Vor 3 Stunden
Ich möchte einmal dazu anregen, über das Design von class D Endstufen zu diskutieren.
Da mir sehr viel an einer sehr kontrollierten, druckvollen Basswiedergabe liegt, kommt dafür class D besonders in Frage, da damit komplexe Lasten weitaus besser getrieben werden können als mit Linearendstufen. Jedoch gibt es auch da sehr viele mögliche Schaltungen. Hier meine Gedanken dazu und Erfahrungen:
Selbstschwingend (Hysterese-Oszillator) vs. fixer Takt:
Auch wenn ich schon selbstschwingende Endstufen gebaut habe, diese natürlich auch funktionieren und ziemlich einfach im Aufbau sind, so konnte ich mich irgendwie nie damit anfreunden. Ich möchte gerne eine fixe Schaltfrequenz, am besten Quarzstabil um auch ohne aktive Synchronisation keine unangenehmen Interferenzen zu bekommen.
Wenn jeder Kanal, jedes Netzteil einen eigenen Takt hat, der um Frequenzen im hörbaren Bereich divergiert, kommt es schnell zu Störgeräuschen.
Halbbrücke vs. Vollbrücke:
Nun, da gibt es bei mir nur die Vollbrücke. Das hat handfeste, technische Gründe.
1: Einfache Versorgung, eine Spannung (plus die kleinen Spannungen für Steuerung und Vorstufe).
2: Und das ist ganz wesentlich für Probleme mit Halbbrücken an großen Bässen. Wenn die Last phasenverschoben ist (was fast immer der Fall ist, aber bei besonders großen Bässen und niedrigen Frequenzen kommt das ganz besonders zum Tragen), kommt es im Bereich wo Strom und Spannung unterschiedliche Vorzeichen haben zu einem "Pumpen" der Energie von einer Versorgungsspannung zur Anderen, also wird an der einen Seite gezogen (was natürlich kein Problem ist) und der anderen Seite wird diese Energie in den Zwischenkreis gedrückt. Sind da die Kondensatoren zu klein kann die Spannung gefährlich steigen und es knallt.
In einer Vollbrücke fließt ddr Strom einfach im Kreis, erst wenn es zu einer Phasenverschiebung >90/<-90 Grad kommt (was gerade bei potenten Bässen in kleinen CB der Fall ist), also generatorisch gearbeitet wird, kommt es auch da zum Aufladen des Zwischenkreises. Deswegen sollten generell die Siebkondensatoren bei class D nicht zu klein ausfallen, da eben Energie auch dort hinein geschoben wird.
Klassisch im Gegentakt oder phasengleich:
Hier in einem Paper von TI das Prinzip der phasengleichen Ansteuerung. Diese verwende ich seit der ersten Versuche nur noch, jedoch habe ich keinen Bias, also wirklich 0 V HF-Spannung ohne Signal. Die dadurch entstehenden Verzerrungen (die es natürlich messtechnisch hat) sind zumindest für mich nicht wahrnehmbar. Dafür ist die idle-Leistung selbst mit 200 V Rail kaum mehr als 2 W.
Durch das fehlende Filter hat man absolut sauberes clipping, da eben der Filter immer ein Schwingkreis ist, der beim clippen angeregt wird. Zudem hat es keine zusätzliche Dämpfung.
Dieses Konzept mit neuesten Mosfet und potenten Treibern aufgebaut hat mich echt vom Hocker gehauen. Brutaler Bass, der nicht nur abartig tief geht und gleichzeitig erbarmungslos in den Magen knallt, als gäbe es kein Morgen mehr. Habe so eine Endstufe im Auto an zwei Ground Zero GZRW 30-D2, alle vier Spulen in Reihe (8 Ohm) und 160 V Rail, 50 kHz Takt (ist ja nur Bass) und 650 V/50 A SiC Mosfet. Unfassbar das ganze.
Diese Kontrolle habe ich noch nie erreicht, klar, es ist irgendwie eben erklärbar warum das so gut funktioniert, aber hätte nicht gedacht, dass es so viel macht.
Natürlich kann man diese Vorteile primär nur an solchen Bassmaschinen ausspielen. Aber dann macht es unfassbar Spaß!
Es ist eben die simple Tatsache, dass nur eine class D Vollbrücke ein echter Vier Quadranten Umrichter ist, der völlig unabhängig von der Phasenlage arbeitet.
Insbesondere Linearverstärker muss man schon wirklich zum Halbleitergrab machen, um ordentlich große Bässe treiben zu können (das macht ja große, teure Endstufen auch so gut).
Hier mal die Bilder vom provisorischen Aufbau in meinem Daily (Golf IV Kombi)
Da mir sehr viel an einer sehr kontrollierten, druckvollen Basswiedergabe liegt, kommt dafür class D besonders in Frage, da damit komplexe Lasten weitaus besser getrieben werden können als mit Linearendstufen. Jedoch gibt es auch da sehr viele mögliche Schaltungen. Hier meine Gedanken dazu und Erfahrungen:
Selbstschwingend (Hysterese-Oszillator) vs. fixer Takt:
Auch wenn ich schon selbstschwingende Endstufen gebaut habe, diese natürlich auch funktionieren und ziemlich einfach im Aufbau sind, so konnte ich mich irgendwie nie damit anfreunden. Ich möchte gerne eine fixe Schaltfrequenz, am besten Quarzstabil um auch ohne aktive Synchronisation keine unangenehmen Interferenzen zu bekommen.
Wenn jeder Kanal, jedes Netzteil einen eigenen Takt hat, der um Frequenzen im hörbaren Bereich divergiert, kommt es schnell zu Störgeräuschen.
Halbbrücke vs. Vollbrücke:
Nun, da gibt es bei mir nur die Vollbrücke. Das hat handfeste, technische Gründe.
1: Einfache Versorgung, eine Spannung (plus die kleinen Spannungen für Steuerung und Vorstufe).
2: Und das ist ganz wesentlich für Probleme mit Halbbrücken an großen Bässen. Wenn die Last phasenverschoben ist (was fast immer der Fall ist, aber bei besonders großen Bässen und niedrigen Frequenzen kommt das ganz besonders zum Tragen), kommt es im Bereich wo Strom und Spannung unterschiedliche Vorzeichen haben zu einem "Pumpen" der Energie von einer Versorgungsspannung zur Anderen, also wird an der einen Seite gezogen (was natürlich kein Problem ist) und der anderen Seite wird diese Energie in den Zwischenkreis gedrückt. Sind da die Kondensatoren zu klein kann die Spannung gefährlich steigen und es knallt.
In einer Vollbrücke fließt ddr Strom einfach im Kreis, erst wenn es zu einer Phasenverschiebung >90/<-90 Grad kommt (was gerade bei potenten Bässen in kleinen CB der Fall ist), also generatorisch gearbeitet wird, kommt es auch da zum Aufladen des Zwischenkreises. Deswegen sollten generell die Siebkondensatoren bei class D nicht zu klein ausfallen, da eben Energie auch dort hinein geschoben wird.
Klassisch im Gegentakt oder phasengleich:
Hier in einem Paper von TI das Prinzip der phasengleichen Ansteuerung. Diese verwende ich seit der ersten Versuche nur noch, jedoch habe ich keinen Bias, also wirklich 0 V HF-Spannung ohne Signal. Die dadurch entstehenden Verzerrungen (die es natürlich messtechnisch hat) sind zumindest für mich nicht wahrnehmbar. Dafür ist die idle-Leistung selbst mit 200 V Rail kaum mehr als 2 W.
Durch das fehlende Filter hat man absolut sauberes clipping, da eben der Filter immer ein Schwingkreis ist, der beim clippen angeregt wird. Zudem hat es keine zusätzliche Dämpfung.
Dieses Konzept mit neuesten Mosfet und potenten Treibern aufgebaut hat mich echt vom Hocker gehauen. Brutaler Bass, der nicht nur abartig tief geht und gleichzeitig erbarmungslos in den Magen knallt, als gäbe es kein Morgen mehr. Habe so eine Endstufe im Auto an zwei Ground Zero GZRW 30-D2, alle vier Spulen in Reihe (8 Ohm) und 160 V Rail, 50 kHz Takt (ist ja nur Bass) und 650 V/50 A SiC Mosfet. Unfassbar das ganze.
Diese Kontrolle habe ich noch nie erreicht, klar, es ist irgendwie eben erklärbar warum das so gut funktioniert, aber hätte nicht gedacht, dass es so viel macht.
Natürlich kann man diese Vorteile primär nur an solchen Bassmaschinen ausspielen. Aber dann macht es unfassbar Spaß!
Es ist eben die simple Tatsache, dass nur eine class D Vollbrücke ein echter Vier Quadranten Umrichter ist, der völlig unabhängig von der Phasenlage arbeitet.
Insbesondere Linearverstärker muss man schon wirklich zum Halbleitergrab machen, um ordentlich große Bässe treiben zu können (das macht ja große, teure Endstufen auch so gut).
Hier mal die Bilder vom provisorischen Aufbau in meinem Daily (Golf IV Kombi)
