Hallo Leute, hab ein Problem bei der Berechnung meiner geplanten PWM-Endstufe. Ich kann nirgends finden wie ich das Netzteil dafür auslege, ich habe beispielsweise ausgerechnet das ich für meinen Verbraucher, welcher 8 Ohm hat und an den 100 W abgegeben werden sollen eine Betriebsspannung von V_b = 44,5V anliegen muss. Nur wie berechne ich nun die Strombelastbarkeit meines Netzteils/Trafos. Einfach 100W/44.5V ? Das wäre alles? Lieg ich da richtig oder falsch? Grüße und vieln Dank, MatizTatiz
Die Rechnung Watt/Volt = Strom (P/U = I) stimmt schon, die 44 Volt aber nicht. Auf den nötigen Strom kommt man beispielsweise damit: I = sqrt(P/R) Spannung erhält man indem man dann wieder Watt/Ampere rechnet, oder direkt mit: U = sqrt(U*R) Ausrechnen darfst du jetzt selbst.
oh, ich habs gemerkt: Ich hab die Formel von Pulsweitenmodulation: Beispiel genommen. Komme nun mit f_T = 250KHz und somit einem DC von 90% auf 29,81V (gerechnet: Vcc = sqrt[100W*8Ohm/0,9]).
Ist das richtig? bzw. ich rechne für Halbbrücke aus, hab mich vertan, bin neu auf dem Gebiet.
warum nicht gleich mit 100% DC ? Entspricht dem Vollausschlag, und somit dem worst case.. mfg Stefan
Es hängt davon ab, wofür deine Endstufe ist. Bei Audio wird RMS gemessen, 100W sind also Sinus-Effektivwert (es sei denn man spezifiziert Peak oder P.M.P.O.) und brauchen eine 1.414 höhere Spannung und daher in der Spitze der Sinuswelle einen 2 mal höheren Spitzenstrom - im Mittel fliesst aber der effektive Strom. Bei Klasse AB Endstufen muß dieser aber aus der Spitzenspannung bereitgestellt werden, da entsteht also der 100-78=22% Verlust des Wirkungsgrades. Bei Klasse D PWM Endstufen braucht es den effektiven Strom bei effektiver Spannung und obwohl die Spitzenspannung als Betriebsspannung vorgelegt werden muß, wird dort der Rest nicht einfach verblasen, sondern es sinkt, wie beim Schaltregler, die Stromaufnahme proportional. Also: 100W eff an 8 Ohm braucht +/-28V eff oder +/-40V Spitze. Bei 28V fliessen 3.5Aeff. Da aber diese 3.5Aeff aus 40V bereitgestellt werden zieht man im Mittel aus der Versorgungsspannung nur 2.45A, denn PWM Klasse D Endstufen sind Schaltnetzteile und 2.45A*40V=100W. Wenn deine Schaltung mit 44V statt 40V versorgt wird wären es nur 2.27A, da aber davon auszugehen ist daß sie die 4V für sich selbst verbraucht als Verlust, bleibt es bei den 2.45A. Aber das ist der mittlere Strom. Der Spitzenstrom liegt durchaus höher, 8 Ohm an 40V lassen 5A fliessen und in dieser Spitze ist auch nichts mehr mit transformieren. Hast du also als Netzteil ein konventionelles Netzteil, reicht es, das auf 2.45A (+Eigenbedarf) auszulegen weil konventionelle Netzteile so träge sind, der Eisenkern und Kühlkörper wird sogar auf weniger ausgelegt, denn Sinus ist nicht die Dauerbelastung eines Verstärkers, sondern "Musik" und die kocht auf eher kleiner Flamme. So ein Trafokern ist träge. Hast du ein Schaltnetzteil, muss dieses 5A liefern können, denn das mittelt nicht so lange, das taktet ja meist mit 100kHz und ist nach wenigen Millisekunden am Ende. Schaltnetzteile sind nicht träge. Daher sind Schaltnetzteile bei Audioverstärkern eine eher blöde Wahl, sie müssen deutlch überdimensioniert werden um auch die Spitzen zu schaffen. Steuert die Endstufe eine Lampe oder einen Motor mit Rechtecksignalen an, reicht aber für 100W an 8 Ohm die 28V und 3.5A weil dann PWM eben zu 100% an ist.
Vielleicht als kleiner einwurf hier: Es wird heutzutage kaum mehr eine Endstufe auf Sinus ausgelegt sondern für Signale mit deutlich mehr Crestfaktor... Eine wirkliche Vorschrift existiert nicht über die Leistungsangabe, vielleicht gibts die ja mittlerweile kA. Jedenfalls schummelt jeder so gut er kann, da werden dann Leistungen angegeben, wenn auch bei der Messung nur ein Kanal gelaufen ist, somit auch nur einer das Netzteil belastet usw... Wenn Du das Dingen allerdings wie von MaWin beschrieben Dimensionierst, machst Du sicherlich nichts falsch. In PA-Endstufen werden dennoch Schaltnetzteile eingesetzt (und allerlei andere Verstärkertopologien, das gehört hier jetzt nicht her) einfach aus Gewichtsgründen.
Danke an MaWin für diesen guten Beitrag.
Besten dank MaWin, das hat mir sehr weitergeholfen, habe es nun verstanden!!
MaWin schrieb: > Steuert die Endstufe eine Lampe oder einen Motor mit Rechtecksignalen > > an, reicht aber für 100W an 8 Ohm die 28V und 3.5A weil dann PWM eben zu > > 100% an ist. Hm, je nach Verbaucher und Verkabelung klappt das bei höheren Frequenzen mit der PWM nicht mehr, weil die Verluste steigen.
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