Hallo, ich lese grad ein paar Sachen zu analoger Schaltungstechnik und versuche mich grad an einem komplett diskreten Class AB Amp mit Mosfets am Ende. LTSpice File im Anhang. Kurze Beschreibung der Stages: Als erstes Differenzstage mit 200 Ohm Widerständen drinnen oben die den nächsten Transistor Biasen sollen. Als nächstes eine Stage mit festem Strom. Der PNP oben regelt die Spannung. In der Mitte ist so ein Teil, was manche als "Doppeldiode mit veränderlicher CE" Spannung beschreiben. Will ich später mit einem Poti einstellen können und soll die Transistoren der nächsten Stage biasen. Danach eine "PushPull" Stage, hoffe der Ausdruck ist korrekt und dahinter die Mosfets dann. Rückgekoppelt mit einem Spannungsteiler. Spannungsverstärkung soll 20 sein. Kurz ein paar Fragen: 1. So wie die Simulation im Anhang ist, läuft sie. Setze ich die Amplitude des Eingangspegels hoch auf 2.2V z.B. wird die negative Welle am Ausgang bei ca. 38V abgeschnitten. Ich vermute aktuell den Fehler noch bei der Stromquelle Q5/R8, dass der Strom zu gering ist oder aber über R8 zu viel Spannung abfällt. Wenn ich R8 geringer mache (z.B. 100 Ohm) und mehr Strom durch die Stage jage, dann funktioniert der Amp gar nicht mehr (keine positive Halbwellen mehr möglich...) Wieso? 2. C3 oben bei Q4 ist ja das, was man "Miller Compenstation" nennt. Damit kann man die Feedbackstabilität erhöhen. Habe ich zumindest so gelernt. Der Wert den der Kondensator hat habe ich durch probieren herausgefunden. Gibt's da irgendwie ne Möglichkeit herauszukriegen was da passend ist? 3. Im Buch "The Art of Electronics" wurde mal beschrieben anhand eines Beispiels dass der Ruhestrom an der Ausgangsstage bei ca. niedrigen 3-stelligen mA Bereich liegen sollte. Eigentlich war mein Plan dass man den Ruhestrom über R5/R6 einstellen kann (funktioniert prinzipiell auch wenn man den Strom in der Stage von R11 sich anschaut), tatsächlich fliest aber überhaupt kein Strom durch die Mosfets bei Null-Lage. Ist das überhaupt ein Problem wenn es grundsätzlich funktioniert? Was ist falsch an meinem Design? 4. Wenn man als Eingangsspannung einmal 0V anlegt, dann sieht man, dass der AMP einen DC Offset von fast 500 mV hat. Warum regelt der Differenzverstärker den Offset nicht weg? Fragen über Frage... Danke schonmal!
Markus schrieb: > 1. So wie die Simulation im Anhang ist, läuft sie. Ähm: Error on line 3 : d1 -50 n020 ptz6_8b Unable to find definition of model "ptz6_8b" Error on line 11 : q4 n006 n002 50 0 2sa1579 Unable to find definition of model "2sa1579" Error on line 43 : d2 -50 n019 ptz6_8b Unable to find definition of model "ptz6_8b" Und mit den Dateien: Natürlich. In der Simulation perfekt identische Bauteile und immer konstante Daten. In der Realität ist die Parallelschaltung dieser MOSFETs über so kleine Source-Ausgleichwiderstände schlicht unzureichend, es müssten ca. 3V am Widerstand abfallen damit das den Strom halbwegs verteilt. Mit lateralen MOSFETs (2SK135, BUZ900 etc.) die nur ca. 0.9V Ugs haben ist die Verteilung leichter. > 2. C3 oben bei Q4 ist ja das, was man "Miller Compenstation" nennt. > Damit kann man die Feedbackstabilität erhöhen. Habe ich zumindest so > gelernt. Der Wert den der Kondensator hat habe ich durch probieren > herausgefunden. > Gibt's da irgendwie ne Möglichkeit herauszukriegen was da passend ist? Man kann das zwar theoretisch ausrechnen, da aber Pikofarad in jeder realen Schaltung schon durch Bauteilnebenwerte und Leiterplattenlayout überstimmt werden, ist Anpassen an die Realität trotzdem nötig. > Eigentlich war mein Plan dass man den Ruhestrom über R5/R6 einstellen > kann (funktioniert prinzipiell auch wenn man den Strom in der Stage von > R11 sich anschaut), tatsächlich fliest aber überhaupt kein Strom durch > die Mosfets bei Null-Lage. Na ja, Ruhestrom ist nicht die Stromaufnahme der Gesamtschaltung, bei dir dann durch R11, sondern schon Strom durch die (parallelen) MOSFETs. Du brauchst also mehr Vorspannung (hättest du die Vorstufe mit 2 x 50R an den Ausgang gekoppelt, und damit eine Edwin-Endstufe gebaut, wäre der Ruhestrom durch die Endtransistoren tatsöchlich ß aber die Edwin gilt auch als ruhestromlose Endstufe trotz den hohen Stroms in der Vorstufe). Letztlich ist der Ruhestrom auf den Wert einzustellen, bei dem die Verzerrungen am geringsten sind (oder: ausreichend niedrig um die Vorgaben zu erfüllen). > 4. Wenn man als Eingangsspannung einmal 0V anlegt, dann sieht man, dass > der AMP einen DC Offset von fast 500 mV hat. Warum regelt der > Differenzverstärker den Offset nicht weg? Wegen begrenzter Verstärkung. In der Simulation könnte er vielelicht sogar auf 0 regeln, aber in der Prakis sind Drifts der Bauelemente je nach Temperatur viel viel grösser und du hättest sicherlich mehrere Volt Abweichung, daher nie gleichspannungskoppeln (ohne Servoverstärker).
Markus schrieb: > 4. Wenn man als Eingangsspannung einmal 0V anlegt, dann sieht man, dass > der AMP einen DC Offset von fast 500 mV hat. Warum regelt der > Differenzverstärker den Offset nicht weg? Mache doch ein Poti zwischen Q2 und Q3, Schleifer an Q1 dann kannst Du den Offset einstellen. LG old.
So, der Offset wäre damit weg. Die 0,1 Ohm Widerstände müssen nicht unbedingt sein, wenn man die Transistoren gut überdimensioniert und sehr gur thermisch gekoppelt sowie anständig gekühlt hat, dann verteilt sich der Strom und man kann die Dinger weglassen. Es gibt aber so viele leistungsstarke Transistoren, da nimmt man gleich den richtigen und spart sich die Parallelschalterei. Die Ruhestromeinstellerei brauchst du um am Nulldurchgang die Übernahmeverzerrungen zu reduzieren. Das machst du selbst, ich habe jetzt Mittag...
Und nimm möglichst Transistoren, die mit kleinerer Ugs auskommen.
ths schrieb: > Die 0,1 Ohm Widerstände müssen nicht unbedingt sein, wenn man die > Transistoren gut überdimensioniert und sehr gur thermisch gekoppelt > sowie anständig gekühlt hat, dann verteilt sich der Strom und man kann > die Dinger weglassen. Es gibt aber so viele leistungsstarke > Transistoren, da nimmt man gleich den richtigen und spart sich die > Parallelschalterei. Wie kann man nur so viele Fehler in einen einzigen Satz stecken ?
Angehängte Dateien:
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UebernahmeVerzerrungen.jpg
440 KB
Hallo, der letzte Entwurf hat die Übernahmeverzerrungen noch verschlimmbessert. mfg Klaus
ths schrieb: > Es gibt aber so viele leistungsstarke > Transistoren, da nimmt man gleich den richtigen und spart sich die > Parallelschalterei. Für analoge Verstärker ist das Angebot an Leistungs - MOSFETS arg begrenzt. Oder weisst Du da mehr? mfg klaus
Es war bisher nicht die Rede von bestmöglicher Qualität, ebensowenig wissen wir über den Einsatzzweck. Damit ist die Auswahl noch nicht so eingeschränkt. Hier geht es nach meiner Auffassung eher um Grundprinzipien.
ths schrieb: > Hier geht es nach meiner Auffassung eher um > Grundprinzipien. Gerade eben deswegen. Ein MOSFET - Schalttransistor kann zwar irre Ströme schalten. Wenn Du ihn analog einsetzt brennt er sehr schnell durch. Da kann Dir MaWin bestimmt einiges zu sagen. mfg klaus
Wie kommst du jetzt auf Schalttransistoren? Mach doch zur Abwechslung mal einen konstruktiven Vorschlag.
ths schrieb: > Wie kommst du jetzt auf Schalttransistoren? Mach doch zur Abwechslung > mal einen konstruktiven Vorschlag. Dann etwas anders formuliert. Nenne doch mal Leistungs - MOSFETs die für analoge Verstärker geeignet wären. IRFP240 / IRFP9240 kennen wir ja schon. Kannst Du uns zwanzig weitere nennen? mfg klaus
ths schrieb: > Wie kommst du jetzt auf Schalttransistoren? Weil er im gegensatz zu dir in das Datenblatt des verwendeteh IRFP240 geguckt hat ? Fast switching, keine DC-SOA-Kurve, und 'ease of paralleling' betrifft genau eine Anwendung: Schaltend, denn analog geht das in die Hosee http://www.vishay.com/docs/91210/91210.pdf
Klaus, die Dinger hab ich nicht ausgeguckt. Mach mal selbst was aus der obigen Schaltung, wenn du kannst. Meckern kann jeder.
ths schrieb: > Mach mal selbst was aus der > obigen Schaltung, wenn du kannst. Es gibt da eine ganze Reihe von Schaltungen im Internet zu finden. Ich war selber auf der Suche nach Endstufen für alte Aktivboxen. Gute Endstufen selber zu entwickeln ist gar nicht so einfach. Der Leach Amp wäre so ein Verstärker. http://users.ece.gatech.edu/mleach/lowtim/ http://users.ece.gatech.edu/mleach/lowtim/graphics/ckt.pdf Der Aufwand ist aber leider beträchtlich und für 6 Endstufen enorm. Das Problem bei einem solchen Verstärker ist der Treiber. Der nötige Aufwand ist in diskreter Bauweise ziemlich hoch und eigentlich nicht mehr zeitgemäss. Ein zeitgemässer Treiber für MOSFETs ist der LME49830. http://www.ti.com/product/LME49830 Leider meint TI das die Zeiten für analoge Verstärker vorbei ist und hat zumindest den LME49811 auf LIFEBUY gesetzt. Ich habe mir mal vorsorglich eine Handvoll gesichert. State of the Art ist wohl der TAS5630B. Damit lässt sich industriell ein Verstärker sehr kostengünstig bauen. Die manuelle Bestückung einer Platine erfordert wirklich schon einige Löterfahrung und Mut. Es geht aber. Man braucht mindestens 2 Lötspitzen und einen geregelten 50 W Lötkolben, gutes Flussmittel und Entlötlitze. Ebenso eine Arbeitsleuchte mit 3 Dioptrien Lupe. Beitrag "Verstärker TAS5630" Bitte den Thread auf "Seite 1" umschalten falls man den Anfang lesen möchte. Noch eine Variante. https://sites.google.com/site/picplayer/class-d-amp-tas600 mfg klaus
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MaWin schrieb: > denn analog geht das in die Hosee Beitrag "Re: MOSFET Class-A Endstufe, Ruhestrom Einstellung"
Der IRFP240 ist so ein Grenzfall: bei Fairchild ist die SOA DC kurve mit drin und explizit SOA is power limited angegeben. Bei anderen Herstellern eher nicht. Das ist auch ein relativ alter Typ, da war es mit dem linearen Betrieb oft noch besser. Trotzdem hat man ggf. Probleme mit mehr FETs parallel. Es gibt MOSFETs für Linearbetrieb, aber die sind relativ teuer. Ein Problem bei MOSFETs im AB Verstärker ist, dass man sie mit relative viel Ruhestrom betreiben sollte, um die Verzerrungen klein zu halten und auch die erhoffte hohe Bandbreite zu bekommen. Das führt zu hoher Leistung im Leerlauf - nicht mehr so populär. Mit relativ schnellen BJTs für Audio wie 2SC5200 gibt es da Alternativen - das Problem das eher das man keine Fakes bekommt.
Tany schrieb: > MaWin schrieb: >> denn analog geht das in die Hosee > > Beitrag "Re: MOSFET Class-A Endstufe, Ruhestrom Einstellung" Ich fand den Thread teilweise ganz interessant. Ein typisches Beispiel für den Einsatz von IRFP240/IRFP9240 ist hier gegeben: Beitrag "Re: MOSFET Class-A Endstufe, Ruhestrom Einstellung" Es wurde nach einer Simulation unter LTspice gefragt. Da konnte ich helfen. Beitrag "Re: MOSFET Class-A Endstufe, Ruhestrom Einstellung" Also, man möge mit Hilfe von LTspice selber entscheiden wie viel Ruhestrom man spendieren möchte. mfg klaus
Tany schrieb: > MaWin schrieb: >> denn analog geht das in die Hosee > > Beitrag "Re: MOSFET Class-A Endstufe, Ruhestrom Einstellung" Du möchtest damit was sagen ? Daß dort ein Datenblatt mit DC Kurve drin ist ? Schön. Aber die Stromverteilungswiderstände reichen auch dort nicht aus für eine notwendige Stromverteilung. Die UGSth des IRFP240 schwankt von 2V bis 4V, am Stromverteilungswiderstand fallen bei 1.5A bloss 0.3V ab. Es müssten zumindest 1.75V sein damit aus 5 x 1.5A nicht ein mal mehr als 2A werden. (frag jetzt nicht wie ich das ausgerechnet habe, ein Blick in Figure 3, man kann auch 2V als begründetes Maximum annehmen). Man kann natürlich versuchen, die 6 MOSFETs aus einer Mischung von 100 zu selektieren... Für 100W mit 7.5A verwenden die dort übrigens 5 MOSFETs parallel mit 0.22 Ohm als Stromverteilungswiderstand, macht 1.5A pro Stück bis 50V. Der CoolerAmp arbeitet auch mit 50V und nutzt nur 3 parallel mit 0.1 Ohm als Stromvertelung. Das geht also so oder so nicht gut. Ob dort nun wirklich ein Class-A Betrieb oder doch bloss eine warmlaufende Class-AB gezeigt wurde, möchte ich gar nicht ausdiskutieren.
Michael B. schrieb: > Man kann natürlich versuchen, die 6 MOSFETs aus einer Mischung von 100 > zu selektieren... > > Für 100W mit 7.5A verwenden die dort übrigens 5 MOSFETs parallel mit > 0.22 Ohm als Stromverteilungswiderstand, macht 1.5A pro Stück bis 50V. > Der CoolerAmp arbeitet auch mit 50V und nutzt nur 3 parallel mit 0.1 Ohm > als Stromvertelung. Das geht also so oder so nicht gut. Du hast ja Recht wenn Die UGSth des IRFP240 von 2V bis 4V schwanken kann. Da man ja in der Regel mindestens zwei Verstärker benötigt, sollte man wirklich selektieren und die Streuungen etwas minimieren. Ich habe einen Verstärker mit 0,47 Ohm Widerständen entdeckt. Die Schaltung mit 0,47 Ohm Stromverteilungswiderstände. http://www.diyaudio.com/forums/attachments/solid-state/162833d1268766419-mosfet-amplifier-irfp240-irfp9240-apex-mosfet-schematics.jpg Hier der Thread: http://www.diyaudio.com/forums/solid-state/162043-mosfet-amplifier-irfp240-irfp9240-14.html mfg klaus
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