"Kleiner" Monoblock

[java4ever]

Moin,

In dem Thread werde ich den Entwicklungs- und Bauprozess des unten näher erklärten Monoblocks dokumentieren.

BITTE BEACHTEN: Da die Kasse als Opfer des Deutschen Bildungssystems aus Prinzip her nicht immer prall gefüllt ist, kann sich der Entwicklungs- und vor Allem der Bauprozess sehr in die Länge ziehen.

Zum Amp genau:
800W@4Ohm soll er können. Im Endeffekt wird der 1300VA (glaube sowas) Trafo der begrenzende Faktor sein. Alles wird so ausgelegt, dass die 800W bis 2 Ohm, besser 1 Ohm problemlos geliefert werden können.
Achso, fast vergessen: Klasse AB, typische 3 Stufen Architektur. Kühlung komplett Passiv, das ist ein Muss. Bisheriges Netzteil sind 2 Rails mit CLC Siebung, wobei ich evtl auf C Siebung umsteige...

Viele Grüße

[Olaf_HH]

Hi, CLKC bzw CRC Siebung sind doch Besser für die Brummunterdrückung als eine reine C Siebung.
Wird der Block als BTL oder ganz Klassisch ausgeführt?
Mit welchen Spanungen willst Du arbeiten?
800W an 1-2 Ohm sind schon eine Ansage.
Darf man fragen wofür Du diesen AMP benötigst?

[3eepoint]

Du schreibst zudem ein wenig verwirrend, 800@4 und 800@1-2 brauchen gänzlich andere Spannungen, wie hattest du dir das gedacht ?

Ansonsten spannend, mal nen richtigen Boliden im Selbstbau und nicht nur Symasym spielzeug ^^

Ich tippe auf Subwoofer wegen 1-2 Ohm und Monoblock.

[java4ever]

Also ihr beiden ;-)
Das ganze Ding ist natürlich für einen Subwoofer gedacht. Das mit 1-2 und 4 Ohm ist folgendermaßen zu verstehen:
Ich komme am Ende wohl auf eine Railspannung von 55-60V (Trafo hat 44V, kommen vor der Siebung also ungefähr 62.25V pulsender DC an). liegt die volle Railspannung von 60V am Ausgang bei 4 Ohm an kommen wir auf 900W. Da ich aber wohl nicht auf 60V Railspannung komme landen wir wieder bei 800W, ungefähr.
War also folgendermaßen gemeint: Der Amp kann von der Spannung her an 4 Ohm 800W liefern und bei 1-2 Ohm vom Strom her, hoffe ich habe mich nicht zu blöd ausgedrückt beim 2. Versuch :)

Das mit der Brummunterdrückung wird sich zeigen. Werde das mit nem Oszi messen. Durch Gegenkopplung isses ja nicht ganz so kritisch, ist ja kein Preamp bei dem ein extrem leicht schwankendes Ausgangssignal tragisch wäre.

Hatte eigentlich vor ganz klassisch im Push-Pull mit mehreren (ich schätze ich komme so auf 5-10) Transenpaaren auszuführen.

Wofür ich diesen Amp benötige? Zum Musik Hören. Nein, Spaß bei Seite: ich hatte ursprünglich nur ca. 200W geplant, nur da ich nen gescheiten Trafo gefunden hab, hab ichs hochgeschraubt. Mehr ist nie verkehrt und der Amp wirds mir danken, wenn er nicht am Limit läuft und ich werds ihm durch schöne, dynamische Bässe danken :-)

Nochmal zum 1-2 Ohm: Das ist nur, falls ich mal das Rudel an Subwoofern erweitere. Mir ist klar, dass das eine echte Ansage ist, aber man wächst ja bekanntlich an seinen Aufgaben, oder wie war das?

Viele Grüße

[3eepoint]

Achso ^^ Mit den 1-2 Ohm musst du nur mit der SOA der Transistoren vorsichtig sein, da haben sich schon ganz andere verschätzt weil die PD angabe doch nicht so doll war wie angepriesen, stell dich drauf ein das es eher 10 paare werden.

Simulierst du mir Spice ? Bzw. gibt es schon einen Schaltplan ?

[java4ever]

Momentan bin ich erstmal den Plan im EAGLE am umsetzen. Ich werde immer mal Partweise simulieren, soweit wie ich in dem Moment bin.

Da ich eh vor habe überzudimensionieren wird es wohl ziemlich sicher in Richtung der 10 Paare gehen, wie du gesagt hast.
Hab ein schönes Gehäuse von Daub CNC gefunden mit Kühlkörpern an der Seite. Wenn ich da die Transistoren schön über die Breite verteile gibts da auch kein Problem mit Hitze... (Das Ding ist irgendwas um die 440 Tief, das sollte für 10 Transistoren reichen an Kühlfläche...)

Schaltplan existiert erst vom Netzteil, aber das wird auch noch etwas Zeit in Anspruch nehmen, Thema Softstart, Entladewiderstand, Standbyeschaltung.

Genauere Erklärung: Der Amp wird einen kleinen Trafo haben, der dauerhaft läuft. Dieser versorgt einen IC NE555 der eine Toggle Schaltung darstellt. Somit habe ich an der Front einen schönen Knopf (die Vandalismusgeschütztzen sehen echt gut aus, recht edel) und kann den Amp damit ein und ausschalten. Softstart läuft über nen anderen NE555. Ich werde per Oszi die Zeit einstellen, bis der IC555 ein Relais per MOSFET schaltet, das ein Relais den 20Ohm 50W Lastwiderstand brückt. Außerdem möchte ich die Kondensatoren nach dem Ausschalten auf jeden Fall entladen, die Elkos werdens mir danken. Passieren tut das über zwei 100W 68 Ohm Lastwiderstände, die nach bisherigem Planungsstand per Ruhestromrelais geschaltet sind. Ist der Amp dann an werden diese Relais gebrückt durch die Standbye Schaltung.
Evtl baue ich ein, dass man den Amp durch ein an Extra Buchsen anliegendes 5V Signal aus dem Schlag wecken kann. Soll ja nicht nur bei dem einen Amp bleiben (Dazu kommt noch irgendwann in ferner Zukunft ein Klasse G, so 2*100W + ein Preamp. Dieser kann dann beide Amps anschalten).

[Olaf_HH]

Hi, ich baue nur ClassA 2x50W aber da kommen auch nur 4 Paare pro Kanal zum Einsatz.
Die Kühlkörper haben pro Seite 100mm Tiefe, 200mm Höhe und 400mm Länge und reichen gerade mal so aus.
Ich denke an 160-180W Wärmeentwicklung der Transistoren pro KK. Und der kommt dabei schon auf 50-60 Grad
Die KK müssten so ca 0,09CW haben

[3eepoint]

Mach lieber erstmal den Schaltplan in SPICE und dann in eagle, du ärgerst dich sonst nur wenn du was ändern musst, die Netlist kannst du soweit ich weis sogar in Spice importieren, spaart aufwand.

Welches Spice benutzt du ? LT oder einanderes ?

Ob der KK reicht werden wir uns ansehen wenn die Endstufe durchkalkuliert ist. Bei den Leistungen würd ich mich nicht aufs schätzen verlassen.

Genrell würd ich sagen das du erstmal postest was du hast, und zwar alles an Schaltplänen ect.
Dann bringen wir da grund rein und schauen wo wir anfangen. Du hast zwar ein Ziel, aber das wirkt noch etwas unstrukturiert.

[java4ever]

Ich komme mit der Bedienung von LTSpice nicht so wirklich gut zurecht, finde vieles sehr unpraktisch. Afaik kann man ja von Eagle zu LTSpice exportieren.
Mache auch viel wenn ich zwischendrin mal Zeit habe per Hand auf Papier.
Apropos Papier:
Gibt an Schaltungen noch nicht allzu viel zu sehen. Das Meiste sind Kritzeleien auf Papier :-)
Ich simuliere jetzt mal grob das Netzteil, Trafos in LTSpice sind ja immer so ne Sache...

Viele Grüße

[3eepoint]

Wo hapert es denn mit LT ? Ich hab mit dem Programm schon recht viel gemacht, wenn du da irgendwo Hilfe brauchst frag einfach.

Eingescannte Skizzen wären auch Ok, wärst nciht der erste der hier ne Handzeichnung vorlegt ^^

[java4ever]

Funktionieren tut es schon, da keine Sorge. Mein "Problem" liegt in der Bedienung begraben. Ich finde sie teilweise ziemlich umständlich, da komm ich mit dem Eagle doch besser zurecht.
Stecke mitten in der Simulation für das Netzteil zum Vergleich von CLC und C :-)

[3eepoint]

Sei froh das du Spice nicht auf nem Mac laufen lässt, der offizielle Port hat viele in meiner uni zur Verzweiflung gebracht ^^

Zeig nachher mal bitte die Simu Ergebnisse, bin gespannt was rauskommt.

[P.A.M]

Öhm...bei Push Pull ist die Siebung so komplett egal, da sich die Brummspannungen am Ausgang cancelt. (dort wo die Emitter zusammenkommen, zumindest bei der Emitterfolger Ausgangsstufe)

Hauptsache du stabilisierst die Spannung für VAS und das Diff-Pärchen am Eingang.

Achja...bei dieser Leistung und Subwoofer wäre Class-D mehr als ideal....just saying

[P.A.M]

Sei froh das du Spice nicht auf nem Mac laufen lässt, der offizielle Port hat viele in meiner uni zur Verzweiflung gebracht ^^


Ohja, da sagst du was !:thumbdown: Ich habs dann mit Parallels Desktop gemacht. Ein halbes Jahr drauf ist das Macbook dann eh verreckt und ich bin nun stolzer Ubuntu nutzer mit Thinkpad. Unter Wine läuft das ganze ohne Mucken

[java4ever]

Moin Moin,

Ich simuliere grade das Netzteil durch. Braucht viel Zeit, weil ich richtige Lieder mit einbeziehe.

Bisheriges Fazit:
CLC lohnt nicht. Mit noch bezahlbaren Drosseln ist der Unterschied winzig (Drossel ist etwas glatter, aber das sind Schwankungen im 0,00X V Bereich...)
Das Netzteil bricht auch bei 18A Impulsbelastungen nicht ein. Find ich gut :-)
Screenshots folgen.

[3eepoint]

Dein Rechner tut mir leid =D

Aber mal was neues, hab zwar gehört das Spice das kann, aber selber nie probiert.

[java4ever]

Mein Rechner mir auch :-)
Das Netzteil ist ausreichend Stabil. Drossel kann getrost weggelassen werden, bevor mir die 10A Drossel abbrennt...
Jetzt schaue ich ob und wie weit ich die Kapazität des Netzteils drosseln kann, ohne nennenswerte Abstriche hinnehmen zu müssen. Kondensatoren kosten auch Geld :-)

[SNT]

Hallo java4ever,

Wieso musst Du die Endstufe entbrummen? Üblicherweise tut das die Gegenkopplung, ein LC Filter ist eigentlich unüblich. Natürlich: Wenn Du nur eine sehr geringe Anzahl an Transistoren verwendest, ist wahrscheinlich die Verstärkung der offenen Schleife etwas geringer, aber das dürfte eigentlich trotzdem reichen.

Wenn keine Gegenkopplung im Verstärker drinnen ist, dann schaugts natürlich anders aus....

[スピーカ]

Hallo java4ever,

Wieso musst Du die Endstufe entbrummen? Üblicherweise tut das die Gegenkopplung, ein LC Filter ist eigentlich unüblich. Natürlich: Wenn Du nur eine sehr geringe Anzahl an Transistoren verwendest, ist wahrscheinlich die Verstärkung der offenen Schleife etwas geringer, aber das dürfte eigentlich trotzdem reichen.

Wenn keine Gegenkopplung im Verstärker drinnen ist, dann schaugts natürlich anders aus....
Hallo java4ever,

das sehe ich genau so, viel wichtiger im Hinblick auf Brummfreiheit ist ein gutes Layout und eine gute Masseführung.

Ohne Gegenkopplung ginge in Richtung Klangdesign oder Esoterik...:D

Gruß Patrick

[java4ever]

Deswegen sage ich ja: CLC ist nicht nötig bei einer Endstufe. Trotzdem sollte mMn die Brummspannung nicht zu stark schwanken da die PSSR zu höheren Frequenzen immer weiter abnimmt. Ich weiß, der Monoblock ist eigentlich vornehmlich für Bässe gedacht, nur vielleicht packts mich ja irgendwann und ich bau 2 und treibe damit was richtig großes an, wer weiß :)
Vielleicht halbiere ich mal zum Spaß die Kapazität...
Bei ner Vorstufe mit z.B. MOSFETs in Klasse A ohne Gegentakt ist das ja eh wieder was ganz anderes.

Im übrigen werde ich nachher mal die Auswirkung von kleinen Snubber-Kondensatoren an den Brückengleichrichtern testen um die Störschwingungen erzeugt von den Dioden beim Leiten-Sperren Übergang. Entlastet außerdem die Dioden, schlechter wirds dadurch auf keinen Fall werden.

[3eepoint]

Ich warte noch aufs Schaltbild ;)

[java4ever]

Ändert sich momentan doch eh alle 5 Minuten :-)
Also, im Anhang der derzeitige Plan vom Netzteil.
Die hälfte fehlt noch (Kondensatoren beim Brückengleichrichter können "nötig" werden, je nach dem welche Dioden ich nehme :-) ). Außerdem fehlt die Schaltung, um die Kondensatoren zu entladen (über einen 100W 68Ohm Lastwiderstand mit Ruhestromrelais, gesteuert von der Standbye Schaltung).
Des weiteren fehlt noch die komplette Standbye Schaltung, inkl. Triggerschaltung und Softstart. Schaltrelais für den Trafo ist schon angedeutet ;-)

[3eepoint]

Wie simulierst du denn das Abschaltverhalten der Dioden ? Thd analyse ? Hörtest mit eingespielten song ?

[.:hb:.]

Entschuldigung, aber das ist ein Musterbeispiel für ein ungünstiges Netzteildesign.

1. Wenn schon ein separater Brückengleichrichter pro Spannung, dann bitte die beiden Massen erst direkt am Verbraucher zusammenführen, sonst verschenkst du den Hauptvorteil der Anordnung.

2. 10 x 12000 µF parallel erzeugen so große Ladeströme, dass es erhebliche Spannungsabfälle über den Gleichrichterdioden und den Zuleitungen zu den Elkos gibt. Das sorgt für jede Menge 100Hz-Brumm, den du nie wieder weg bekommst.

[ThomasF]

Und noch ein Hinweis von mir:

Im Schaltbild (Beitrag 22) ist der untere Gleichrichter verkehrt angeschlossen.

Gruß
Thomas

[java4ever]

Huch, danke für den Hinweis.
Im Spice isses richtig :-)

@Holger
Der "Schaltplan" ist eher ein Prinzipplan, in dem es erst mal darum geht, die Komponenten zu finden und passend anzuordnen. Die Feinheiten folgen am Ende, erst mal sollte das ganze Ding grob lauffähig sein.
Die Gleichrichter sind mit (bin mir grade nicht ganz sicher) ca. 50A Dauerhaft und 500A Spitzenstrom definitiv ausreichend. Montiert auf dem Bodenblech der Endstufe ist auch für ausreichend Kühlung gesorgt, fahren tun die eh nur auf "Standgas".
Auch an den Zuleitungen fällt so gut wie nichts ab. Der Leistungs Netz-teil ist komplett ohne Platine ausgeführt.
Die Caps hängen an 100mm² Kupfer (viel kleiner als 20*50mm Kupferschiene kriegt mans nicht) und der Rest mit 10mm² und Ringkabelschuhen. Erst wenn es in den Endstufenteil übergeht haben wir Platinen.

Viele Grüße

[.:hb:.]

Querschnitt ist kein Allheilmittel. Parasitäre Induktivitäten hast du an allen möglichen Ecken, die Stromanstiegsgeschwindigkeit hat einfach Grenzen - egal, wie dick deine Kupferschienen sind. Und wenn die zuleitungsdrähte des Trafos den limitierenden Faktor bilden.
Stumpfes Überdimensionieren der Siebung ist eine Garantie für Probleme mit dem Netzteil. Wenn's denn soviel Kapazität sein muss, dann ist eine "Bremse" in Gestalt einer großen Induktivität (besser) oder eines Widerstandes (schlechter) hinter dem ersten Elko Pflicht.
Das nennt man Aufteilung in Sieb- und Ladekapazität und ist auf alle Fälle empfelenswert.

[java4ever]

Wie bereits geschrieben, wird es nicht bei den 240000uF bleiben (siehe weiter oben).
Ich werde testen wie groß die Siebung sein kann und muss...

Apropos: Eine ausreichend belastbare große Induktivität sprengt definitiv den Kostenrahmen. Ich bezahl keine 100€ pro Induktivität (brauch ja wenn dann 2...)
Widerstand ist keine Option. Da verbrate ich ja die hälfte der Leistung...

In welchen Größenordnungen prognostizierst du denn den "100-Hz Brumm" und die parasitären Induktivitäten? Meiner bescheidenen Meinung nach sind die nicht so hoch, als dass die sehr problematisch werden, haben ja hier kein Schaltnetzteil, bei dem schon die Induktivität der Anschlusspins ein Problem darstellt...

[.:hb:.]

Ich will da gar nicht mit dir diskutieren.
Wenn du weißt wie's geht - alles gut. Mach mal.

[Olaf_HH]

@java4ever, Holger hat recht.
Mach ne CRC Siebung, Da haste vielleicht 0,2 Ohm nach dem ersten Elko, da geht kaum Spannung verloren.
Schau dir einfach mal das Netzteildesign (http://www.firstwatt.com/pdf/art_f5_turbo.pdf) von Papa Pass an.
Müsste Seite 11 der PDF sein. Nimm's als Anregung für deine Eigenen Ideen, der weiß auf jeden Fall wie man Hochstromfähige Netzteile aufbaut.