Werden Kondensatoren grundsätzlich an der falschen Stelle verbaut?

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Half-Borg
Stammgast

#1 erstellt: 28. Feb 2016, 18:35

Hallo,
ich habe letztens ein wenig zu Kondensatoren im Car Hifi gelesen. Dabei kam mir die Frage: Wie kann eine Endstufe mit 12V 4kW abgeben?
Zum Beispiel diese hier

http://www.toms-car-.../24201/rfl4001d?c=50 gibt angeblich so viel an 1Ohm ab.
P=U^2/R macht bei 12V 144W, bei 13,8V 190W.
Meine Schlußfolgerung: Die Endstufen müssen einen Aufwärtswandler haben. Das erklärt auch ganz nebenbei wie man es schafft die brückbar zu machen.
Aber warum schließt man dann Kondensatoren vor dem Eingang an? Würde es nicht viel mehr Sinn machen die Kondensatoren in der Spannungsversorgung der Endstufe, hinter dem Aufwärtswandler zu verbauen?

zuckerbaecker
Inventar

#2 erstellt: 28. Feb 2016, 19:04

http://www.hifi-foru...rum_id=165&thread=44

LexusIS300
Inventar

#3 erstellt: 28. Feb 2016, 23:08

Hallo,

was aus einem Gerät ohne Aufwärtswandler rauskommt siehst Du in jedem Autoradio oder "Qualitätsware" mit mächtiger Aufschrift z.B.:

http://amp-performance.de/790-First-Austria-1800W.html
Rund 4x 15 Watt, mehr sind einfach nicht drin.

Neben Deiner Milchmädchenrechnung fehlt auch noch der Wirkungsgrad welcher bei analogen Verstärker bei 50 bis 60% liegt.

Klar arbeitet Deine aufgezeigte Endstufe intern nicht mit 12 Volt, sondern wird per PWM Netzteil hochgewandelt, und zwar richtig hoch.
200 Volt bei so digitalen Prügeln sind da keine Seltenheit, hier der Aufbau:

http://amp-performance.de/990-MTX-Thunder-TH4000D.html
Und wie Du siehst sind da jede Menge Kondensatoren.

Das ist aber auch nicht das Ende der Fahnenstange, 9KW?
Kein Problem:

http://amp-performance.de/1163-Cactus-Sounds-K9s.html

Unschwer zu erkennen wird dann schon mit mehreren Phasen gearbeitet - geht auch noch viel mehr...

Tatsächlich gibt es aber einige wenige Hersteller welche eine Kondensatorbank für nach dem Netzteil anbieten, Rainbow iPaul BPM z.B.
Du meintest dann aber den "PowerCap" welcher bei diesen Dimensionen mehr als unsinnig ist - siehe Stefans Link.

Grüsse
Markus

[Beitrag von LexusIS300 am 28. Feb 2016, 23:14 bearbeitet]

scauter2008
Inventar

#4 erstellt: 29. Feb 2016, 00:25

P=U^2/R macht bei 12V 144W, bei 13,8V 190W.

Man hat im Auto etwa 14Vdc.
Für ein Sinus braucht man eine Wechselspannung, die wiederum eine Effektive Spannung hat.
Teilt man die DC Spannung durch Wurz2 (1,4241) erhält man die Effektive Spannung für das Sinus.
Aus den 14Vdc kann man ohne Spannungsverluste 9,8Vac generieren.
P= U² / R
P= 9,8² / 4Ohm
P= 96 / 4 Ohm
P= 24W Sinus

Für ein Sinus braucht man auch eine Negative Spannung.
Entweder man nimmt eine Vollbrücke, die aus 4 Transistoren bestehen und die Polarität am Ausgang ändert.
Oder man hat einen Kondensator am Ausgang, die Spannung am Ausgang kann dann aber nur noch die Hälfte betragen.
Es gibt auch Verstärker ICs die ein Negative Spannung erzeugen.

In Car HiFI Endstufe sind Durchflusswandler verbaut.
Auf der Primärseite hat man 2 Wicklungen die abwechselnd von den MosFets nach GND geschaltet werden, die Miteilanzapfung liegt direkt auf den +12Vdc
Dadurch ergibt sich ein Wechselfeld und der Kern wird voll ausgenutzt.

Auf der Sekundärseite sind wider 2 Wicklungen
Eine für die Negative Spannung und eine für die Positive Spannung.
Diese wird dann ganz normal mit B4 Gleichgerichtet.

Das Schaltnetzteil arbeitet meist mit 25Khz und höher.
Bei 25kHz dauert eine Periode 40µS, bei angenommen 90% Tastverhältnis liefert das Netzteil alle 36µS für 4µS keinen Strom.
Die Sekundären Kondensatoren müssen also nur den Strom für diese 4µS überbrücken damit aus dem Rechteck eine Saubere gleichspannung Spannung wird.

Ein 50Hz Sinus Periode dauert 20mS,
Der Elko wird in dieser zeit also 500 mal nachgeladen.
Eine Größere Kapazität würde also gar keinen Sinn machen.

Bei einen Normalen 50Hz Trafo z.b in Normalen HiFi/PA Endstufen, werden die Elkos nur 100x in der Sekunde nachgeladen.
Man braucht also sehr viel mehr Kapazität um diese Zeit zu überbrücken.

Mal ein Beispiel
Vollbrücke 500W an 4Ohm
Dafür braucht man etwa 63Vdc
Elko ist verbaut mit z.b 1000µF

W = 1/2CxU²
W= 0,5x0,001x63V²
W= 2Ws
Nach 4mS ist der Elko leer.
Wen er wie im oberen Beispiel mit 20kHz alle 4µS wieder aufgeladen wird, sind die 1000µF mehr als ausreichend.
Bei einen Trafo mit 100Hz wo der Kondensator etwa alle 10mS wieder ausgeladen wird, wäre der Kondensator viel zu klein.

[Beitrag von scauter2008 am 29. Feb 2016, 00:46 bearbeitet]

Audiklang
Inventar

#5 erstellt: 29. Feb 2016, 04:45

Half-Borg (Beitrag #1) schrieb:

Dabei kam mir die Frage: Wie kann eine Endstufe mit 12V 4kW abgeben?

für diese leistung muss dabei ein hoher strom fliessen

da kannst dir mal die werte für ne 3 kw stufe ansehen , da gehen ~ 300 A für durch

http://amp-performance.de/1286-MTX-X3000D.html

intern arbeitet der gerät auch nicht mit 12 volt sondern mit einer symetrischen spannung von 80 volt oder ähnlich ( je nach modell und hersteller )

Mfg Kai