Auf der Suche nach dem idealen Netzteil - unser Leidensweg

[sunny_time_99]

Hallo zusammen,

in den letzten Jahren nach diesem Thema

https://www.diy-hifi-forum.eu/forum/...ein-Leidensweg

hatte ich wenig Lust meinen, bzw. unseren Weg weiter in Foren zu weiter beschreiben. Da sich in den letzten Jahren allerdings recht viel getan hat, wollte ich hier einen aktuellen Stand posten, um den aktuellen Entwicklungsstand zu dokumentieren. Da ich in diesem Forum gestartet bin und auch über dieses meinen langjährigen Hobby-Entwickler-Kollegen "sonics" kennen gelernt habe, finde ich es nur fair, es auch hier zu starten. In der Zwischenzeit zwischen der Schließung des Threads 2016 und heute ist ein wenig passiert, wir haben viel gebaut, viel verglichen, verworfen und neu gestartet. Der Entwicklungsaufwand war durch vorwiegende Vergleiche in Form von Hörtests sehr aufwändig. Insgesamt wurden 46 unterschiedliche Netzteildesigns probiert, die zu weit über 400 Vergleichsnetzteilen geführt haben. Die sich dann in der Materialauswahl und Dimmensionierung unterschieden. Es gibt kein Bauteil, das wir nicht in Frage gestellt haben - keinen Hersteller, den wir nicht probiert haben - kein Elko, der nicht ausprobiert wurde. Als wir anfingen ging es nur um einen Netzwerkplayer... schnell kippte das Ziel und es mutierte "zur Suche nach dem idealen Netzteil". Schnell wurde uns klar, dass klangliche Steigerungen im Wesentlichen von der Steigerung im Netzteil bestimmt werden.

Ich möchte hier weder irgendwelche Glaubenskriege starten, noch zu sehr in tiefere Diskussionen einsteigen - oder in einen Frage/Antwort-Marathon beginnen - ferner über irgendwelche Messkurven diskutieren. Das überlasse ich anderen. Ich möchte nur dokumentieren. Von meiner Seite der Hinweis, dass es sich bei dem hier gezeigten Weg ausschließlich um ein nicht kommerzielles Projekt für den privaten Eigenbedarf handelt. Ich übernehme im Falle eines Nachbaues keine Haftung oder Support. Ich verkaufe keine fertigen Platinen oder noch schlimmer Leerplatinen. Auch den Verkauf von fertigen Netzteilen haben wir aktuell nicht im Auge - ich habe einen tollen Job, der mich 60-80h/Woche fordert - der ernährt mich - und meine Familie zumindest knapp ausreichend ernährt, um das Hobby betreiben zu können - und ich betreibe es leider sehr extrem.

Mein aktuelles Setup:

Speaker:
Reference 3a - La Suprema II Corian improved, Reference 3A Beryllium Tweeter, 4,7uF Miflex KPCU-1 Capacitor, Duelund Silver Bypass 0,01uF
mein aktueller Favorit: DIY Speaker Lii-Audio Fast 10, W 15 Open Baffle, Foundtek Neo CD 2.0 Bändchen, Rubycon PML-Kondensator 2.2uF - aktive Bassweiche mit Nanodigi


Headphone:

Audeze LCD-XC Bublinga
DIY Headphone-Amp with Powersupply and Clock mod

Cable:

DIY Duelund tinned Copper Speaker-Cable
DIY Duelund RCA-Cable
DIY Duelund tinned copper DC-Cable
internal: Duelund AWG 16/600V
DIY Mains Cable Duelund tinned Copper
diverses von Solidcore und Neotech LS Kabel, Neotech Silber Cinch, Stecker Oyaide C1/P1, 004, Viborg, AHP Klangmodul IV mit Audio Magic Ultra Sicherung



Amplifier:
NewClassD Singularity 2 "Tantalium" Amp (with big big pre-Amp Modification, Mlytic HC Caps and a lot of Modification) - Bass Amp für den W15

NewClassD Singularity 3 "HighSpeed" Amp (with big big pre-Amp Modification, Mlytic HC Caps and a lot of Modification)

Streamer:
DIY Futro S900, NewclassD Neutron Star 2 als interne Masterclock, UGreen USB/Ethernet Adaper, CF-Card Reader
2x NUC7i7DNHE
NUC7CJYH
DIY Audio PC
small crap: RPI, etc

DAC:
DIY ESS9038pro, 4 Neutron Star (1 for the Ideon Audio 3R Special, 1 for the 12MHz PLL of the CM6631A, 1 for the 80MHz 9038pro and one for the 45.xx), Newclassd OpAmp Ultimate Edition, Regulators from Belleson, NCD UWB2

USB-Monica

Switch:
- Buffalo / Neutron Star
- Cisco 2960c Neutron Star
- Cisco SG-200/8
- Netgear GS724
- Dlink with Neutron Star

Ethernet:
Ghent Ethernet Cable
2x Sonore Optical Module
Fritzbox 7590, Mesh Repeater 3000


insg. 30x Sunny-Netzteile


Warum mache ich das hier? Es gibt aktuell - gerade im internationalen Bereich - Entwicklungen in dem grundsätzlichen Aufbau von Netzteilen. Vieles, was aktuell diskutiert wird, machen wir schon seit Jahren - etliches, gerade was die Reihenfolge und Auswahl der Komponenten angeht, basiert auf dem, was wir machen. In einem anderen Forum gibt es schon einige Hobbykollegen, die ein Netzteil von mir haben - es auch schon nachgebaut und über den Klang der Sunny-Netzteile berichtet haben. Auch in einem bekannten Onlinemagazin wurde für einen Test auf meinen Streamer V 1 und ein 4 Rail Sunny-Power Netzteil zurückgegriffen.

https://www.hifistatement.net/tests/...g-mkiv?start=2

Ich möchte hier die Quantensprünge auf diesem Weg in den nächsten Tagen aufzeigen. Da sind jeweils nur die großen Sprünge - die unzähligen kleinen Steps würden den Umfang dieses Berichtes sprengen. Die Fotos kommen von mir, sind Ausschnitte aus hier in diesem Forum geposteten Fotos oder mit entsprechender Quellenangabe des Fremdforums.
Sämtliche Fremdgeräte, über die schreibe (Uptone Audio, Paul Hynes, etc. habe ich selber zum Vergleich gekauft und für mich bewertet). Liebe kommerzielle Hersteller oder Anbieter: Wir haben weder Trafos noch Elkos erfunden - auch die Erfindung der Elektrizität geht auf ein anderes Konto - wir haben aber einige Bestandteile und Reihenfolgen in Netzteilentwickungen durch unzählige Testfolgen und einen wahnsinnigen Materialaufwand begründet - Wenn Ihr sie Euch zunutze macht, wäre es auch ohne Gebrauchsmuster oder dergleichen mehr als fair, man kontaktiert mich im Vorwege. Im Zuge dieser Dokumentation werde ich auf alle Konstruktionspunkte eingehen und öffentlich machen.

Es ist nicht einfach ein solches Thema von Null zu starten. Wo fängt man an? Ich habe hier - bis auf den beendeten Thread aus 2014-2016 keine nennenswerte Historie, an die man anknüpfern kann. Da ich mich auf einige wichtige Punkte aus meiner Sichtweise beschränken will, springe ich einfach mitten rein....

Wir haben mit allen Arten von Engergiespreichern gespielt. Den Höhepunkt im Bereich der geringen Innenwiderstände hatten wir 2014 - Wir verwendeten zunächst vorgeladene 3000F !!! Maxwell Ultracaps. Diese hatten einen geringen Innenwiderstand von 0,5mOhm. Wir hatten damals in einem Entwicklungsschlenker die Fiktion, wir könnten einige Zeit ohne Netz-Kontakt direkt aus dem Ultracap hören. Zunächst sollte es das damals verwendete Wave-IO sein, das wir versorgt haben. Wir hatten damals die Vermutung, die sich bis heute bestätigt hat, das USB/I2S-Modul ist wichtiger, als ein DAC-Chip. Daher wollten wir an der wichtigsten Stelle aus damaliger Sicht anfangen.



Das klappte recht gut, war natürlich sehr aufwändig vom Ladevorgang her betrachtet. Klanglich haben wir damit allerdings nicht das gefunden, was wir uns erhofft hatten. Nach dem Abschalten der Netzspannung wurde der Klang von Minute zu Minute langweiler. Bessern konnten wir es, indem wir zusätzlich ein kleines Low-Noise-Netzteil hinzu geschaltet hatten. Damit konnte die Spannung gehalten werden, was dem Klang gut tat. Später haben wir ausgangsseitig zusätzlich Polymer Kondensatoren gesetzt und im nächsten Schritt einen ausgangsseitigen Regler und weitere reguläre Kapazitäten.



November 2015 setzten wir die Ultrakondensatoren mit zusätzlichem Choke-Netzteil ein. Die Kapazität wurde geringer ("nur" noch 350F) dafür wurde das Handling mit Balancern und leistungsstarken LT1083 Reglern einfacher. Ein wenig später kam John Swenson mit seinem Ultrakondensator basierten Netzteil Ultracap LPS-1 raus. Er hatte das Konzept besser zu Ende gedacht und setzte kleine Ultracaps mit wenigen Farad ein und schaltete 2 Bänke wechselseitig ein und aus.



Zu der Zeit, als sein Netzteil die Foren beherrschte, haben wir das Konzept beerdigt - denn es kam ein neuer Platzhirsch, der uns seit dem viele Jahre begleitet hat und der seine Basis bei uns August 2017 hatte. Aus vielen Hörtests mit unterschiedlichen Arten der Gleichrichtung kamen wir durch einen HInweis vom befreundeten Nutzer Solidcore auf den LT4320 von Texas Instruments. Zunächst der erste Prototype noch auf Lochraser, der für uns einen der bahnbrechenden Veränderungen brachte. Die aktive Diode hatte alle klanglichen Vorteile aller Dioden vereint. Ich konnte im November 2017 Vasilis Tounas - Entwickler von Ideon Audio dazu überreden, uns ein PCB für den täglichen Betrieb zu zeichnen.



Wir griffen u.a. auch auf unsere Hörerfahrungen aus unser "Snubber" Zeit zurück - wor wir einen Snubber an jedes Gerät gebaut hatten. (Wir hatten verschiedene Zeitepochen (Dynamatzeitalter, Kupferzeitalter, Neutron Star-Zeitalter... - die Inhalte der jeweiligen Perioden sind selbsterklärend und wurden auch lustig durcheinander angewendet)



Neben einem passend dimmensionierten Snubber haben wir immer einen Commonmode-Noise-Choke in die Netzteile vor der Gleichrichtung gesetzt. Hier ein Bildausschnitt aus diesem Forum noch mit Schottkie-Doiden - später wanderten an diese gleiche Stelle die Mosfets der aktiven Diode.



Das Filterelement bestehend aus 2 Stück X2-Kondensatoren 0.1uF -0,33uF und einer CM-Choke haben wir auch entsprechend vor den LT4320 gebaut, er reagiert klanglich gut wahrnehmbar auf CM-Noise, der aus dem Trafo kommt. So eine CM-Choke ist kein teures Bauteil - aber fortan ein wichtiger Baustein in unser Netzteiltypologie.

Hier ein Ausschnitt aus dem vor vor letzten Stand - einer Einzelplatine für den LT4320:





Quelle mein Beitrag im Forum aktiven Hören:
https://www.aktives-hoeren.de/viewto...173709#p173709

zu dem Zeitpunkt war die Bestückung der Platine noch an Empfehlungen von John Swensson gehalten, der zwischen Gleichrichtung und nachfiolgender Choke "nur" eine kleine Kapazität von 47uF verwendete, dies auch gut erklären konnte. Einige Generationen später haben wir aufgrund von gelegendlichen Brummproblemen in der Hammond Choke ZJ159 (10mH / 5A) deutlich angehoben. Die "kurze" Platine war sehr flexibel. Damals hatte ich 4 Platinen für unterschiedliche Einsatzzwecke, die ich hier kurz vorgestellt habe.

https://audiophilestyle.com/forums/t...comment-905125



Es gab eine Platine für die positive Spannungsversorgung, eine für negativ, einen Regler-Träger für 78.xx Regler (UWB2, Sparkos, Sellarz Audio oder Belleson - ich habe alle) sowie die einzelne Gleichrichtung.


Es gibt folgende Hauptbestandteile für ein Sunny-Netzteil:

- Trafo
- Filter
- aktive Gleichrichtung / LT4320 - heute per fertig-Modul
- Kondensatoren (Auswahl und Dimmensionierung)
- Choke (Hammond oder vergleichbar von Monacor)
- Kapazitätsmultiplier - Sziklai Darlington
- Bypass-Folien
- Regler
- Ausgangsseitige Kapazitäten / Folien und Bypässe anzustrebende Ausgangsimpedanzen etc.

auf jeden Punkt werde ich in den nächsten Tagen eingehen und dem interessierten Infos an die Hand geben, wie wir von diesen Anfängen bis zum aktuellen Design gekommen sind.

Hier ein aktueller Beispielaufbau



Erstmal gute Nacht

Sunny

[SNT]

Hallo Sunny,

Netzteile als Hobby - bewundernswert. Ich entwickle Netzteile beruflich, aber ausschliesslich getaktete Netzteile im zig Kilowatt Bereich. Mit dem Einfluß auf den Klang habe ich mich weniger beschäftigt. Eher habe ich etwas Erfahrungen mit Brummen und Störgeräuschen durch nicht ideale Masseleitungen und EMV.

Ich bin interessiert wie ihr euch diesem Thema als Laien - also ohne zigtausend Euro teures Messequipment - genähert habt.

Da steckt für mich eine sehr spannende Story und viel positive Leidenschaft dahinter. Euer aktueller Aufbau scheint mir auch einen diskret aufgebauten Zusatz zu haben, wenn ich auf die kleine Leiterplatte schaue. Was ist denn das? Eine Entladeschaltung? Einschaltverzögerung für den Ringkern?

Gruß von Sven

[sunny_time_99]

Hallo Sven,

ich würde zunächst erstmal die einzelnen Punkte beschreiben, die ich im Posting aufgeführt habe, Störungen und Brummen sind doch die ständigen Begleiter eines DIY-Bastlers. Gerade die Masseführung war der Punkt bei den Platinenentwürfen, die am meisten Zeit benötigt hat. Mit 2 Layern auszukommen, kurze Leiterbahnen, wenig bis keine Überschneidungen... Groundplane, keine Vias... hat insgesamt für 7 Platinen gut 100 Stunden am Rechner verschlungen. Wenn Du dich ein wenig gedulden kannst , ich handel das noch ab. Ich unterschätze regelmäßig, wie viel Zeit alleine für das Beschreiben drauf geht. Ich denke, ich brauche 1-2 Wochen um die Vorstellung abzuschließen. Ich fände es toll, wenn wir erst danach in die Verästelungen des Themas einsteigen. Die Interaktion von verschiedenen Netzteilen untereinander ist sehr wichtig. Was hilft es, wenn das Zielgerät "sauber" versorgt wird - dieses dann aber andere Geräte stört, wie es ja gelegendlich bei Schaltnetzteilen der Fall ist. Ich bin mir sicher, dass man vieles noch verbessern kann und freue mich über Hinweise im Anschluss auf die Vorstellung. Es hat nun 6 Jahre bis zum aktuellen Stand gebraucht - ich bin mir sicher, angekommen bin ich noch nicht. Dazu probieren wir einfach zuviel aus und einige Schritte entstehen auch nur durch den Austausch mit anderen oder manchmal auch nur durch Zufall (die 40uF Folie die wir verwenden z.B.)

Jedes Netzteil hat eine Art "Softstart" eingebaut - nur nicht an der Stelle, wo Du es aufgrund der bisherigen Bilder vermuten würdest. Ich denke heute Abend steige ich zunächst in das Thema Gleichrichtung ein, dann erklärt sich auch die kleine Platine, die Du angesprochen hast.

Hinsichtlich der Trafos vorab gibt es natürlich am Markt eine große Anzahl vom Möglichkeiten. Ich habe viele ausprobiert - vom R-Core asiatischer Fertigung mit der Ungewissheit, niemals zu wissen, ob er echt oder echt gut nachgebaut wurde - bis zum klassischen IE-Kern und natürlich zum Ringkern. Letztlich gibt es Firmen, die einfach keine brummarmen Trafos bauen können (z.B. Sedlbaur) und welche, die im Hobby bezahlbar und recht gut sind, wie z.B. die von Strobelt. Ich verbaue seit 2-3 Jahren allerdings fast nur noch die Trafos von Toroidy aus Polen mindestens in der audio-grade-Variante. Die bekomme ich auf Maß gewickelt und die sind sowas von leise...dass es schon erschreckend ist. Für den optischen Totalgenuß gibt es dann auch die Supreme-Variante, wenn es mal keine betraglichen Bau-Limits gibt. Ich verbaue die unwahrscheinlich gerne, weil der Wicklungsanfang der Primärwicklung un der einzelnen Sekundärwicklungen entsprechend markiert ist - ich dann also nicht nachmessen muss, wo was wie gewickelt wurde um die Phase optimal anschließen zu können. Das erspart dann das spätere Ausphasen, weil es gleich "richtig" gebaut wird. Entscheidender beim Einsatz mehrerer Trafos innerhalb eines Gehäuses für z.B. einen Wandler. Mir sind solche Kleinigkeiten schon den Aufpreis von Audio Grade auf Supreme wert - kann aber gut verstehen, wenn jeder da ein anderes Werteprofil hat.

Schlußendlich steckt schon ein so hoher Materialkostenaufwand in jedem Netzteil drin, da kommt es fast nicht mehr darauf an, ob man 50€ für den optisch passenden Trafo mehr bezahlt. Wenn es eng wird im Gehäuse nehme ich lieber die gekapselten und geschirmten Supreme - um das Streufeld so gering wie möglich zu halten. (Die Paradedisziplin eigendlich des R-Core... nur die Toroidy "klingen" am Ende dann doch etwas besser). Baue ich nur einen Trafo in ein Gehäuse bleibts i.d.R bei einem audio-grade oder bei einem Strobelt, wenn ich z.B. eine NUC-Versorgung (+19V und +5V) aufbaue, den kann ich dann weit genug weg von den nächten Komponenten und Chokes platzieren.

Jedes Netzteil ist von Grund auf mit Kompromissen behaftet. Mir war es wichtig, ein Allzweck-Netzteil zu haben, das sehr flexibel ist. Daher baue ich oft Trafos mit entsprechend Overhead ein, damit ich - bei entsprechend regelbar gestaltetem Reglermodul sehr flexibel mit den Netzteilen umgehen kann. Morgens eine Extra-Clock betreiben und abends den Musikserver... ich brauche diese Flexibilität. Wichtig war uns, das das Netzteil sowohl im Analogbereich, als auch im Digitalbereich eingesetzt werden kann und dort "planbare" und im Vorwege kalkulierbare Ergebnisse bringt. Ich lege die Netzteile so aus, dass sie dann immer den Bereich 0-1.5 A/bzw. 0-3A belastungstechnisch liefern können oder für Hochampere-Lösungen 0-5A (je nach Kühlung auch bis 10A Dauer / 25A peak).

Es gibt immer Grenzen. Wir haben natürlich immer den Markt der Schaltnetzteile paralell beobachtet und immer wieder in die work-arounds einbezogen. Im Verstärkerbereich gibt es keine mir bekannten klanglich besseren Möglichkeiten, wenn man Kleinigkeiten verändert. Dazu komme ich aber noch in den nächsten Punkten.

Bis später, Sunny

[sunny_time_99]

Hallo zusammen,

seit einigen Jahren gibt es mehrere aktive Dioden-Bausteine am Markt. BIsher haben zu meinem Unverständnis nur sehr wenige Hersteller sich mit der Thematik und den Vorteilen der aktiven Bausteine beschäftigt. Neben der Fähigkeit sehr große Leitungen schalten zu können, keine Switching-Noise (im besten Fall) zu erzeugen ist die geringe Wärmeangabe und das breite Einsatzfeld ein Vorteil.

Der von mir verwendete LT4320 benötigt zum Betrieb entweder 2 Doppelmosfets oder 4 einzel Mosfets. 50Hz Schalten zu können ist für ein Mosfet nun keine hohe Anforderung. Ich habe mich bei den ersten Aufbauten - wie viele Hersteller auch - zunächst an das Datenblatt und die empfohlenen Mosfets gehalten.



Schaltbild der Grundschaltung, Quelle LT4320 Datenblatt

Das Datenblatt empfielt deutlich die Verwendung eines Kondensators über Pin 7 und 8 (+/- out am Chip) von 1uF und weist auf möglichst kurze Leitungswege hin. Eigene Messungen haben bestätigt, das hier jeder mm im Platinenlayout zählt. Wer auf Nummer sicher gehen will, lötet z.B. einen 1uF X7R mit 50V oder mehr auf Pin 7 und 8. Da im Bereich der MLCC´s wir es immer auch mit Microphonie zu tun haben ist z.B. die Verwendung von Taiyo Yuden (https://www.yuden.co.jp/eu/) sinnvoll. Ansonsten kann man auf eine höhere Spannungsfestigkeit zurückgreifen, die oftmals auch mit einer geringeren Microphonieneigung einher geht.
Soweit ich es verfolgt habe, war Frans de Wit der erste, der diese Art der Gleichrichtung in kommerziellen Geräten wie dem Verstärker Signature One einsetzte. Aus seiner Hand kam quasi zeitgleich mit meiner ersten Platine diese, die er für das Frickelfest 2017 gezeichnet hatte:



die Grundschaltung entspricht dem Datenblatt - er hat zusätzlich einen eingangsseitigen Kondensator von 1uF vorgesehen und Platz für einen kleinen ausgangsseitigen Elko als Unterstützung der 1uF Folie. Klanglich gab es bei identischem Aufbau keinen Unterschied - d.h., wenn man vor seinen Entwurf eine Kombination aus 2 Stück x2-Kondensatoren und einer Commonmode-Drossel setzt. Das Klangbild wurde sauberer, dynamischer, ruhiger und farbiger. Für uns ein klares Muss - daher fester Bestandteil in allen Layouts.

Schauen wir uns in diesem Zusammenhang ein normales SMPS an, dort finden wir dieses Filter-Element in nahezu jedem Schaltnetzteil. Die Spulen sind oft in geringem Maße anderen Werten ... wir wollen es ja bewusst universell halten und reizen diesen Bereich aufgrund besserer Flexibilität sicher noch nicht ganz aus.

Dies war eines der ersten Versuche der aktiven Gleichrichtung mit den wir die Unterschiede zu Schottkie, Hexfred, Vishay Glasdioden, Brückengleichrichtern in klanglicher HInsicht vorgenommen haben.



Der Vorteil ist schnell erzählt. Man kann mit der Gleichrichtung - wie mit allen anderen Bauteilen auch - sounden. Vishay Glas haben wunderschöne Höhen und Mitten, Hexfred den besten Bass, Active Diode alle Einzelvorteile zusammen.

Das Einsatzspektrum war groß. Wir haben die aktive Diode in Kleinstverbrauchern mit hohem Anspruch (Clock) und auch großen Verstärkern (NewclassD Singularity 2 und 3 ) eingesetzt. Großartige Anpassungen oder Kühlung war im Grunde nichtmal im knapp 800W Amp erforderlich. Haben wir im Wesentlichen nur zur persönlichen Beruhigung hin und wieder im Hochlastbereich gemacht.

Da wir ja Bastler sind... kennen wir auch komischerweise das Verhalten der Gleichrichter im Kurzschlußfall . Schon erstaunlich was die ohne Mucken leisten können. Nur die Umgebung glüht ...die Modfets kommen kaum ins Schwitzen. Meine Platine z.B. war auf 25A ausgelegt...


Meine erste Platine hat Vasilis Tounas (Entwickler bei Ideon Audio - https://www.hgfa.de/project/ideon-audio/) für mich nach meinen Angaben mit eagle Ende 2017 gezeichnet. Leider ist es mit der Kommunikation nicht immer sehr einfach gewesen, so habe ich danach Änderungen nicht mehr von ihm sondern von meinem Prototypenhersteller/Platinenhersteller micron20 (www.mircon20.com) machen lassen. Das kostete zwar viel Geld, ging dann aber innerhalb weniger Tage, während ich bei Vasilis immer in Monaten rechnen musste, bis er mal etwas Zeit für meine "Problemchen" hatte.
Das Team vom Micron20 ist unheimlich nett (es gab handgeschriebene Weihnachtskarten - hab da wohl zuviel bestellt) und hilfsbereit. Gerade für Hobbiisten wie mich, die sowas nur alle Jubeljahre machen, ist es wichtig, ein wenig an die Hand genommen zu werden. Die Qualität ist sehr gut, die Preise auch - Lieferzusagen werden absolut taggenau eingehalten.

Vasilis hatte die Bestückung zunächst trotz meines Wunsches nach mehr Kapazität überschaubar gehalten. Im Bastelbetrieb wurde dann die Länge von 25 cm immer wieder zum Hindernis - ich wollte unabhängig von Frans de Wits-Platine bleiben und somit habe ich die Urplatine bei Micron20 kürzen lassen - und weil es schon eh teuer genug war, gleich einen Träger für Regler und Ausgangskondensatoren und einen kompletten Strang für negativ Spannung entwickeln lassen.

Urplatine positiv Spannung:

Auskopplung für diskrete Bestückung:


Anfangs habe ich die Mosfets von Infineon IRF3205 für die Bestückung genommen, für "Hochvolt" die IRF4410. später haben wir mit anderen Typen weitergemacht u.a.: SQP100N04 oder CSD19535KCS

neben geringen Werten für ON Resistance (RDS on) waren möglichst gleichmäßige Anstiegszeiten und Abfallzeiten unser Ziel. Leider gab es besondere SQP-Typen die extrem gute Werte hatten und dann ausliefen. Selbst mit dem IRF3205 klingt die aktive Gleichrichtung schon besser als jede Diode oder Gleichrichter. Man kann also recht wenig falsch machen. Mittlerweile gibt der Markt ja viel mehr her, als 2017.

Am Ausgang der Gleichrichtung liegt bei mir immer noch ein 10-22k Widerstand mit 2W Belastbarkeit, der eine Grundlast erzeugt. Heute bin ich etwas fauler geworden und habe bei den vielen Netzteilen, die ich in den letzten Jahren gebaut habe (200 alleine nach der Vasilis Platine) nun auch Wert auf einen zügigen Aufbau gelegt. Weiterhin wollte ich einen deutlichen Platzgewinn. Da kamen mir die Module von https://evotronix.eu/main/ gerade recht, auf die ich meine neuen Entwürfe ausgerichtet habe. Zwar kostet ein Modul 29 Euro +Shipping und Steuer, dafür ist es sehr klein, und kann einfach als Diodenbrückenersatz genutzt werden. Nicht, dass ich das nicht auch selber zeichnen und in SMD bestücken kann... aber manchmal ist - einfach - auch eine gute Lösung.
SALIGNY Standard:


hier im Sunny Power 1, das für mich die Basis für Einzelnetzteile ist - die Platine passt mit 3mm Luft genau in ein chinesisches Alustrang-Gehäuse incl. der großen Hammond-Choke, einem Toroidy Trafo (audio-grade) - reglerseitig kann dann ein 78xx-Derivat (UWB2, Belleson,Sparkos, PHdesign, Sellarz Audio) am entsprechenden Kühlkörper oder extern auf der Bodenplatte der neue Regler von Lars Clausen (NewclassD oder LCTech) LC58XX montiert werden. Mittlerweile verbaue ich den am liebsten.






noch nicht zu sehen sind die Drossel, der komplette Kapazitätsmultiplier und der Regler.



Der Multiplier ist eine kleine Angelegenheit, die ich sehr kompakt baue, da er je nach Belastung entweder mit in die Platine kommt (bis 1A Dauer) oder unten an das Bodenalu (man würde ja eher Blech schreiben...aber das überträgt Wärme zu schlecht) Dann gehen auch 5A Dauer, ohne den TIP36 zu warm werden zu lassen.

Ich habe auch diese Platinen "geteilt" - der s.g. Sunny Endpoint bietet Platz für den Ausgangskondensatoren-Mix, den Regler und alles ab MP (Multiplier). Der Vorteil des MP liegt zum einen in einer Reduzierung des Noise-Levels von ca. 50-60dB - der zu multiplizierende Kondensator stellt (über den Gain-Faktor festgelegt) eine scheinbare Kapazität von mehreren 100.000uF bis in den Farad-Bereich hinein dar. Es ist also eine recht einfache und kostengünstige Lösung zum fast unbezahlbaren und Platz fressenden "Riesenkondensator". Da der MP keine "echte" Kapazität ist, benötigt man zusätzlich echte Kondensatoren.



der MP ist fertig aufgebaut kaum größer als das TIP36 (TO247 Gehäuse)



Für uns vorteilhaft ist der "Endpoint" , weil der MP sozusagen eine Noise-Einbahnstraße ist - nur in eine Richtung fließen kann. Wenn man mehrere Netzteile aus einer Sekundärwicklung ziehen will oder sensible Geräte versorgen will (und aus Kosten -oder Platzgründen keine einzelenen Trafos für die Versorgung nutzen will). In unser Einstellung haben wir einen Voltage-Drop von gut 0,8V. Man kann den Gain zu Lasten Voltagedrop weiter hoch fahren, dann hat man es aber wieder mit dem Problem Abwärme zu tun. Wie ich schon oben schrieb... alles ist ein Kompromiss
Grundsätzlich kann man statt einem Sziklai Darlington-Paar auch einen Mosfet einsetzen. Allerdings ist der Gain-Faktor dann nicht so hoch. Allo hat einen solchen als Einzelbaustein im Angebot - hat allerdings vergessen auf die klanglichen Vorzüge hinzuweisen... warum? unerklärlich. Vielleicht, weil die nur 15 Euro dafür nehmen. Eigendlich ist es die Sensation in deren Sortiment. Aber vielleicht wissen die auch noch nicht, was die zu bieten haben. Leider kein Einzelfall, wie wir immer wieder feststellen.

Der Aufbau als Sziklai Darlington hat den Vorteil eines geringeren Drops als eine normales Darlington-Paar.
Kapazitäts-Multiplikatoren setzte ich nun seit gut 1,5 Jahren in allen Geräten ein. Auch im Verstärker (wo dies immer schon seit vielen Jahrzehnten gelegendlich benutzt wurde, um Geld oder Platz zu sparen). Niemand hat allerdings jemals öffentlich beschrieben oder bemerkt, welchen klanglichen Einfluß und somit Gewinn diese Schaltung bringt - weil es nur das Entwicklungsziel Geld/Platz gab. Ich kann jedem nur empfehlen, mit dem MP zu spielen. Es ist einer der größen klanglichen Schritte, die in den letzten Jahren bei uns erfolgt sind. Sowas findet man weder bei Paul Hynes, Sean Jacobs oder Uptone!

Uns ist bisher niemand bekannt, der außerhalb unseres Wirkungskreises MP´s in allen Geräten mit großem Erfolg einsetzten. Wichtig ist, dann man relativ Ripple-arm in dem MP rein geht. Daher setzten wir vor dem MP eine umfangreiche und Leistungsstarke CLC-Siebung ein. Dann ist an der Stelle schon mal "Ruhe". Da, wie beschrieben der MP keine "echte" Kapazität ist, MUSS hinter den MP immer eine großzügig bemessene und zudem schnelle Kapazität, da hieraus der Regler gespeist wird (mehr dazu später).

Durch den Aufbau des MP hat man auch eine Art Softstart, weil der Komdensator über den hier verwendeten 120 Ohm Widerstand bgeladen wird. Zu große Kapazitäten würden zu lange Ladezeiten bedeuten - wovon ich abraten würde. 300uF-1.500uF haben sich in der Praxis bewährt.

Dies war der erste MP für den allgemeinen Einsatz. Nich mit 2 RC-Gliedern:





jetzt ist er sehr klein. Aufbauplan folgt in den nächsten Tagen

Schaltplan:




to be continued


Sunny

[gesperrter_benutzer_ct]

Der Vorteil ist schnell erzählt. Man kann mit der Gleichrichtung - wie mit allen anderen Bauteilen auch - sounden. Vishay Glas haben wunderschöne Höhen und Mitten, Hexfred den besten Bass, Active Diode alle Einzelvorteile zusammen.

Ich bin sicher, daß diese Halluzinationen einen Blindtest unter kontrollierten Bedingungen nicht überleben würden.

[wilbur11]

Ich bin sicher, daß diese Halluzinationen einen Blindtest unter kontrollierten Bedingungen nicht überleben würden.

Der Glaube versetzt Berge, sagt man.....

[ArLo62]

Naja, das tut ja nichts zur Sache. Die Ansteuerung der Fets über den LT4320 finde ich schon erstklassig . Habe ich noch nie was von gehört oder gesehen und ich bewundere das Durchaltevermögen.
Kostenseitig ist der Aufwand ja überschaubar wenn man denn weiß wie es geht.

[gesperrter_benutzer_ct]

Ja, der LT4320 ist schon ein cooles Ding. Auch mein gerade im Entstehen begriffenes Netzteil bekommt eine aktive Gleichrichtung. Allerdings nicht wegen des Klangs, sondern weil die Chinesen meinen Trafo recht knapp gewickelt haben und ich um jedes Dezivolt mehr, das der Regler zum regeln hat, regelrecht kämpfen muß.

[SNT]

Also, ich finde gerade die Sache mit den 50Hz Trafos interessant. So wie ich ‚normal‘ entwickelte Trafos kenne, werden wohl die magnetischen Verluste auf der Höhe der Wicklungsverluste sein, also das ganze auf Dauerlast ausgelegt sein, was bei einem Audiotrafo eigentlich nicht so recht passt, weil wohl in erster Linie Pulsströme durch laute Musikpulse gezogen werden. Außerdem wird häufig am teuren Kupfer gespart und die Wicklungszahlen sind recht knapp an der magnetischen Sättigungsgrenze, was imho nicht der Hit ist. Ich für meinen Teil würde erst mal die Wicklungszahl erhöhen, damit den Magnetisierungsstrom des Trafos reduzieren und so die Leerlaufverluste reduzieren. Wieso der Kern mechanisch brummt, liegt wohl an den gepulsten 50Hz plus Oberwellenströme und an einem lockeren Wicklungsaufbau. Wie man das verbessert, hmmm, am besten durch ein Schaltnetzteil… :-)

Der ‚Multiplier‘ ist eigentlich ein simpler Tiefpass mit Emitterfolger, hab ich vor 30 Jahren bei Elektor gefunden und auch häufiger erfolgreich verwendet. Das ganze funktioniert auch noch effektiver mit N-Channel Mosfet hat aber mehr Spannungsabfall und höhere Verlustleistung, gibt sich aber mit kleineren Caps zufrieden.

Gruß von Sven

[Solid_Core]

Hallo zusammen

Eigentlich bin hier so eher der stille Mitleser.
Den Versuch mit den Dioden austauschen gegen andere, und auch den aktiven Gleichrichter,
habe ich ebenso gemacht. Jedoch an einem relativ simplen Netzteil mit Sellarz Regler im Ausgang.

Vorab dachte ich, was soll das schon bringen. Ein Snubber ist bestimmt sinniger als andere Typen.

Weit gefehlt. Ich kann das nur bestätigen, was sunny_time_99 schreibt.

Begonnen hatte ich mit 4001, Hexfreds waren klanglich sauberer,beruhigter, Vishay Glasdioden noch sauberer.
Die aktive Diode gefiel auch mir am besten.
Der Versuch fand mit 5V Output für die Clock eines DDCs statt, der meinen DAC befeuert.
Diese Stelle fiel mir vorher bereits als sehr klangempfindlich auf.

So würde ich einen eigenen Test empfehlen. Besonders Digitalgeräte wie Streamer reagieren da anscheinend gut drauf.

Gruß
Stephan

[Darakon]

Hallo Sunny,

ich finde den Aufwand, den du wegen der Netzteile betreibst absolut bemerkenswert.
Großer Respekt, wie man sich dermaßen in so ein komplxes Thema reindenken kann (zumal ich nicht viel davon verstehe).
Auch danke für die ausführliche Dokumentation und die Bilder.
Wie groß der klangliche Unterschied ist, kann (und will) ich von hier aus nicht beurteilen.
Ich würde allerdings gerne mal die Hardware im live einsatz hören. Ich stehe solchen Themen zwar meistens erstmal keptisch gegenüber, lassen mich aber gerne überraschen.

Grüße

[wgh52]

Hallo Sunny,
auch von mir Danke für die ausführliche Dokumentation und Erklärungen

Ich setze auch bereits länger aktive Gleichrichtung ein und habe mir kleine Aktive GleihrichterPlatin(ch)en mit DoppelMOSFETs und Snubber gemacht, die ermöglichen Fertiggeräte von Diode auf aktiv umzurüsten (sofern alle Sekundärwicklungen einzeln gewickelt sind und keine Anzapfungen genutzt werden!).

Letztes Projekt war die Umrüstung des PWX Netzteiles eines Lehmann BlackCube SE II )bei dem ich den Trafo wechselte um aktive Gleichrichtung machen zu können). Der klanglich positive Effekt im direkten Vergleich zu einem unmodifizierten PWX Netzteil war deutlich und entsprach den hier geposteten Beschreibungen.

ich habe eine Frage zur Kapazitäts-Multiplier-Applikation:

In meinen gerade im Aufbau befindlichen 4-Weg-Aktivlautsprecher, werden alle Endstufen (per aktiver Gleichrichtung) parallel, aus denselben Sekundärwicklungen und Siebkondensatoren versorgt. Die Endstufen würde ich eigentlich gerne voneinander "entkoppeln" wollen und sie haben derzeit jeweils 2200µF lokale PufferElkos in + und -. Wäre es sinnvoll, möglich oder überhaupt ratsam jeder Endstufe (jeweils in + und - Versorgung) MPs vorzuschalten?

Danke für Deinen Rat!

[sunny_time_99]

Hallo Winfried,

schon praktisch, wenn man den gleichen Nutzernamen in anderen Foren hat... so erkennt man einander. Also nach allen Erfahrungen der letzten Jahre würde ich im Endstufenbereich keine aktive Gleichrichtung im traditionellen Sinne mit Trafo etc. einsetzen. Dort - und das haben viele Aufbauten im Bereich Endstufen gezeigt - (ca.40! -aller Preisklassen) ist ein gutes SMPS z.b. von Connex oder Sami aus den VAE klanglich deutlich besser. Der Unterschied ist so groß, dass ich im Leben nicht mehr auf sie Idee käme. Aber um Deine Frage vollumfänglich zu beantworten, ich setze auch hinter ein SMPS einen MP.Je nach Hersteller die maximale Kondensatorgrösse am Ausgang erfragen. Da bleibt man dann drunter. Dahinter kommt dann der MP, nun - und das ist elementar!!! Es muss eine echte Kapazität nach dem Einsatzzweck bemessen werden. Ich habe je nach Endstufe 5-50.000uF. Die Größe stimme ich darauf ab, wie man ein konventionells Netzteil aufgebaut hätte. Zur Schutzschaltung des SMPS - mit dem MP kann man die Ausgangskapazität "unsichtbar" gestalten - ein dauereingriff, wie bei zu großen Kapazitäten wird vermieden. Aktuell bin ich wieder davon ab gekommen, den zu multiplizierenden Kondensator zu groß zu bemessen. Bei Endstufen war 1.000uF bei Gain x1.000 ein guter Anfangswert.
Gruß

Sunny

[wgh52]

Hallo Sunny,

ja, schön Dich hier zu treffen

Ich verstehe Deine Erfahrungen, hatte auch schon anderweitig Ähnliches gehört und jetzt kommt ein großes "Aber": Ich habe bereits vor längerer Zeit in den 1kW Trafo investiert und will daher das Linearnetzteil aufbauen, wohl verstehend, daß SMPS besser sein könnte, damit muss ich vorerst "leben".

Und noch ein "Aber"... In Deiner Antwort bist Du auf ein mir wichtiges Detail nicht explizit eingegangen: Ist es gut oder schlecht hinter der gemeinsamen Gleichrichtung und Siebung jeder einzelnen Endstufe einen eigenen MP zu verpassen und warum? Deine Einschätzung dazu wäre mir schon wichtig!

Nochmals Danke!

[sunny_time_99]

Ich mache das grundsätzlich mit MP. Aber du brauchst einen für positiv z.b. TIP36/bd139 und negativ TIP35 mit bd140. Der positive kommt in die plus rail - der negative in die negativ rail. Man kann deren gemeinsamen Berührungspunkte auch dann für die sternerde nehmen.
Hinter MP unbedingt grosse caps für die transienten! Ohne das geht's nicht.

Gruß

Sunny


P.s. gleichrichtung Getrennt > Siebung getrennt > MP sternerdpunkt > Elkobatterie 😉

Das schöne an meinem MP - "softstart" ist gleuch mit eingebaut. Bei einem 2KV Aufbau hatte ich ein wenig Probleme mit Softstartmodulen...Die waren nach MP unnötig. (Waren ha nur 600.000uF, die gestemmt werden mussten)

[wgh52]

Hallo Sunny,

ich will den Thread nicht zu sehr kapern und habe meine spezielle Rückfrage darum als PN geschickt.

[Yogibär]

Hallo Sunny,

erklär mir bitte die Funktionsweise Deines MP, vorallem mit Angabe der Eingangs- und Ausgangsspannungen. Eine Formel für den Kapazitätsgewinn wäre auch hilfreich.
ich sehe momentan nicht, wie der Transistor regelt, da mit den angegebenen Werten für R1 und R2 der Transistor sein müßte. Oder habe ich da einen Denkfehler?

viele Grüße

Thomas

[wgh52]

Freunde,

es gibt im diyaudio.com Forum mehrere Threads über Cap-MP Netzteile (Stichwort: Mr. Evil/PMI), ein Einstieg ist z.B. hier möglich. Ein "Kapazitätsmultiplier - Sziklai Darlington" ist in diesem ESP Projekt siehe Figure 3A) in seiner Wirkungsweise ausführlich dargelegt.

Ich bin inzwischen so weit, Cap-MPs in einem meiner Projekte auszuprobieren.

Danke an Sunny!

[capslock]

Edit: Link ist auf anderem Browser in Ordnung.

Ein Kapazitäts-Mulitiplizierer ist für mich ein einfacher Spannungsverdoppler, aber das scheint nach Blick auf die Schaltung bei diyaudio ja gerade nicht gemeint zu sein.

edit: Mit Rod's Artikel ist es klar. Das ist ein alter Hut, man filtert nur die Spannung an der Basis des Längsreglers.

[Yogibär]

Hallo Winfried,

vielen Dank für den Link zu Rod Elliot. Ich mag seine kleinen Projekte.
Wenn man seine Ausführungen genau liest, wird klar, dass die minimale Eingangsspannung incl. Ripple immer größer als die Ausgangsspannung plus Dropout sein muß, sonst kommt es nicht zum Multipliereffekt. Das waren auch meine Bedenken.
ich werde mal in den nächsten Tag einen Musteraufbau erstellen und diesen ausmessen.

viele Grüße

Thomas