Hallo zusammen, ich habe mal in SPICE ein kleines Netzteil für einen Verstärker entworfen und würde gerne wissen ob meine Überlegungen soweit richtig sind. Mir ist klar dass man sowas mit den üblichen 3Bein-Reglern einfacher machen kann aber 1.lernt man dabei nix 2.ist eine diskrete Lösung mit Zenerdiode sogar rauschärmer(siehe http://www.tnt-audio.com/clinica/regulators_noise3_e.html) Das Netzteil soll einen Audio-Verstärker versorgen der 20W in 8-Ohm Lautsprecher liefert. Die dafür nötige minimale Versorgungsspannung beträgt U=sqrt(2)*sqrt(P*8) = 17.8V; in der Realität wird's wohl etwas weniger als 20W Ausgangsleistung weil die Push-Pull-Stufe nicht ganz "rail-to-rail" geht. Je positivem und negativem Zweig fliessen max. I=2P/U=2.2A; ich rechne vorsichtshalber mit 2.5A. Als Trafo dient ein 2x15VAC sek. Ringkern, das gibt nach Gleichrichter und Siebelko sqrt(2)*15=21V. Gesiebt wird mit 22.000uF; damit sollte die Brummspannung max. UBr = 10*2500[mA]/20.000[uF] = 1.25V betragen. Für die Regelung wird eine 18V-Zenerdiode mit Darlington-Emitterfolger verwendet (BD135/136 als Treiber, 3055/2955 als Längstransen). Da die Zenerspannung hier durch die zwei Basis-PN-Übergänge durchmuss wird das so aber nix: Nach Abzug der Brummspannung bleiben für die Zenerdiode nur noch 18.75V übrig. Also habe ich einen Spannungsverdoppler vorgesehen der +/-40V erzeugt mit dem die Zenerdiode gespeist wird; die Schaltung ist hier beschrieben: http://www.jogis-roehrenbude.de/Bastelschule/Kaskade.htm Der Vorwiderstand ist so dimensioniert dass ca. 3mA durch die Z-Diode fliessen. Um die zwei PN-Übergänge im Darlington zu kompensieren sind noch zwei Si-Dioden in Reihe geschaltet. Der 36R-Widerstand in der Basis soll nur dafür Sorgen dass der Emitterfolger nicht schwingt. Als Last habe ich in der Simulation zwei 7.2R-Widerstände eingefügt. Dynamischer Belastungstest folgt noch. Bislang scheint zumindest in der Simulation alles zu funktionieren wie geplant/berechnet... kaum zu glauben :o) Im Anhang noch die SPICE-Datei und das Simulationsergebnis: Grün die Spannung nach Gleichrichter+Elko, rot die Zenerspannung und blau die stabilisierte Ausgangsspannung bei 2.5A Belastung.
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Für NF-ENDstufen benutzt man normalerweise ungeregelte Stromversorgung. Die Restbrummspannung bleibt dabei ohne Auswirkung, solange die Endstufe nicht mit 100% Leistung betrieben wird, was man wegen Klirren und Clippen sowieso vermeidet.
Ja ja, die Simulation. Schau mal, wie deine Spannung brummt, wenn die Netzspannung mal einen schlechten Tag hat und nun -10% weniger liefert. Der Abstand zwischen minimaler Siebelkospannung und gewollter Ausgangsspannung ist also zu klein, man müsste mindestens mit der erlaubten Netzspannungstoleranz rechnen. Die jeweils 2 Dioden D15/D16 D6/D9 kann man natürlich mit einer grössere Z-Diode sparen, die Temperaturkompensation der Dioden ist hier nutzlos da sie einerseits nicht mit auf dem Kühlkörper sind und es andererseits nicht so genau drauf ankommt. Aber der Trick, mit einen Spannungsverdoppler eine höhere Spannung für die Z-Dioden zu erzeugen damit ihre Stromstabilisierung durch den Vorwiderstand einfacher wird, ist schlau.. Den Elko C3 C6 dinde ich jedoch zu gross: Die 1 Sekunde hochlaufen der Spannung bedeutet nicht nur daß dein Verstärker in der Zeit möglichst noch stumm bleibt, sondenr auch daß die 2N3055 und 2N2955 in der Zeit voll ihren SOA Bereich durchlaufen und falls der Verstärker NICHT stumm bleiben würde sehr hohe Verlustleistung produzieren. 1 sec ist schon länger als man wärmeträge puffern kann. Nimm 47uF und auch C4/C5/C7/C8 könnten wohl kleiner sein. Daß man eine Vorstabilisierung bei Audioverstärkern nur braucht, wenn man z.B. IC-Verstärker knapp an der oberen Betriebsspannungsgrenze betreibt und dann nicht noch genug Platz (headroom) für Netzspannungsschwankungen und Elkoripple hat, sollte klar sein. Ein Audioverstärker ist bereits ein Spannungsregler, und besser wird es auch nicht wenn man 2 Regler hintereinanderschaltet. Im Gegenteil, bei 2 Reglern könnte man sich sogar kritische Regelbereiche einhandeln. Da es hier nur eine Stabilisierung ohne Regelung ist, hast du das Problem aber elegant umgangen.
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Das hat mir jetzt zu denken gegeben :) Im Anhang mal das Ergebnis für ein unstabilisiertes Netzteil (nur Gleichrichter+Siebelko) bei dynamischer Belastung (Stromspitzen 2A/1kHz). Die Brummspannung ist ca. 0.4V bei 100Hz. Zum Vergleich das Ergebnis der Zener-Stabilisierung: Die Brummspannung ist ca. genauso hoch aber hat jetzt 1kHz. Was ist denn nun "besser" für eine Audioanwendung? Man könnte ja argumentieren dass der Brumm bei der Stabilisierung wenigstens der Tonfrequenz folgt, während es sonst eben Netzbrumm ist :) Mit 10% Netzunterspannung habe ich auch mal simuliert, sogar mit 20%. Irgendwann zenert die Diode nicht mehr und dann wird die Stabilisierung wirkungslos; die Brummspannung ist dann 0.6V. Also ich sehe ein dass bei der knappen Dimensionierung die Stabilisierung kontraproduktiv ist, da müßte ich mit der Ausgangsspannung nochmal runtergehen. >Ein Audioverstärker ist bereits ein Spannungsregler, und besser wird es >auch nicht wenn man 2 Regler hintereinanderschaltet. Im Gegenteil, bei 2 >Reglern könnte man sich sogar kritische Regelbereiche einhandeln. Da es >hier nur eine Stabilisierung ohne Regelung ist, hast du das Problem aber >elegant umgangen. Fragt sich warum die Audiophilen so stolz sind auf ihre "Superregler"-Platinen mit ollen 317 und zehn Milliarden Elkos drauf... Lektion des Tages: Weniger ist manchmal mehr :) Auch gut, spare ich Platz im Gehäuse...
kennie schrieb: > Fragt sich warum die Audiophilen so stolz sind auf ihre > "Superregler"-Platinen mit ollen 317 und zehn Milliarden Elkos drauf... Audiophile sind auch stolz auf Super-Ultra-Mega-Netzkabel für 2000,-€. Guckst du hier, Infos vom Profi: http://www.thel-audioworld.de/module/Netzteil/Infos.htm http://www.thel-audioworld.de/module/spr/Info-spr.htm
kennie schrieb: > Fragt sich warum die Audiophilen so stolz sind auf ihre > "Superregler"-Platinen mit ollen 317 und zehn Milliarden Elkos drauf... Aus dem selben Grund, aus dem sie USB-Kabel für mehrere hundert Euro kaufen, um das Signal nicht zu verfälschen. Oder Netzkabel mit Filter, Goldstecker, Schirm und 2,5^2 kaufen, natürlich aus sauerstoffreiem, mondphasengerecht elektrolytisiertem rechtsdrehendem Kupfer.
MaWin schrieb: > Aber der Trick, mit einen Spannungsverdoppler eine höhere Spannung für > die Z-Dioden zu erzeugen damit ihre Stromstabilisierung durch den > Vorwiderstand einfacher wird, ist schlau. Noch schlauer ist es, auch den Ansteuertransistor mit der höheren Spannung zu versorgen: http://www.elektronik-kompendium.de/public/schaerer/labnt1.htm Abgesehen davon, das man Spannungsregler für NF-(Leistungs-)Verstärker eigentlich nur dann braucht, wenn man bei IC-Verstärkern deren zulässige Höchstspannung voll ausnutzen will. Gruss Harald
Du gehst viel zu wissenschaftlich heran. In der Anfangszeit der Transistorverstärker war auch eine harte stabilisierte Spannung üblich. Das braucht man aber nur, wenn man den den Verstärker mit Sinus belastet. Bei Musik braucht man das aber nicht. Das war ein raffinierter Abgleich der Verstärkerhersteller in Bezug auf Trafospannung, Kapazität der Kondensatoren und Überlastung. Die Werte waren nicht zufällig. Für die Speisung der Endstufe brauchst du keine elektronisch Regelung.
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