öffentlichen" Models mit tatsächlich realistischem (abgesehen vom thermischen) Verhalten sind die von IRFP244, IRF614 (N-Ch) und FQA9P25 und FQP2P25 (P-CH), erstellt von andy_c aus dem DIYAudio.com (sollte reichen zum dort suchen). Sind allerdings SubCircuits, keine direkten DeviceModels und erfordern auf SubCircuits gepatchte Symbole. Könnte ich alles in ein ZIP packen und zur Verfügung stellen...

das wäre wirklich nett.

Ich frage mich grade, ob ich das ganze wirklich soweit von Sigma22-Vorbild abwandeln (=entfernen) möchte. Seit ich die ESRs mitsimuliere und der Emitterfolger die FET-Gates treibt ist die Simu wirklich saustabil, da schwingt jetzt garnix mehr. Intention war ja eigentlich, ein "einfaches Sigma22" zu bauen, indem ich Integrierte OPs nutze. Allzuweit wollte ich davon nicht abrücken.

Liebe Grüße,
Ben
KSTR
Inventar
#27 erstellt: 17. Aug 2009, 16:29
Hier die Models:
http://www.freefileserver.com/950998

Und das Netzteil-Detail:


Grüße, Klaus
FlexBen
Stammgast
#28 erstellt: 17. Aug 2009, 18:23

KSTR schrieb:
Hier die Models:
http://www.freefileserver.com/950998

Und das Netzteil-Detail:


Grüße, Klaus


Und das dann zweimal, deshalb brauch ich vier sekundärwicklungen, richtig? Danach dann weiter wie gehabt? Und du würdest die beiden Rails dann nicht symmetrisch, sondern gleich aufbauen? Also den LängsFET der unteren Rail ausgangsseitig auf Masse legen, sodass der -15V-Pol direkt an der Trafosiebung hängt? Hab ich noch nie so gesehen, weder kommerziell noch im Hobbybereich.

Ich hab den Sinn des ganzen auch noch nocht verstanden. Warum glättet man da gegen die Mitte der Ausgangsspannung? Gibts da Literatur zu? Oder nen Link? Ich würde das gerne verstehen, bevor ich's bau.

Grüße,
Ben

PS: Weil's in Foren ja oft zu Missverständnissen kommt, was den "Grundton" einer Nachricht betrifft: Ich möchte dich mit meinen Fragen nicht "angreifen" oder auf die Probe stellen. Ich kenne diese Schaltungsart nur nicht und finde es deshalb etwas ungewöhnlich. Deshalb würde ich das gerne verstehen. Nochmals liebe Grüße, Ben
KSTR
Inventar
#29 erstellt: 17. Aug 2009, 22:33
Hi,
Sagen wir so, das läuft unter "zweitrangige Details"... speziell bei kleinen Trafos ist der Nutzwert auch eher gering und der Aufwand entsprechend höher. Bei kleineren Endstufen etc sieht das schon anders aus, wenn größere Ringkern-Trafos im Spiel sind. Sinn ist, dass über die ersten Kondensatoren ein recht niederohmiger Strompfad zum Trafo ständig besteht und zur Schaltungsmasse dann auch irgendwie, während bei normaler Vollbrücke pro Rail (so wie in der Vorlage) die Ausgleichströme auf Masse zwischen Geräten zerhackt werden, weil die Dioden ja die meiste Zeit "zu" sind. Wenn das mit einer nicht ganz optimalen Masseführung zusammen kommt oder miesen Kabeln, kann man sich z.B. ein leichtes Brummen/Britzeln einfangen, im Geräteverbund. Der Strompfad besteht in der vorgeschlagene Lösung zwar immer, jedoch wird ein ansonsten gutmütiger Albleitstrom (also fast pure 50Hz, wenig Oberwellen) nicht zerhackt (was eben schneller hörbar wird). Es gibt noch andere Maßnahmen das zu dämpfen (auch HF-Dreck von Netz, aber macht schnell Aufwand bei oft nicht lohnenden Nutzen (wenn also auch ohne nicht brummt/britzelt etc).

Die Widerstände (eher klein, so 0.22R bis 1R, so hoch wie man von Spannungabfall und Verlustleistung halt ertragen kann) dienen zum Dämpfen der Nachladeimpulse sowie leicht zu einer bessseren Filterwirkung, also etwas Störverbesserung des Netzteils selbst. Wobei es da auch viel auf die Verdrahtung ankommt (Schleifenflächen minimieren und kurze Wege sowie saubere Stromknotenpunkte). So wie gezeichnet wäre die "Sendefähige" Schleifenfläche z.B. recht groß. Solche Details sind dann auch beim Layout des Halbleiterteils wichtig (und die Parasitics des Aufbaus in LTspice zwar prinzipiell aber nur relativ aufwendig und unsicher simulieren).

Und ja, danach weiter wie gehabt, oder auch anders, nach Belieben -- du hast zwei unabhängige "blackboxen" mit jeweils einem Plus- und einem Minusausgang.

Grüße, Klaus


[Beitrag von KSTR am 17. Aug 2009, 22:35 bearbeitet]
FlexBen
Stammgast
#30 erstellt: 18. Aug 2009, 17:14
Hallo,

vielen Dank für die ausführliche Antwort. Ich werde dann lieber näher am Original bleiben und die Rails komplementär aufbauen, mit gemeinsamer Masse. Den Vorschlag, für beide Rails einen eigenen Gleichrichter zu benutzen, werde ich aber wohl übernehmen. Masse dann natürlich nur Ausgangsseitig. Die Eingansseitige Glättung dann vermutlich als CRC. Ich schmeiß gleich mal Spice an.


Vielen Dank euch allen für die nette Hilfe, ich melde mich sobald ich was Vorzeigbares zusammengeklickt habe.
Kay*
Inventar
#31 erstellt: 18. Aug 2009, 22:14
Ich bin gerade auf folgende Site gestossen
http://www.gammaelec...audio-hi-fi-diy.html

Vielleicht für den ein oder anderen interessant
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