Ich plage mich gerade mit der Frage herum, ob man mit solchen IGBT-Blöcken Audio-Endstufen bauen kann oder ob das zum Scheitern verurteilt ist. In der Jugend habe ich bereits Endstufen gebaut, aber das waren alles rein bipolare Aufbauten und später dann Class-D-Endstufen (mit den Tripath-ICs und eine mit Sigma-Delta-Modulator). Die Class-D-Endstufen waren mit MOSFETs bestückt, aber eine lineare (Class A/B) Endstufe mit MOSFETs war nicht dabei. Diese Blöcke bieten eigentlich alles was man braucht, Spannungsfestigkeit, Stromtragfähigkeit, 1,25kW maximale Verlustleistung. Eigentlich müsste das doch möglich sein, es gab ja auch MOSFET-Endstufen, die zwei gleiche N-Kanal-Typen eingesetzt haben bevor leistungsstarke P-Kanal-Typen verfügbar wurden. Was ich nicht weiß, wie schneiden diese Leistungsmodule, die beide IGBTs für eine Halbbrücke beinhalten, im Linearbetrieb ab? Kriegt man die irgendwie kaputt oder ist die Gatespannung das einzige, wo sie nicht sonderlich robust sind? Kann man die überhaupt linear steuern oder verhalten sie sich dann zickig? Hat jemand Erfahrung damit? Für eine gute Fullrange Class-D-Endstufe sind sie leider zu langsam, für eine reine Subwoofer-Endstufe würde es reichen.
Mit solchen Modulen wirst du keine Klangwunder hinbekommen, dich eher wundern wie scheiße die klingen können, solltest du es hinbekommen diese analog in Betrieb zu nehmen.
Das geht durchaus, BTDT. Die Ansteuerung ist etwas aufwändig, und man kämpft mit der Schwingneigung. Die IGBTs haben ja für den Schaltbetrieb eine Recht große Steilheit und ordentlich Gatekapazität. Ich muss mal schauen, ob ich noch Aufzeichnungen hab.
Kannst Du Gründe für Deine Vermutung nennen? Die würden mich
interessieren bzw. falls sie linear schlecht steuerbar sein sollten,
wieso die Vorstufe/Feedback-Loop das nicht bis 20kHz glattgebügelt
bekommen sollte.
MOSFETs haben diesbezüglich die gleichen miesen Eigenschaften - hohe
Gate-Threshold-Spannung und wenn man für Strom und Leistung viele davon
parallel schaltet, gibt's zusätzliche Probleme mit der Stromaufteilung.
> und man kämpft mit der Schwingneigung
Die Probleme hatte ich mit einem meiner eher kleinen bipolaren
Aufbauten. Keine Ahnung wie das möglich war, aber der fing unter
argwöhnischem Brummen des Netztrafos so gewaltig an zu schwingen, daß
der gute Röhrenfernseher 2..3 Meter vom Basteltisch entfernt nur noch
ein komplett weißes Bild zeigte. Hat das Ding aber überlebt, ist nichts
abgefackelt und kein Transistor hat den Deckel aufgeklappt.
:
Bearbeitet durch User
Ben B. schrieb: > aber eine lineare (Class A/B) Endstufe mit > MOSFETs war nicht dabei. Durch die hohe Schwellspannung und Temperaturabhängigkeit, ist es recht tricky, eine analoge MOSFET-Endstufe stabil zu betreiben. Daher hat sich das in der Praxis nicht durchgesetzt, sondern blieb im Experimentalstadium.
In der Elektor 09/95 wurde mal eine IGBT-Endstufe vorgestellt (90W/8Ohm und 160W/4Ohm) mit den IGBTs GT20D101/GT20D201.
Naja es gab durchaus einige gute Endstufen mit V-MOSFETs... also ich würde schon sagen, daß das weit über ein reines Experimental-Stadium herausgekommen ist. Allerdings haben die Hersteller da unter Umständen "geschummelt" und gematchte FETs eingesetzt. Dann wird die Sache einfacher. Für mich hat sich nie die Notwendigkeit für MOSFETs im Stromverstärker ergeben, da die Leistung des treibenden Spannungsverstärkers mit in die Ausgangsleistung einfließt. MOSFETs bringen hier keine Verbesserung, für den Wirkungsgrad einer Class A/B Endstufe ist egal ob der Ausgangsstrom durch den Spannungs- oder Stromverstärker geht, der heizt in beiden genau gleich - mit Ausnahme der Schaltungen, die den Stromverstärker mit 10V weniger Spannung betreiben oder auf die Spitze getrieben Class H Endstufen. Die größeren "meiner" Class A/B Endstufen hätten ~100W direkt nach dem Spannungsverstärker gemacht und nach dem Stromverstärker waren's so um 1000W. Class H Endstufen (Endstufe mit abgestufter Spannungsversorgung) waren zu Zeiten meiner größeren Bauten schon leicht aus der Mode gekommen... zuviel Aufwand für etwas, was Class D damals schon viel besser konnte. > ordentlich Gatekapazität Dazu wollte ich noch schreiben: Wenn man eine Packung FETs parallelschaltet, dann bekommt man die genau so. Das fette IGBT-Modul hat dafür keine Probleme mit der Stromaufteilung, da es ja nur ein einzelner dicker Transistor ist, der den kompletten Ausgangsstrom alleine macht - wofür "normale" Endstufen viele parallelgeschaltete Transistoren brauchen. Was mich interessieren würde: Ich habe was davon gelesen, daß IGBTs im Schaltbetrieb gerne mit negativer Gate-Spannung abgeschaltet werden. Werden die dadurch nur schneller oder sperren sie erst dann sicher? Kann man diese großen IGBTs problemlos auch nur mit positiver Gate-Spannung steuern oder führt das zu Problemen, schlimmstenfalls sowas wie LatchUp oder solchem sicherungsmordenden Kram, den man nicht brauchen kann? Die Dinger haben ja alle einen parasitären Transistor, der aus dem Ding einen Thyristor macht sobald er einmal leitend wird. Edit: > In der Elektor 09/95 wurde mal eine IGBT-Endstufe vorgestellt > (90W/8Ohm und 160W/4Ohm) mit den IGBTs GT20D101/GT20D201. Die kenne ich, allerdings sind das komplementäre IGBTs, die soweit ich weiß sogar speziell für Audio-Schaltungen entwickelt wurden. P-Kanal-IGBTs sind aber selten, die dicken Halbbrücken-Module, die ich im Blick habe, bestehen aus zwei gleichen N-Kanal-IGBTs. Nochmal Edit: Man könnte ja auch einfach mal einen IRS2092 dranbauen und schauen was passiert. Ich vermute aber, daß 800kHz Schaltfrequenz um den Faktor 4 zu viel sind und das eine Ampere, was der IRS2092 zum Treiben von FETs kann, auch nicht reichen wird.
:
Bearbeitet durch User
Ben B. schrieb: > ob man mit solchen > IGBT-Blöcken Audio-Endstufen bauen kann Das grundsätzliche Problem ist, dass viele Module nicht für einen präzisen Schaltbetrieb entwickelt sind, sondern auf Leistung getrimmt wurden. Für Audiostufen brauchst du sehr genaue Schaltvorgänge, insbesondere bei Multi-Stage-Verstärkern, die heute eigentlich Standard sind, weil du sonst zu sehr die Schaltphasen dynamisch anpassen musst, was zu einem schlecht filterbaren Frequenzgemisch führt. Der Schaltvorgang muss nicht beliebig steil sein, Homogenität ist wichtiger. Daher ist da die Temperaturabhängigkeit noch eher ein Problem. > Ich vermute aber, daß 800kHz Schaltfrequenz um den Faktor 4 zu viel Aus Sicht einer guten HF-Repräsentation wäre sogar noch mehr wünschenswert, praktisch laufen die typischen Stufen eher auf der Hälfte und darunter. Die Schaltverluste nehmen sonst überhand. Ein Problem dabei ist, dass viele Module direkt in den Lautsprechern verbaut werden (aktive Monitore haben einige Vorteile), die entstehende Wärme im System aber akustische Probleme macht. Power-Amps mit 1kW und mehr findet man daher eher in externen Gehäusen, hauptsächlich im PA-Bereich. Dort treiben sie die Lautsprecher auch meistens allein. Für hochwertige Anwendungen sitzen bei den Hochtönern immer noch lineare AB-Stufen. Z.T sitzen die auch parallel als Kompensation für die "grobe" Class-D-Technik.
Ursprünglich hatte ich an eine Class A/B Endstufe mit solchen IGBTs gedacht, kein Class D weil mir diese IGBTs dafür zu langsam erscheinen. Die Treiberverlustleistung bei Class-D ist ein Problem, die Tripath-ICs gingen mit der PWM-Frequenz bis in den MHz-Bereich, was mehrere Watt Verlustleistung erzeugte. Allerdings haben die dafür auch einen guten Klang und mit besseren FETs erreicht man mit wenigen Bauteilen richtig viel Bumms. Mal schauen, ich muss mal nachsehen was ich noch an geeigneten Transistoren für eine kleine Vorstufe in der Kiste zu liegen habe. Vielleicht einfach mal sowas zusammenbauen, das IGBT-Modul dran und mal sehen was passiert.
:
Bearbeitet durch User
Thread beobachten
Seitenaufteilung abschaltenBitte melde dich an um einen Beitrag zu schreiben. Anmeldung ist kostenlos und dauert nur eine Minute.
Bestehender Account
Schon ein Account bei Google/GoogleMail? Keine Anmeldung erforderlich!
Mit Google-Account einloggen
Mit Google-Account einloggen
Noch kein Account? Hier anmelden.