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Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Wirkungsgraf AB-Endstufe (LM3886)


Autor: A. R. (redegle)
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HI @all.

Wollte mal Fragen wie hoch der Wirkungsgrad einer AB Endstufe ist.
Ich hab jetst des öfteren was im I-Net gelesen von 50% - max 78%.

Ich kann mir aber nicht recht erklären wie ein Wirkungsgrad von über 50% 
erziehlt werden kann, da doch eigendlich bei einer AB-Endstufe bei 
maximaler Durchsteuerung (Sinus) rein theorethisch 50% der Spannung in 
Wärme Umgewandelt wird, weil die Spannung immer zwischen 0 und 100% 
schwankt.

Oder hat das was damit zu tun, dass bei maximaler Durchsteuerung die 
wenigste Spannung an den Transistoren anliegt und gleichzeitig der 
höchste Strom fließt = viel Leistung bei wenig Verlustspannung= hoher 
Wirkungsgrad.
Und bei kleiner Ansteuerung liegt zwar viel Spannung an den Transistoren 
an aber es fließt wenig Strom= wenig Leistung bei schlechtem 
Wirkungsgrad ?

Es ging mir darum, dass ich die Verlustleistung eines LM3886 berechnen 
wollte, ich aber nicht so recht weiß wie viel % der Ausgangsleistung am 
IC in Wärme umgewandelt werden.

Hatte im Datenblatt zwar ein Diagramm gesehen aber das sagt aus, dass 
bei 80W Leistung 40W Leistung in Wärme umgewandelt werden, das fand ich 
ein wenig komisch aber vielleicht habe ich mir meine Frage schon selbst 
beantwortet.

Autor: Matthias Lipinsky (lippy)
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>max 78%.

ja. das sind PI/4, wenn man es theoretisch betrachtet. Kommt aus 
irgendeines Sinus-Integral.

Autor: ~~~ (Gast)
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Pi/4 ergibt sich als max. Wirkungsgrad einer "idealen" B-Endstufe ohne 
Eigenverbrauch im Fall der 100%-Aussteuerung mit Sinussignal ( rein 
ohmisch abgeschlossen ).

Gruss

Autor: A. R. (redegle)
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Ah thx das ging richtig schnell
Dann werde ich mal nach dem Diagramm gehen kam mir nur etwas komisch vor 
aber wenn man genauer drüber nachdenkt scheints zu stimmen.

Kann mir noch wer sagen. (Zur Wärmeableitung)

Wie viel C°/W lassen sich erreichen, wenn ich mit einem Lüfter direkt 
auf ein IC blase?

Autor: Knut Ballhause (Firma: TravelRec.) (travelrec) Benutzerseite
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Es leitet bei jeder Halbwelle nur 1 Transistor, es gibt also kein 
Durchsteuern, welches Strom verbraucht. Der Ruhestrom, der immer fließt, 
macht nur einen Bruchteil der erreichbaren Leistung aus. Verbrauchen 
kann einzig die Last. Da die Endstufentransistoren einen gewissen 
Innenwiderstand haben, teilt sich die 'Heizleistung' über der Last und 
dem jeweils leitenden Transistor auf. Je geringer der Innenwiderstand 
der Endstufe, desto besser ist der Wirkungsgrad. Grob betrachtet.

Autor: holger (Gast)
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>Wie viel C°/W lassen sich erreichen, wenn ich mit einem Lüfter direkt
>auf ein IC blase?

Nicht viel. Blas lieber auf den Kühlkörper. Der hat
eine größere Fläche.

Autor: Knut Ballhause (Firma: TravelRec.) (travelrec) Benutzerseite
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>Wie viel C°/W lassen sich erreichen, wenn ich mit einem Lüfter direkt
>auf ein IC blase?

Hängt von dem Gehäuse und dessen Übergangswiderstand und der Größe und 
Wärmeleitfähigkeit des angeschraubten Kühlbleches ab.

Autor: A. R. (redegle)
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Ich habe.

2 Lm3886 an einen Aluminium-Kühlkörper befestigt.
Abstand ca 62,5mm
Außenmaße Kühlkörper (25mm x 35mm x 195mm)

Anschließend habe ich einen kleinen Lüfter befestigt, der in der Mitte 
des Kühlkörpers Luft durch die Kühlrippen bläst und einen etwas größeren 
der von oben auf den Kühlkörper und auf die ganze Elektronik bläßt 
befestigt.

Beide fangen ab einer Temperatur von 50C° an zu kühlen.

Lässt sich das dadraus in etwa abschätzen wie effizient die Kühlung ist?

Habe leider keine Daten des Kühlkörpers.

Autor: holger (Gast)
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>Lässt sich das dadraus in etwa abschätzen wie effizient die Kühlung ist?

Scheinbar gut genug. Wenn der LM3886 zu heiß wird
geht er in die thermische Begrenzung. Was der dann veranstaltet
kannst du hören. Und glaub mir das möchtest du nicht hören ;)

Autor: ~~~ (Gast)
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"Da die Endstufentransistoren einen gewissen
Innenwiderstand haben, teilt sich die 'Heizleistung' über der Last und
dem jeweils leitenden Transistor auf. Je geringer der Innenwiderstand
der Endstufe, desto besser ist der Wirkungsgrad. Grob betrachtet."

Richtiger: Der Innenwiderstand der Endttransistoren ( besser: ihre 
minimale Restspannung ) bestimmt die max. Aussteuerbarkeit. Die 
Endstufenschaltung als ganzes funktioniert wie ein Regler, der die 
gegebene Eingangsspannung mit einem annähernd konstanten Faktor 
verstärken und auch fast unabhängig von der Ausgangslast halten soll.

Oder anders:
Bei mittlerer Aussteuerung bei einer reinen B-Endstufe ergibt sich IMMER 
die max. Verlustleistung der Endtransistoren, NICHT bei 
Vollaussteuerung.
Und das hängt gar nicht vom Innenwiderstand der Endtransistoren ab !
Bei einer AB-Endstufe verschlechtert sich der Wirkungsgrad bei kleiner 
Aussteuerung witer, da die Ruhestromleistung entsprechend ins Gewicht 
fällt.

Gruss

Autor: A. R. (redegle)
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holger wrote:
>>Lässt sich das dadraus in etwa abschätzen wie effizient die Kühlung ist?
>
> Scheinbar gut genug. Wenn der LM3886 zu heiß wird
> geht er in die thermische Begrenzung. Was der dann veranstaltet
> kannst du hören. Und glaub mir das möchtest du nicht hören ;)

Naja ich hab die Lautstärke noch nicht getestet mir Fehlt noch ein 
geeigneter Ringkerntransformator. (Für Privatleute schwer zu bekommen 
bei meinen Anforderungen) )-;

~~~ wrote:
>Bei mittlerer Aussteuerung bei einer reinen B-Endstufe ergibt sich IMMER
>die max. Verlustleistung der Endtransistoren, NICHT bei
>Vollaussteuerung.

Hmm
Wenn jetst z.B.:
Ausgangsspannung = max 10V
Ausgangsstrom = max 10A
Dann hätte ich eine Leistung von eff. 50W Sinus

Wie viel Leistung wird dann im IC in Wärme umgewandelt, wenn
Eingangsspannung= 10V
Dropoutspannung und Mindeststrom wird Außenvorgenommen.

Dann hätte ich über eine Periode gesehen die PI/4 % Wirkungsgrad oder?

Autor: ~~~ (Gast)
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"Dann hätte ich über eine Periode gesehen die PI/4 Wirkungsgrad oder?"
                                              ****
Wenn die Endstufe ( ohne Transistor-Restspannung ) genau am "Anschlag" 
ist, ja.

Genau dann gilt folgendes Rechenbeispiel:

 P2 = 50 W                            (am Ausgang abgegebene Leistung)
 P1 = 4 mal 50 W / Pi = 64 W          (aufgenommene Gleichstromleistung)
 Pv = ( 4 / Pi - 1 ) mal 50 W = 14 W  (Verlustleistung der Endstufe)

Gruss

Autor: A. R. (redegle)
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Ah perfekt thx.

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