Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik TPA3116 verzerrt nach einiger Zeit


von Manu O. (elektrofreak2)


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Guten Abend,

Ich habe mir vor einiger Zeit aus China einen Class D Verstärker 
geordert:

Http://m.ebay.de/itm/TPA3116D2-Class-D-Digital-Amplifier-Board-50W-50W-1 
2-24V-Dual-Channel-Stereo-AMP-/252019329885?nav=SEARCH

Dieser funktioniert eigentlich auch gut, aber:

- Verstärker verzerrt nach einiger Zeit fürchterlich, sodass
  man meint, ihn zerfetzt es jeden Moment!

- Bei Bässen zuckt die Status Led, wie als würde die 
Betriebsspannung zusammenbrechen! Stabilisiert durch 2x Elkos auf dem 
Bord sowie im Labornetzteil!

- man braucht eine große Eingangsspannung um eine ordentliche 
Ausgangsleistung zu erhalten.

Stromaufnahme @20V ca. 180 - 200mA bei ordentlicher Lautstärke!

Die Lautstärke die man bekommt bevor er verzerrt ist niemals 2x50w!

Was kann man da machen außer das Modul auszutauschen, etc.
Heißt: das Modul will ich in der Aktivbox eingebaut lassen.

P.S. Kann es sein, dass da eine Strombegrenzung im Modul eingebaut ist?

Danke im Voraus für eure Antworten!

von Noch einer (Gast)


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Das sollte man etwas systematischer angehen.

Wenn die Spannung zusammenbricht, steigen die Verzerrungen schon bei 
wenigen Watt stark an. (Leistung = Spannung zum Quadrat / Widerstand)

Als Labornetzgeräte noch analoge Messinstrumente hatten, konnte man den 
Spannungseinbruch bei Bässen noch sehen.

Hast du ein Voltmeter? Am besten die Soundkarte als Tongenerator für 
langsam lauter werdenden Messton benutzen. Und mit dem Voltmeter 
schauen, ob Versorgungsspannung gleich bleibt. Und ob die 
Ausgangsleistung plausibel ist. Mit der Brücke sollten 20V 
Versorgungsspannung so 13 - 14 Volt effektiv ergeben.

Das Datenblatt von TI herunterladen. Schauen, ob der einen 
Übertemperaturschutz hat, und ob der Verzerrungen verursachen kann.

von Manu O. (elektrofreak2)


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Ja er hat einen Temperaturschutz. Den Kühlkörper kann man aber noch ganz 
gut anfassen! Ich probier mal, einen Lüfter zusätzlich hin zu basteln.

von Axel S. (a-za-z0-9)


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Manu O. schrieb:
> Ich habe mir vor einiger Zeit aus China einen Class D Verstärker
> geordert:

ebay 252019329885

> Dieser funktioniert eigentlich auch gut, aber:
>
> - Verstärker verzerrt nach einiger Zeit fürchterlich, sodass
>   man meint, ihn zerfetzt es jeden Moment!
>
> - Bei Bässen zuckt die Status Led, wie als würde die
> Betriebsspannung zusammenbrechen! Stabilisiert durch 2x Elkos auf dem
> Bord sowie im Labornetzteil!

Ein Elko stabilisiert nicht. Der puffert ein bisschen die Stromspitzen, 
aber den mittleren Strom muß das Netzteil schon liefern können.

> - man braucht eine große Eingangsspannung um eine ordentliche
> Ausgangsleistung zu erhalten.

Was nennst du hier "Eingangsspannung"? Das Audio-Signal? Die 
Versorgungsspannung?

> Stromaufnahme @20V ca. 180 - 200mA bei ordentlicher Lautstärke!

LOL. 20V*200mA sind gerade mal 4W.

> Die Lautstärke die man bekommt bevor er verzerrt ist niemals 2x50w!

Logisch. Kann denn dein Netzteil überhaupt soviel Leistung liefern?

> Was kann man da machen außer das Modul auszutauschen, etc.
> Heißt: das Modul will ich in der Aktivbox eingebaut lassen.
> Kann es sein, dass da eine Strombegrenzung im Modul eingebaut ist?

Ich denke mal, der wird einfach zu warm. Das Kühlkörperchen da drauf ist 
ja wohl ein Witz. Selbst wenn man dem IC einen Wirkungsgrad von 90% 
zugesteht - bei 2x 50W werden da immer noch gut 10W Verlustleistung 
fällig. Der Kühlkörper ist aber eher für 1W gut. Noch weniger, falls es 
in der Aktivbox eng zugehen sollte und folglich warm wird.

von Noch einer (Gast)


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> 20V*200mA sind gerade mal 4W

Na klar, bei normal bei abgemischter Musik brauchst du die 100W nur für 
jeweils 20 Millisekunden, brauchst nur 4W im Durchschnitt.

Theoretisch würde es mit einem 20 Watt Netzteil und riesigen Elkos 
funktionieren. Nur wären die Elkos größer als die Lautsprecherbox.

von Wolfgang (Gast)


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Manu O. schrieb:
> Den Kühlkörper kann man aber noch ganz gut anfassen!

Dann darf der Übertemperaturschutz noch nicht runter ansprechen, es sei 
denn, der Wärmeübergang vom Chip zu Kühlkörper funktioniert nicht.

von Ein anderer Gast mit anderer Meinung (Gast)


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> Na klar, bei normal bei abgemischter Musik brauchst du die 100W nur für
jeweils 20 Millisekunden, brauchst nur 4W im Durchschnitt.

Das war mal vor 30 Jahren. So wie heute "normal" abgemischt wird liegt 
die mittlere Leistung um eine Zehnerpotenz höher.

von Manu O. (elektrofreak2)


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Eingangsspannung ist bei mir Audiosignal.
Labornetzteil kann 3A und Max 30V.
Ich Bau mal einen kleinen Lüfter hin, und dann aufdrehen dass der 
Temperatur bekommt und schauen, ob der dann auch verzerrt!

von Manu O. (elektrofreak2)


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Ich hab auch noch viele 3300uF Elkos! (;

von Manu O. (elektrofreak2)


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Ok, es ist nicht der Temperaturschutz!
Die Stromversorgung bricht zusammen! Aber nicht am Netzgerät, weil der 
immer auf constant voltage bleibt! Sonst würde der ja kurzzeitig auf 
constant current schalten!

von Manu O. (elektrofreak2)


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Kann das sein, dass die Leiterbahnen zu klein sind?

von Noch einer (Gast)


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> Aber nicht am Netzgerät

Spannung am Netzgerät und direkt am Chip messen.

Wenn du noch so ein altes analoges Voltmeter hast - da sieht man bei den 
Bässen die Nadel springen. Sonst einfach mit der Soundkarte vom Rechner 
einen Messton ausgeben.

von Manu O. (elektrofreak2)


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Messen am Chip kann ich nicht, weil er zu dicht verbaut ist!
Wie meinst du das mit dem Messton? Soll ich die Spannung da am Chip 
messen, wenn der Ton läuft?

von Noch einer (Gast)


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Erst mal direkt am Netzgerät messen. Kann ja sein, dass die Spannung nur 
so kurz zusammenbricht, dass die "constant current" LED nicht 
aufleuchtet.

Nur wenn das Netzgerät ausreicht, am anderen Ende des Kabels oder auf 
der Platine messen.

Normale Musik eignet sich nicht so gut zum messen. Im Durchschnitt hast 
du nur 200mA, die das Netzgerät locker schafft. Für 2*50W Bassdrumm 
brauchst du über 5 Ampere.

Einfacher wäre, du nimmst dir ein Programm, was gleichmäßige Messtöne 
erzeugt. Am besten 100Hz Sinus in veränderbarer Lautstärke. Damit kannst 
du dann in aller Ruhe schauen, wo eigentlich der Spannungsabfall 
entsteht.

von Manu O. (elektrofreak2)


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Ok, werde bald mal schauen!
Also denkt ihr, dass es am Neztgerät liegt?

von Pete K. (pete77)


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Also andere Platinen bei aliexpress.com zeigen größere SMD Spulen, die 
bei Dir völlig fehlen.
Kenne aber jetzt den Schaltplan des Moduls nicht. Hast Du das mal mit 
dem Datenblatt verglichen?

von Noch einer (Gast)


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Laut Texas Instuments Datenblatt verbessert ein LC-Filter den 
Wirkungsgrad, aber eine Ferritperle gegen Funkstörungen würde auch 
ausreichen.

Nächste Vermutung: Ohne LC-Filter schwankt die Stromaufnahme mit der 
1,2MHz PWM-Frequenz. Die Elkos können so hohe Frequenzen nicht 
ausgleichen und die schwankende Stromaufnahme bringt das Labornetzgerät 
durcheinander.

von Manu O. (elektrofreak2)


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also am ausgang noch ein lc glied?

von Noch einer (Gast)


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Willst du dieses Netzgerät auch später für die Aktivboxen benutzen? Ganz 
egal, ob die Chinesen bei deinem Verstärker Murks konstruiert hatten - 
ein Netzgerät 20V 5A brauchst du auch für einen anderen Verstärker. So 
könntest du auch mit dem testen, das später eingebaut werden soll.

Anfangen das Modul umzubauen? Ohne Erfahrung und Oszilloskop wird das 
nur stochern im Nebel. Kann sein, dass es schon beim zweiten Versuch 
klappt, kann sein, dass du rumprobierst, bis du genug Erfahrungen 
gesammelt hast, um den Fehler zu verstehen.

Aber als erstes - messen ob wirklich die Spannung am Netzgerät zusammen 
bricht, oder ob es an ganz was anderem liegt.

von Manu O. (elektrofreak2)


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Nein, das Netzteil kommt nicht in die Aktivbox rein! Den Verstärker will 
ich über einen Step Up Wandler an 12V 8A betreiben!

von Manu O. (elektrofreak2)


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Muss ich noch ausprobieren, ob das mit dem step up und dem 
digitalverstärker funktioniert! (;

von Axel S. (a-za-z0-9)


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Manu O. schrieb:
> Muss ich noch ausprobieren, ob das mit dem step up und dem
> digitalverstärker funktioniert! (;

Wird es nicht. Also zumindest nicht gut. Aber das erzählen wir hier jede 
Woche wieder einem anderen Newbie. So langsam wird das langweilig, zumal 
es ja auch keiner gerne hören will (was dann als "ich glaube das nicht" 
geäußert wird).

von Manu O. (elektrofreak2)


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Ja, danke für die ganzen Kommentare!
Mir reicht es jetzt mit den sch*** Teil! Ich hab noch einen TDA7388 
rumflacken! Der kommt jetzt da rein! Mich regt das ganze jetzt echt auf! 
Dann halt links und rechts noch eine buchse für zusätzliche Boxen und 
fertig!

von Manu O. (elektrofreak2)


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Und 4x40w sind ja nicht schlecht! (;

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