Class-D Amp mit herkömmlichen Trafonetzteil ?

[AR]

Hi,
nachdem in meinem letzten post wohl zu viele Fragen waren, hier jetzt nur eine ;o) :
Kann man eine Class-D Stereo-Endstufe (z.B. Connex CxD 2160) an einem herkömmlichen Netzteil (Trafo, Gleichrichter, Kondensatoren - natürlich mit passender Ausgangsspannung) ) betreiben?
Hifi-Akademie betreibt seine Class-D mit Trafonetzteilen; aber ob die noch spezielle Features haben, weiß ich nicht.

Gruß
AR

[phantastix]

Mir fällt kein Grund ein, warum das nicht gehen sollte. Eine Endstufe braucht Spannung und Strom, und das gibt es von Trafonetzteilen genauso wie von Schaltnetzteilen.

[horr]

Sicher geht das
Hab' ich schon erfolgreich gemacht.

[AR]

Hi,

ich komme deshalb drauf, weil bei der Beschreibung des Connex Amps "... +-55V regulated voltage..." gefordert wird.

Gruß
AR

http://connexelectronic.com/wp-content/uploads/2017/08/CxD2160.pdf

[AR]

Danke,
das gibt mit Hoffnung!
Ich hab' nämlich eine defekte Marantz SM80 Endstufe, mit funktionierendem +-53,5V Netzteil und 2x12000 µF auf jeder Seite (also 48.000 µ insgesamt).
Dafür habe ich mir auch das ConnexModul zugelegt.

[phantastix]

Vorsicht, die Connex Endstufe braucht scheinbar drei verschiedene Spannungen. Das haben andere Class D nicht.

Das regulated dürfte recht egal sein, zumindest für die Versorgung der Endstufensektion. Da gibt es nämlich eine Under- and Overvoltage Protection.

[Don Key]

"regulated Voltage" bedeutet ja nur, dass die 55V Lastunabhängig, also unabh. vom Ausgangsstrom stabil sein müssen.
Gegenbeispiel ist ein Trafonetzteil, nur mit Gleichrichter und Kondensatoren, ohne Spannungsregelung. Da liegen dann im Leerlauf (ohne Last) auch 'mal gerne 65-70V am Ausgang an.

[saddevil]

Hmm ja kein Problem.. Aber ...


Trafo: 50-60Hz "Laderate" der Elkos
Also 20ms zum Laden einer Kapazität "x"

Kommt nun ein Impuls und der Verstärker braucht Strom , kommt der nächste Ladeimpuls erst in 20ms wieder.

Schaltnetzteil:
20-50KHz ... 50mikrosekunden!!
Die Elkos werden also viel schneller mit Energie wieder gefüllt.

Deswegen auch oft : weniger Kapazitäten bei Schaltnetzteilen!!

Die Kondensatoren haben hier eher eine Filterwirkung als die Aufgabe Energie zu speichern.


Also Trafo ist auch ok.. benötigt aber mehr Kapazität.. um die Ladezyklen zu überbrücken.

Gut sind daher Elkos die hohe entladeströme und einen kleinen ESR haben.

[AR]

"Gegenbeispiel" - darum geht es ja gerade:
Es soll das Netzteil der SM80 verwendet werden:

55462

Für die Aux-Versorgung habe ich mir folgende Netzteile gedacht:
https://www.ebay.de/itm/AC-DC-Power-Supply-Buck-Converter-AC110V-220V-230V-to-DC-3-3V-5V-9V-12V-15V-24V/112394095203?ssPageName=STRK%3AMEBIDX%3AIT&var=412797055916&_trksid=p2060353.m1438.l2649

[AR]

Dürften die 2x24.000µF reichen?
Und wie erkenne ich, ob die Elkos ".... hohe entladeströme und einen kleinen ESR haben"?
Wären das solche Kandidaten: https://www.ebay.de/itm/2pcs-Original-ELNA-10000uF-80V-Audio-Top-Power-Electrolytic-Filter-Capacitor/172035174621?ssPageName=STRK%3AMEBIDX%3AIT&_trksid=p2060353.m1438.l2649

[スピーカ]

Hi,

ich komme deshalb drauf, weil bei der Beschreibung des Connex Amps "... +-55V regulated voltage..." gefordert wird.

Gruß
AR

http://connexelectronic.com/wp-content/uploads/2017/08/CxD2160.pdf

Geregelte Netzteile reduzieren sog. bus pumping. Bei ungebrücktem Betrieb besteht die Gefahr, dass ein ungeregeltes Netzteil kaputt geht. Ließ das pdf noch mal sorgfältig zum Thema Netzteil durch, da wird das näher erläutert.

[AR]

Bus-Pumping
Das habe ich gelesen und schon eingeplant, dass ein Kanal um 180°phasenverschoben betrieben wird. Sollte mit der Behringer kein Problem sein; und natürlich wird dann eine Box verpolt angeschossen.

[Kleinhorn]

Hi..
Wenn das Connex ein Eingangs-Ic hat, sieht für mich so aus, kannst Du am Eingang des Moduls tauschen. Ich hab das mal bei den CxD 250 HP gemacht.

Pedda

[AR]

Soweit scheint ja alles gut zu sein - danke für die Info's!

Was mir aber noch ein bißchen Kopfzerbrecher bereitet:
Zitat Don Key: "...ohne Spannungsregelung. Da liegen dann im Leerlauf (ohne Last) auch 'mal gerne 65-70V am Ausgang an."
Zitat phantastix::" ..Das regulated dürfte recht egal sein, zumindest für die Versorgung der Endstufensektion. Da gibt es nämlich eine Under- and Overvoltage Protection.

Wenn nun die Overvoltage Protection oft anspringt, hat man auch keine Freude. Ist das ein Killerargument für diese Lösung? Bzw. wie macht es die HifAkademie?

[dominik]

Ich hatte vor 15 Jahren mal aktive 18" PA Subs mit Icepower 500er Modul drin gekauft , die waren vom Hersteller mit einem Ringkerntrafo mit maximal 500VA und 2x10000uF Siebung aufgebaut. Im passenden Topteil waren Ice 250er Module drin und ebenfalls ein knapp bemessener Ringkerntrafo, Siebung war dort ebenfalls 2x10000uF.
Die Subs stehen seit rund 10 Jahren in einem Jugendclub, und laufen dort jeden Abend völlig problemlos.
So ein konventionelles Netzteil hat auch Vorteile, das hält fast "ewig".

Meine aktuellen Subs mit Pascal-XPro-3 Modul und auch der mit einer China-Kopie davon drin ,hatte ich die ersten zwei Jahre ohne einen invertierten Kanal betrieben, da ich diesen Teil in den Unterlagen wohl irgendwie überlesen hatte.
Selbst mit zwei 18Zöllern und vier 12Zoll Topteilen dran hat das Modul nie gemeckert das etwas falsch läuft, und das bei stundenlangem dauervollgas.
Die PA mit den Ice drin hatte damit auch nie ein Problem.

Ich kann mir nicht vorstellen das so etwas im Heimbetrieb die Betriebssicherheit einschränkt oder gar zum abschalten führen soll.
Außer natürlich das konventionelle Netzteil hat im Leerlauf schon eine Spannung die sehr nah an der Abschaltgrenze ist.

[xyz25]

Abgesehen davon dass es natürlich möglich ist, würde ich mir überlegen ob es denn auch sinnvoll ist?

Gute Schaltnetzteile sind heutzutage den klassischen Trafos doch quasi in allen Bereichen überlegen und verbrauchen gerade bei Teillast wesentlich weniger Strom.

Grad mal ins Datenblatt eines PAM8610 (sehr billiges Class-D IC) geguckt, selbst der bietet eine Power Supply Ripple Rejection von -60db d.h. die Schwankungen der Netzteilspannung kommen am Ausgang noch mit -60db (0,1%) an.

Dem Verstärker ist, solange das Netzteil wegen Überlastung nicht einknickt, also ziemlich wumpe wie er beliefert wird.

edith sagt: Zur Berechnung ist von der Ripple Rejection der Verstärkungsfaktor abzuziehen, siehe #23.

[Kalle]

Anderseits geht es hier auch um Weiterverwertung und Recycling. Ich würde das einfach mal ausprobieren.
Ein SNT kann man dann immer noch kaufen, wenns nicht klappen sollte.
Jrooß Kalle

[Rainer]

Das ist kein dann kein Re-, sondern Upcycling.
Ist ja ein Marantz:p

[AR]

Genau - so werde ich es auch machen. Danke an Euch alle!
Die Aux-Versorgung mit +-18-25V dürfte ja keine große Qualität erfordern - denk ich mal.
Falls doch, bitte widersprechn.
Gruß
AR

[saddevil]

Genau - so werde ich es auch machen. Danke an Euch alle!
Die Aux-Versorgung mit +-18-25V dürfte ja keine große Qualität erfordern - denk ich mal.
Falls doch, bitte widersprechn.
Gruß
AR


Besides the power stage supply voltage of ±55V,
three additional auxiliary voltages in range of 16 to 25V
are required for input stage, small-signal stage, driver stage, control and protection stage.


Input und small Signal Stage ...
Dazu wichtig das der ripple absolut minimiert wird und stabil ist. Jeder kleine Furz wird sonst mit verstärkt.
Also .. Regler !!! Und vor allem keine 78xx ..
rauscharm!! Ist absolut wichtig

Driverstage ... Ähnlich wichtig sollte aber von Eingang entkoppelt sein .
Also auch Regler!( Rauscharm)

Control und Protektion... Joar da kann man eine gute gesiebte Versorgung nehmen. Aber wenn man schon so kleckert.. dann richtig.:p

Demnach ist diese Versorgung wichtig wie ungemein sauber zu halten ^^

[Kalle]

Moin,
da würde ich doch eher einen anderen Verstärkerbaustein benutzen.
Der Markt hält ja eine breites Angebot ohne notwendige Zusatzspannungen bereit.
+-54V vertragen ja ne Menge.
Vielleicht auch wieder in AB, der J20.5 wird ja hoch gelobt.
Jrooß Kalle

[saddevil]

dennoch ist auch hier irgendeine anpassung nötig.
die OPVs am eingng sind ja primär Impedanzwandler ( mit DC entkopplung + lowpass )
Aber diese dinge brauchen eben immer eine gefilterte saube rauscharme versorgung.

Auch andere Verstärker benötigen eine hilfsspannung .. ( MOSFET AB um die gates durchzusteuern ... )
Class D für die Gate treiber.... usw
Klar kann man da etwas siebung hinwerfen und es funktioniert.

Aber man muss auch bedenken das jedes bisschen Rauschen was da durchkommt durch die 20-40dB Gain mit verstärkt werden.
Das ist bei Class D so und auch bei Class A / AB ....

Das ist auch so nicht besonders aufwändig ... wenn man mal eine Schaltung gefunden hat die gut funktioniert.

Auch ein 7815/7915 würde ohne Probleme funktionieren....
Sogar ein MC34063 Schaltregler !!
Aber man muss primär schauen das der Ripple <<20mV ist und ggf. mit RC/LC sieben um das so glatt wie möglich zu ziehen.

Die 78xx/79xx rauschen leider sehr stark...
Daher rate ich nicht zu denen.
Gibt andere oder die Transistor/ZDiodenschaltung mit Gyrator.
Der Gyrator ist hier eine art Impedanzwandler und wirkt stärker bei der Entkopplung..

So kann man mit einem kleinen Trafo der AC 2x15V hat alles versorgen.
Der Gyrator trennt das halbwegs gut und die Regler halten das rauscharm auf den eingestellten Wert.

[xyz25]

Ich muss meinen Post zur Ripple Rejection etwas korrigieren, die wird ohne die Verstärkung angegeben, diese ist davon also abzuziehen.

Am Beispiel des TDA8954: Bei 1kHz 90db Unterdrückung bei positiver Halbwelle, 80db bei negativer Halbwelle. Closed-Loop Gain von ~30db. Macht 90/80db - 30db = 60 bzw 50db Unterdrückung.

Von der Schwankung der Versorgungsspannung kommen also noch 0,1%(positive Halbwelle) bzw 0,3%(negativ) an, es wird also nicht jedes Rauschen in hörbare Bereiche verstärkt.

[AR]

Hi,
gibt es hierzu schon fertige Bausteine?

[capslock]

Geregelte Netzteile reduzieren sog. bus pumping. Bei ungebrücktem Betrieb besteht die Gefahr, dass ein ungeregeltes Netzteil kaputt geht. Ließ das pdf noch mal sorgfältig zum Thema Netzteil durch, da wird das näher erläutert.

Genau das ist der Knackpunkt, und es geht nicht nur um Bus Pumping, sondern auch um Ripple und den Innenwiderstand des Netzteils.


Die übliche Emitterfolger-Ausgangsstufe in AB-Verstärkern ist nicht viel was anderes als ein einfacher Spannungsregler (Zenerdiode und Transistor als Emitterfolger geschaltet). Die Spannung am Emitter liegt immer um ca. 0,65 V unter der an der Basis. Dabei ist es weitgehend egal, was für eine (ungeregelte) Spannung am Kollektor anliegt. Die Nichtlinearität des Transistors als Funktion der Kollektor-Emitter-Spannung (Early-Effekt) ist bei > 10 V U_CE nur noch verschwindend. Die Eingangsstufe des AB-Verstärkers wird normalerweise durch eine Stromquelle gespeist, die Spannungsschwankungen um ca. den Faktor 1000 unterdrückt. Ebenso arbeitet die Spannungsverstärkerstufe (VAS) normalerweise gegen eine Stromquelle. Genau deshalb kann man AB-Verstärker ja auch ohne globale Gegenkopplung aufbauen, weil jede Stufe für sich schon eine sehr große Versorgungsspannungsunterdrückung hat. Und mit globaler Gegenkopplung wird das schnell noch einige 10 dB besser.

Gleiches gilt übrigens auch für Op-Amps. Die haben bei DC meist >100 dB Versorgungsspannungsunterdrückung und je nach Modell über das ganze Audioband noch > 60 dB. Die Aufgabe der Spannungsregler ist hier vor allem die Verhinderung von Überspannung. Rauschen oder Ripple ist praktisch egal.

Bei Class D ist das ganz anders. Der Ausgang wird zwischen den Versorgungsspannungen hin- und hergeschaltet, d.h. wenn die Versorgung in die Knie geht, übersetzt sich das 1:1 ins Ausgangssignal und es der Job der Gegenkopplung, das wieder geradezubiegen. Nun haben die meisten D-Verstärker nicht gerade üppige Schleifenverstärkung, d.h. da sind heftige Intermodulationen zu erwarten, wenn die Versorgung nicht aktiv geregelt ist.


Generell sind große EI-Trafos und Ringkerne hinsichtlich ohmschen und magnetischen Verlusten viel besser als die kleinen Dinger, die früher sogar per Magnetspalt oder dünner Drähte kurzschlussfest gemacht wurden, d.h. Leerlaufverluste und Wirkungsgrad sind gar nicht so schlecht. Ebenso gehen sie unter Last recht wenig in die Knie (geringer Ausgangswiderstand). Aber gegen Netzschwankungen können sie gar nichts machen.