Anordnung SNT und Class-D Module

[MK_Sounds]

Hallo zusammen,

bin gerade dabei einen kompakten Class-D Verstärker aufzubauen. Entweder als 2 oder 4 Kanal. Die Basis bildet ein typischer Class-D Verstärker auf 24V-Basis.
Nun bin ich auf der Suche nach einem recht einfachen, günstigen Alugehäuse. Das Netzteil (Meanwell LRS-200-24) wird mit darin verbaut. Habt ihr da Vorschläge?

Hab dann im Web nach Gehäusen geschaut und war doch etwas verwundert, wie viel man für ein Stück stranggepresstes Alu so bezahlt.
Ein Gehäuse im 19"-Format will ich auf jeden Fall nicht, da vom Format her recht unpraktisch und zu groß.
Vom Formfaktor recht interessant finde ich die Gehäuse, die eher schmal (bis ca. 200 mm) sind, aber recht hoch (60-90 mm). Das ganze soll konvektionsgekühlt sein, Lüftungsschlitze auf der Oberseite sind also notwendig.
Habe mich nun gefragt, ob es möglich wäre, das SNT unten einzubauen und dann darüber die beiden Class-D Module. Das wäre hinsichtlich der Anordnung recht praktisch und eine gute Nutzung des vorhandenen Volumens.
Gibt es da Probleme mit Einstreuungen vom Netzteil auf die Amps oder dergleichen?

[JFA]

Gibt es da Probleme mit Einstreuungen vom Netzteil auf die Amps oder dergleichen?

Kurze Antwort: Ja.

Lange Antwort: SNTs sind ein wahrer Quell der Freude für jeden EMVler. Was da alles in die Luft und vor allem in die Leitungen geblasen wird, herrlich. Wenn du die Verstärkerplatine direkt darüber einbaust, wirst du hauptsächlich mit dem hochfrequenten Streufeld des Trafos zu tun bekommen, und vielleicht noch mit den schnell geschalteten Strömen durch Leistungstransistoren und Freilaufdioden (je nachdem was es da alles gibt). Dieses Streufeld ist mit dem (durch Abblockkondensatoren und Ausgangsdrossel des SNT tiefpassgefiltertem) Audiosignal moduliert, und weil das im weitesten Sinne eine PWM ist, recht dann schon ein simple Tiefpassdemodulation (also nicht so kompliziert wie bei AM, wo irgendwo eine Diode sein muss, um den Träger zu demodulieren). Hochfrequente Anteile, die durch Resonanzen während der Schaltvorgänge herrühren, richten noch weiteren Schlamassel an.

Was tun? Erstmal ausprobieren. Kann auch sein, dass nichts passiert. Ansonsten: Schirmen. Ich denke, dass eine durchgehende Kupferfläche auf der Unterseite der Leiterplatte schon einiges bringen dürfte. Wenn das nicht geht, dann halt noch ein Kupferblech als Zwischenlage. Es kann dann immer noch zu tieffrequenten Störungen kommen, weil das aufmodulierte Audiosignal bei der PWM im Basisband liegt. Dann hilft nur noch ein Ableiten des Magnetfelds, am besten mit Mu-Metall, oder vereinfacht magnetisch leitendes Stahlblech.

Ich sehe aber noch andere Probleme:
1.) Im Datenblatt gibt es diese Anmerkung:

9. This power supply does not meet the harmonic current requirements outlined by EN61000-3-2
Zusätzlich noch ein paar Bedingungen, die aber alle wahrscheinlich zutreffend sind. Das heißt, du brauchst noch einen zusätzlichen Netzfilter.
2.) Das SNT ist konvektionsgekühlt. Das heißt, wenn du den Verstärker direkt darüber baust, kann es sein, dass die Kühlung nichts ausreicht. Was dazu führt, dass du den Abstand vergrößern müsstest, und dann wird das befürchtete Einstrahlungsproblem schon signifikant kleiner.

[MK_Sounds]

Was tun? Erstmal ausprobieren. Kann auch sein, dass nichts passiert. Ansonsten: Schirmen. Ich denke, dass eine durchgehende Kupferfläche auf der Unterseite der Leiterplatte schon einiges bringen dürfte. Wenn das nicht geht, dann halt noch ein Kupferblech als Zwischenlage. Es kann dann immer noch zu tieffrequenten Störungen kommen, weil das aufmodulierte Audiosignal bei der PWM im Basisband liegt. Dann hilft nur noch ein Ableiten des Magnetfelds, am besten mit Mu-Metall, oder vereinfacht magnetisch leitendes Stahlblech.
Die Platine hat auf der Unterseite eine durchgehende Massefläche. Blöderweise laufen da allerdings auch Teile von Datenleitungen (I²S und I²C). Ich hatte mir mal vor geraumer Zeit eine Rolle dicke Kupferfolie gekauft, die lötbar ist. Das könnte ich zur Schirmung verwenden. Soll ich den Schirm dann an PE des Netzteils klemmen?


Ich sehe aber noch andere Probleme:
1.) Im Datenblatt gibt es diese Anmerkung: (...)
Zusätzlich noch ein paar Bedingungen, die aber alle wahrscheinlich zutreffend sind. Das heißt, du brauchst noch einen zusätzlichen Netzfilter.
2.) Das SNT ist konvektionsgekühlt. Das heißt, wenn du den Verstärker direkt darüber baust, kann es sein, dass die Kühlung nichts ausreicht. Was dazu führt, dass du den Abstand vergrößern müsstest, und dann wird das befürchtete Einstrahlungsproblem schon signifikant kleiner.

Ich muss zugeben, so genau hab ich das Kleingedruckte nicht angeschaut. Heißt das im Klartext, dass man dieses SNT in der EU im Prinzip gar nicht erst einsetzen darf, weil das eine EMV-Schleuder sondergleichen ist? Das CE-Zertifikat ist so wie ich das sehe an die Bedingungen in Fußnote 9 gebunden, die im Grunde auf jedes erdenkliche Gerät zutreffen.
Ist das ein generelles Problem bei solchen China-SNTs wie die Meanwell? Werde mal etwas in den Datenblättern anderer Modelle stöbern.

Die Verstärker sind nur ca. 40% so groß wie das SNT. Montieren würde ich die mit Haltern ca. 1,5 - 2 cm über dem SNT. Luftzirkulation sollte trotzdem möglich sein. Bei einem recht hohen Gehäuse wäre zur Not noch Platz für einen Lüfter im Deckel.

[MK_Sounds]

Habe mal noch diverse andere Modelle von Meanwell gecheckt. Das LRS-Modell scheint die billig Variante zu sein. Bei den meisten anderen ist das CE-Zertifikat nicht an Bedingungen im Kleingedruckten gebunden.
Z.B.
RSP-200
https://www.meanwell.com/webapp/product/search.aspx?prod=RSP-200
UHP-200
https://www.meanwell.com/webapp/product/search.aspx?prod=UHP-200(R)
HEP-185
https://www.meanwell.com/webapp/product/search.aspx?prod=HEP-185

Dann werde ich das LRS-200 wohl zurückschicken und eines der anderen Modelle ordern. Oder spricht da etwas dagegen?

[spendormania]

Hier steht nix wichtiges.

[Kleinhorn]

Ich hab schon 2x das https://www.pollin.de/p/schaltnetzteil-meanwell-rs-150-24-24-v-6-5-a-351500 eingesetzt, allerdings mit Abstand zu den Mini-Endstüfchen. Keinerlei Probleme gehabt.
Aber es war schon so. Will man ausreichend Platz haben, wird das Gehäuse schnell groß und größer...je nach Umfang. Vielleicht Netzteil auslagern ?

Übereinander hab ich noch keinen Versuch gestartet. Käme auf einen Versuch an. Üblich ist es aber eher nicht, auch nicht bei linearen Netzteilen. Endstufen übereinander mit Abstand geht...
Ich hätte auch die Vermutung, dass das SNT einstrahlt und Störungen verursacht.

[MK_Sounds]

Ich hab schon 2x das https://www.pollin.de/p/schaltnetzteil-meanwell-rs-150-24-24-v-6-5-a-351500 eingesetzt, allerdings mit Abstand zu den Mini-Endstüfchen. Keinerlei Probleme gehabt.
Genau das gleiche SNT habe ich auch in meiner Aktivbox für die Werkstatt verbaut. Amp ist dabei neben dem NT verbaut. Ebenfalls keine Probleme zwecks Störgeräuschen.
Was ich allerdings rausgefunden habe, das SNT ist auch eine ziemliche EMV-Schleuder. Wenn das Ding an ist und ich auf der gleichen Phase ein altes Radio betreibe (ca. 3 m Entfernung), dann hat sich das Thema Radioempfang komplett erledigt...
Werde wohl mal Versuche mit Netzfiltern machen.

[JFA]

Die Platine hat auf der Unterseite eine durchgehende Massefläche. Blöderweise laufen da allerdings auch Teile von Datenleitungen (I²S und I²C).

Ungünstig. Leider eine häufige Unsitte, diese Datenleitungen über Vias von einer Lage zur anderen zu routen zu führen. In dem Fall zusätzlich auch noch ärgerlich, weil die Kupferfläche unterbrochen wird.


Soll ich den Schirm dann an PE des Netzteils klemmen?

Knifflige Frage. Für die Schirmung gegenüber dem hochfrequenten (:rolleyes: ein paar 100 kHz vielleicht) Magnetfeld ist das nicht von Belang, das hat sowieso keinen Erdbezug. Kapazitive Kopplung könntest Du damit zusätzlich noch unterdrücken. Allerdings die auch externe Störungen von PE einkoppeln. Ausprobieren.

Auf keinen Fall würde ich das Schirmblech an Schaltungsmasse klemmen.


Ich muss zugeben, so genau hab ich das Kleingedruckte nicht angeschaut. Heißt das im Klartext, dass man dieses SNT in der EU im Prinzip gar nicht erst einsetzen darf, weil das eine EMV-Schleuder sondergleichen ist?

Es macht halt Oberwellen auf der Leitung. Das ist eigentlich das Typische, was man bei einem SNT am Versorgungsanschluss sieht. Ein zusätzliches Netzfilter könnte Abhilfe bringen, aber dann bist Du trotzdem für den korrekten Betrieb verantwortlich.


Die Verstärker sind nur ca. 40% so groß wie das SNT. Montieren würde ich die mit Haltern ca. 1,5 - 2 cm über dem SNT.

Dann denke ich, dass die Kühlung nicht so problematisch ist. Außerdem könntest Du die Verstärker doch auch weit weg von den Trafos setzen, oder?

[Kleinhorn]

Hi...
in was für einem Gehäuse läuft die Kombi denn ?

Ich hatte im Radio, Handy usw keine Störungen, zumal auch noch ne Bluetooth-Platine eingebaut war. Wäre schade gewesen, hätte das nicht funktioniert...die Antenne war unter Lüftungsschlitzen auf der Platine, nicht rausgeführt. Aber man müßte auch wissen in welchem Bereich gestört wird...kHz vermutlich..
Ich habe ein Alu-Metall-Gehäuse von Modu benutzt..

Pedda