Schaltnetzeil für PA-Endstufe Tipps

oGelöscht wegen Mod Differenzen

TBF:

Ich hab zwar jetzt eine Quelle für HF-Litze (thanx to stOne) und damit ist mein Problem der Teilebeschaffung erst mal gelöst (und jetzt kommen die nächsten Probleme ), aber eins interressiert mich:

Du schreibst oben was zur Auslegung der Endtransistoren, gibst z.B. RAM-Audio als Beispiel und die Faustregel mit den 50-100W.
Das ist alles OK denke ich. :wink:
Ich selbst benutze eine Strombegrenzung, die abhängig von der Ausgangsspannung des Amps den Strom begrenzt. Wenn mann es grob in einen Satz packt also etwa so: bei hohem Uds (ich benutzte Mosfets) Begrenzung auf kleinen Strom, bei kleinem Uds Begrenzung auf hohen Strom. Damit kann man aus der SOA immer alles rausholen was bei der jeweiligen Spannung gerade an Strom (dauernd oder für eine gewisse Zeit) erlaubt ist.
Ich dimensioniere es so, dass beim Überschreiten des ersten Drittel des 10ms Bereichs der SOA der Ausgangsstrom auf ein zur jeweiligen Ausgangsspannung gehöriges Maß begrenzt wird und ein Signal an die Steuerung geschickt wird. Steht dieses Signal länger als 5ms an, dann wird der Leistungsteil des Amps „hochohmig“ geschaltet (weder auf der pos. noch auf der neg. Seite können Ströme auf den Ausgang fließen) und das Netzteil wird sofort stillgelegt.
Das ist etwas umfangreich :o und die Bauteile sind schwer zu berechnen :o (Muss auch mit Lasten mit Phasenverschiebung zwischen U und I funktionieren :-? ...), aber ich gebe lieber 15€ mehr aus und rechne zwei Tage länger dran rum und mache es etwas überdimensioniert als nachher rumzuprobieren „wie viel noch zulässig ist“ und ein paar mal für 150€ neue Mosfets/Transistoren zu kaufen . Aber es funktioniert .

Da ich nicht daran zweifle das du Ahnung von dem hast was du da schriebst wollte ich mal hören wie du es machen würdest:
Man muss ja kurzzeitige Überlastungen zulassen, aber so ein Amp muss sowohl „totale“ Kurzschlüsse als auch 0,5Ohm – 1Ohm Kurzschlüsse zuverlässig überleben (z.B. schlampig verdrahteter Stecker am Ende eines langen (nicht allzu dicken) Kabels wo sich ein paar Litzen berühren oder ein Horn oder Mitteltöner brennt durch und wird hochohmig, dann bilden die Induktivitäten und Kondensatoren in der Passivweiche eines Tops eventuell einen schönen Reihenschwingkreis). Sowas muss nicht unbedingt nahe an 0 Ohm rankommen.
Wenn dann nicht begrenzt (und abgeschaltet) wird arbeitet ein Amp wie du ihn beschrieben hast in einem noch kritischeren Bereich der SOA. Eventuell ist der Widerstand des Kurzschlusses sogar noch zu groß um eine Abschaltung/Begrenzung ansprechen zu lassen (weil ja im Normalbetrieb noch Luft für Peaks sein muss)
Dann geht was kaputt oder wird dauerhaft vorgeschädigt (...und geht nächstes mal kaputt) bevor ein Themperatur-Fühler außen was davon mitkriegt.
Und das ohne Strombegrenzung selbst mehrfach überlastbaren Ringemittertransistoren im Kurzschlussfall von der Energie in den Netzteil-Elkos über den Jordan geschickt werden steht ausser zweifel, oder?

Gelöscht wegen Mod Differenzen

Zitat von "TBF"

hä? die Soa Protection sollte im Normalfall nicht eingreifen bei MOsfets einfach gate klemmen trivialer gehts nimmer bei Bipolaren ahlt 4 quadranten SOA Protection aus Baisbegrenzung - Emiterwiderstand stromabfall basteln das macht man so nebenher.
PIC???? öhm ... :o

Äh... es ist so ausgelegt dass die Protection im normalen Betrieb niemals eingreift, dass würde ja zu Clipping und Verzerrungen führen. Aber sie greift ein sobald die SOA gefährlich weit überschritten wird :wink: . Ich schätze mit "Gate klemmen" meinst du einfach die GS-Spannung begrenzen. Das geht auch, dafür komme ich bei Kurzschlüssen mit geringer Ausgangsspannung am Amp nur halt ziemlich weit in den 1ms Bereich der SOA, weil ich immer den gleichen Strom zulasse. Ich weiss ja nicht :roll: . Mein Ziel ist das der Amp eine Überlastung/Kurzschluss in jeder Situation ohne bleibende Schädigung aushält, das zahlt sich in der Praxis eventuell mal aus.

Meine ausgangsspannungsangepasste Begrenzung besteht pro Seite einfach aus 1 Transistor, 3 1%-Widerstände, 1 Zenerdiode und 1 2W-Widerstand und 2 1N4148 dioden und 1 Optokoppler, also eher wenig Material-Aufwand. Nur halt aufwendig zu berechnen.

PIC?
Hat im Amp-Modul selbst nichts verloren, aber ich setze sie in der Steuerung immer ein. Da steuert ein PIC bei mir bisher immer zuverlässig...
- Softstart
- Überwachung der Netzteilspannung
- Aussteuerungsanzeige
- Temperaturüberwachung
- Deaktivierung der Amp-Leistungsteile
- Lüftersteuerung
- Einschaltverzögerung
und reagiert auf Kurzschlussmeldung (von dem Opto aus der SOA...) und DC-Offset. Passt in eine Zigarettenschachtel. Als ichs früher aus Einzelteilen hatte war's ne ganze Europlatine. Und die Software kann man jederzeit ändern und verbessern, ne Eurokarte nicht... Nur ASM ist doof zu schreiben... :cry:

Da ich den Amp dringend brauche werde ich als Netzteil zunächst ein konventinelles nehmen, aber das Schaltnetzteil "wird nebenbei gebaut" und wird bei Erfolg nachgerüstet .

Ich werde es mit einem Gegentakt Durchflusswandler versuchen. Wahrscheinlich eher ungeregelt, aber dass weiß ich noch nicht ganz genau.

Inbetriebnahme:
Mit galvanisch getrennten Stelltrafo, 2 Oszi's (auch mit Stromzangen und Digitalspeicher) kann ich immer alle gefährlichen Stellen überwachen und den Saft langsam hochdrehen. Hoffe damit eventuellen plötzlichen "Bumms" :o vorbeugen zu können

Moin,
noch ein Vorschlag von mir: bau doch am besten einen Halbbrücken-Durchflusswandler auf (hab leider keine Ahnung, ob der im englischen auch noch als Flyback bezeichnet wird, wahrscheinlich eher als "forward converter" :roll: )
Vorteil: einfacher Wicklungs-Aufbau des Übertragers wie beim Sperrwandler aber kein Luftspalt nötig(!); Leistung gut bis in den kW-Bereich rein; Transistor-Sperrspannung nur 1xUnetz,gleichger.; nur Eintaktansteuerung nötig
Nachteile: 2 Transistoren benötigt; dadurch dass "oberer" Transistor floating ist, schwierigere Ansteuerung (gibt es aber Treiber-ICs, die das können); mehr Dioden nötig
Alles in allem denke ich aber, dass die Vorteile überwiegen (korrigiert mich, wenn ich etwas vergessen habe)
CU,
AmpChamp.

Hi

Ich glaube dieser Vorschlag ist nicht sooooo neu in diesem Threat :wink:

Moin,
ich wollte ausdrücken, dass ich eben nicht weiss, ob der von mir gemeinte Halbbrücken-Durchflusswandler im Englischen ebenfalls als Flyback bezeichnet wird, ob TBF eben auch diesen meint hat und vor allem ob alle, die hier mitlesen, die Weisheit genauso mit Löffeln gefressen haben wie andere...
Deshalb das ganze auf Deutsch, damit alle wissen, von was geredet wird und auch alle vom selben reden!
CU,
AmpChamp.

Hallo,
habe den Prototypen meines Schaltnetzteils fertig. Es ist ein Gegentaktwandler mit ETD59 N67 Kern. Es arbeitet mit 80kHz und ungeregelt mit knapp 95% Tastverhältnis. Habe es bisher nur an 35V Zwischenkreisspannung ausprobiert, denn es gibt ein Problem:
Wenn der eine Mosfet ausschaltet und der andere einschaltet schnellt die Spannung am Drain des ausgeschalteten Mosfets auf die doppelte Zwischenkreisspannung. Das ist ja klar und auch kein Problem, meine Mosfets vertragen 900V. Nur leider gibt es da noch eine Sinus-Schwingung mit ca. 800kHz, die etwa 100V Amplitude hat und exponentiell nach 3us abgeklungen ist. Durch probieren habe ich herausgefunden, dass ich mit einem 22nF Folienkondensator und einem 6,8Ohm—5W-Zement Widerstand welche ich parallel zu den Primärwicklungen lege das am besten bekämpfen kann. Die Amplitude der Schwingung sinkt auf unter 25V und die Frequenz sinkt auf unter 250kHz. Das ist OK. Nur leider wird eine (inakzeptable :shock: ) Menge Energie in den Widerständen verbraten, bei 35V Zwischenkreisspannung werden die schon ziemlich warm. An 230V hab ich’s noch nicht getestet, dass kommt erst, wenn bei 35V am Labornetzteil alles geht. Die Amplitude der Schwingung wächst nämlich mit der Zwischenkreisspannung und an 230V würde es meine Mosfets killen.
Was gibt es sonst noch für Möglichkeiten dass zu bekämpfen? Der Leistungsteil sieht dem pdf sehr ähnlich, dass hier mal der „stami“ am Anfang gepostet hat:
http://gb97816.bei.t-online.de/download/projekt_snt.pdf
Ich habe da die gleiche Schaltung aus 2 Dioden, Kondensator und einem dicken Widerstand um solche Überspannungen in den Zwischenkreis zurückzuführen. Einfach mal pdf angucken. Wirkt diese Schaltung erst bei größeren Spannungen?

Könnte es eventuell auch daran liegen, dass die Trafokerne etwa einen halben mm versetzt aufeinander sitzen? Verursacht das eine große Streuinduktivität oder ist das nicht so schlimm? Habe den Trafo nämlich erst mal provisorisch gewickelt.
Danke für alle Tips!

zuallererst:
Trafo Du meinst 0,5 mm Luftspalt???? öhmdas ist zu vielfürn Flyback zwar nicht aber fürn Gegentaktwandler schon Du hast einen Pseudoflybackresonanzkonverter gebaut oderso was ähnliches (der in der Tastpause dann genaudas macht was einflyback macht ...)wobei ich aber eher auf...

b)tippe: Layout??? das kling(el)t mir nach evtl.einer Gateeinstreuungdurch soll keinVorwurf seinschlampiges Layout oder
c)typischer Anfängerfehler High L Widerstand (Zement .... ich nehme an gewickelter Drahtwiderstand??? *G* )
d) kannauch noch sein deine Ansteuerung schwingt - b)
wobei ich eher auf
e) tippe Dein Pseudoflyback mit HArter Ansteuerung auf hoher Frequenz bei suboptimaler bewicklung in kombination Platinenlayout mir unbekannt fürht zu untollem Resonieren

Hinwesi die ÜBerschwinger hat man immer die snubbert man weg oder dimensioniert einfach alles dicker und verheizt das ganzenur 35V => 100 V ist"etwas" viel

wie lange sind deine Leiterbahnen? - symetrisch? Gatewiderstand? diode? Mosfettyp? schon mal mit normalen Frequemnzen zu beginn versucht?

kann die schaltung leider nicht ansehen weil mein Acorbat defekt ist sprich PehZeh schmiert einfach ab

ich nehme an den Trafo hastDu schon aus litze / vielen dünnen drähten geschalchtelt mit Zwischenlagenfolie (geschlitzt)gewickelt hier das ist Dir vermutlihc klar ist mit zunehmender Frequenz ganz extrem viel zunehmender genauer zu arbeiten sonst hat man so viel Streuinduktivität das das nicht mehr in den Griff zu bekommen ist - Du schreibst Provisorisch - wie Provisorisch?

eine Frage -ist zwar logisch aber sicherheitshalber Sekundär wird schon belastet mit R plus LowESR oder? weil wenn sekundär "nichts" ist dann hättest du bes. in zusammenhabng mit Steuinduktivität / kapazität einene "vermurksten" teslatrafo gebaut der Selbsttätig auf 800 kHz und nach belastung durch sinken der Strukapüazitäten in seiner Frequenz sinkt - man kann dem übrigens durch auswahl von *schlechtem*Ferit entgegenwirken - das sit übrigens auch ein Grund für N27 das 800 schonsehr gut dämpft N67 zieht da voll druch ...

evtl. würde es helfen wenn man Fotoy layout aufbau und Oszillogramme hätte - wie gesagt das PDF ist für mich zZT son problem

Klingt nach "etwas" zu "hektischer" Ansteuerung............. :mrgreen:

Wellenfront:

Wenn die Flanken der Mosfetansteuerung nicht steil sind kriege ich doch große Verluste in den Mosfets...

@ TBF:

Nein, der Kern hat keinen Luftspalt, es ist ein ja ein Gegentaktwandler, läuft mit 80kHz.
Es ist zuerst „provisorisch“ gewickelt und die Elektronik auf Lochraster aufgebaut. Habe zwei Primärwicklungen mit je 15 (berechnet, nicht probiert...) Windungen HF-Litze (245x0.1). Übereinander mit Zwischenlagenisolation. Ist mein erster selbstgewickelter Trafo muss ich zugeben :oops: . Vergossen ist noch nichts, so kann ich noch was ändern und leichter optimieren. Erst wenn das ganz ordentlich funktioniert wird der Trafo vergossen, eine Platine geroutet und dann baue ich das ganze dann noch mal richtig ordentlich auf. Ist halt Lochraster weil ich möglichst keine „Kinderkrankheiten“ ins spätere Design reinschleppen will, das Anfertigen der Platinen ist nämlich nicht ganz billig.

Ich habe auf der Sekundärseite zum Ausprobieren einfach ein paar Windungen HF-Litze um den Mittelsteg gewickelt und einen dicken Lastwiderstand (ohne Gleichrichter und Siebung) angeschlossen, in dem ich ca. 60W verbrate. Funktioniert auch sehr gut, der Wirkungsgrad ist voll OK.

Die Ansteuerung der Gates ist auch OK, geht rauf auf fast 15V klappt dann nach 2us auf ca. 13V runter und bleibt da bis abgeschaltet wird. Sind nur immer ganz kurzzeitig ca. 50mV an Störung drauf. Habe alle Betriebsspannungen von dem UC3825N neben normalen Elkos auch mit Folienkondensatoren gepuffert und Keramikkondensatoren gepuffert, das IC ist sehr pingelig. An den Ausgängen bringt es 1,5A (sink+source). Die Gates hängen da über 15Ohm Widerstände dran, also Einstreuung muss schon stark sein dass da was draufkommt.

Habe Zementwiderstände mit hoher Induktivität im Shunt zur Strommessung verbaut, das habe ich auch schon gemerkt, ist aber im Moment nicht schlimm, kann nur passieren, das bei hohen Belastungen die Strombegrenzung früher als gewollt greift. Aber bei so hohen Strömen bin ich noch nicht, das kommt später und dann werden die ausgewechselt.

Zum versetzten Kern:
Die beiden Hälften liegen schon voll aneinander an, nur die eine Seite ist etwa einen halben mm versetzt, ich dachte eben dass da eventuell eine hohe Streuinduktivität von kommt. Und bevor ich den Kern ein paar mal zerlege und am Ende die Plastikkante vernabbelt :mrgreen: wo die Metallspangen reingreifen Frage ich erst mal nach...

Ich glaube auch nicht das es unbedingt an der Elektronik liegt, die Schwingung sieht aus wie ein Paradebeispiel für einen Parallelschwingkreis aus einem Elektrolehrbuch... :mrgreen: Perfekter abklingender Sinus... :mrgreen: Immer nach dem Ausschalten am Drain des gerade abgeschalteten Mosfets...

Falls du einen Schaltplan haben möchtest einfach ne pn mit deiner eMail, dann schicke ich dir heut oder morgen eine gezippte Bitmap. Oszillogramme: Habe leider keine Digicam um meinen Analogscope abzufotografieren und auch keine Treiber/Verbindungskabel um Daten von meinem alten Speicheroszilloscope auf den PC zu kriegen... Schaltplan kann ich dir aber schicken (und jedem anderen wenn’s jemanden interressiert)

also ohne Luftspalt ist schon malrichtig - ich habeDich falsch verstanden und dachte um gottes willen gegentakt und luftspalt dachte mir aber schon das das so nicht sein kann.
die Trafo plastik Wickelkörper sind so billig - da muss man nicht sparen- LAcken .... von mir aus aber es macht das umwickeln im falle des falles "etwas" komplizierter ich nehme an wenn du provisorisch schreibst das Du wohl schon zu provisorisch bist bei 80 kHz ist Präzision gefragt und gute überlegung *wie* zu wickeln ist und wo Schirmflolie anzubringen ist
Loichrasterplatine? sei froh das überhaupt was geht das dürfte zu 90% auch die Ursache sein Du hast einen schönen Kondensator mit Streuinduktivitäten der Drähte (wie lang? hoffentlich nicht) gebaut wie WF shcon meinte daher hektische Ansteuerung - diese ist imens wichtig! Du musst ja wie Du schon angemerkt hast die Verlustleistungen im Griff haben mit Gatebeschaltung, Snubberdimensionierung, Platzierung undrichtigen Bauteilen erstaml otpimieren nichtverheizen, vermeiden! wenn dann das layout "Steht" kann man dann weiter machen - 90% Schaltnetzteilentwicklung ist Layout 5% Trafo 2% Drossel der rest Schaltungsdesign beim layouten immer die PArasitären Kapazitäten induktivitäten "sehen" und umgehen genauso auf saubere!!!! Gateführung achten wenn das nicht sichergestellt ist hat man shcon verloren. ebenfalls die STromführenden LEiterbahnen zum Trafo nicht vernachlässigen heir tauchen extreme Stromsteilheiten auf die in zusammenhabng mit eben C und L zu unangenehmen "nebeneffekten" führen

welche Mosfets? Gatebeschaltung? schon mal mit normaler Frequenz probiert? Platine schon mal geschnitzt?

:mrgreen:

Zitat von "st0ne"

@jerolm: ich könnte dir anbieten das layout bei uns in der firma fräsen zu lassen... darf halt dann nicht zu groß sein, dann fällts nicht auf :wink:

Danke für das Angebot, aber ich hab da eine Firma an der Hand, die nicht sooo teuer ist... Mache nämlich auch meine Amps und ähnliches seit einiger Zeit alle nur noch auf "richtigen" Platinen. Ist vieeeel einfacher...

Mein SNT Proto ist aber Lochraster, kein Streifenraster, denn das taugt meiner Meinung nach zu (fast) garnix weils u.a. eine Menge Arbeit macht.

Werde aber erstmal den Trafo direkt zu den Mosfets setzen, der liegt aus "experimentiertechnischen Gründen" :mrgreen: "der Einfachheit halber" :mrgreen: an 30cm Kabel neben der Platine... Bitte nicht hauen :oops:
MFG

Hab den Trafo bis auf 10cm Kabel an die Mosfets gebracht:
Erfolg auf ganzer Linie
Werde jetzt ein Layout machen und in ca. 3-6Wochen mal posten wie's läuft...
Danke für alle Tips!

Ursachenbekämpfung ist der richtige Weg.... :wink: