Hallo, ich möchte einen Hochspannungverstärker für kapazitive Lasten (Piezo-Folien für Audio-Anwendungen) mit folgenden Anforderungen entwickeln: - Eingangsspannung bis 1Vrms - Verstärkungsfaktor bis 200 (z.B. 10,50,100,200), also bis zu ca. 565Vpp - bidirektionaler Ausgang - optionaler DC-Offset am Ausgang (bis +300V) - Bandbreite DC bis 200KHz (abhängig von kapazitiver Last) - in erster Version Leistungsbegrenzung auf 20 W, damit ergibt sich aus I=2*pi*f*C*U z.B. eine fmax von ca. 30Khz bei 2nF als kapazitive Last - möglichst linearer Frequenzgang für verschiedenen Kapazitäten (z.B. 300pF-20nF) über die gesamte Bandbreite (bis zur Leistungsgrenze) - ... und natürlich möglichst kostengünstig und kleine Bauform ;-) Bei Recherchen in gängigen Suchmaschinen bin ich auf einige Geräte gestoßen (Stichwort "Piezo Amplifier"), die schonmal in die richtige Richtung gehen. Ich konnte aber keinen Ansatz finden, wie die Treiberstufen aufgebaut sind. Eine erste inzwischen verworfene Idee war ein Class D Audioverstärker mit nachgeschaltetem Übertrager, um erstmal auf die hohen Spannungen zu kommen. Leider sieht der Frequenzgang dabei wegen Resonanzen aus Übertragerwicklung und kapazitiver Last alles andere als gut aus. Eine andere Idee ist, einen Verstärker aus OP-Amps aufzubauen, und die hohe Ausgangsamplituden durch "Bootstrapping" zu erreichen (Beispiel im Anhang). Auch wenn es in der Simulation im Ansatz grundsätzlich funzt, gibt es in der Praxis keine Bauteile (z.B. PNP-Leistungstransistor). Wie sind denn solche Piezo-Treiberstufen aufgebaut? Eine Idee vielleicht mit Beispielschaltung wäre gut. Um die hohe Versorgungsspannung von ca. +/- 300V bei >20W zu erzeugen habe ich einen Sperrwandler vorgesehen, der allerdings bei hohen Leistungen relativ platzraubend ist (im Testaufbau Europaplatine), gibt es da vielleicht elegantere Lösungen? Vielen Dank schonmal, Jensen
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darf ich aus Interesse fragen, was das für Piezofolien sind? und was du da tolles mit machen möchtest?
Schau mal hier. Das ist DIE Firma für Hochvolt-Opamps. http://www.cirrus.com/en/products/apex/index.html
Helmut S. schrieb: > Schau mal hier. Das ist DIE Firma für Hochvolt-Opamps. > http://www.cirrus.com/en/products/apex/index.html Vielen Dank für den Tipp. Das sieht auf den ersten Blick sehr vielversprechend aus. Für meine Anwendung kommt z.B. der PA78 in Brückenschaltung in Frage, um auf die hohen Spannungen zu kommen. Das sind bei einem Stückpreis von 36€ bei digikey schonmal 72€ + Kleinzeug drumherum. Wahrscheinlich wäre ein dikreter Aufbau in der Serie kostengünstiger!?
Sebastian Möller schrieb: > darf ich aus Interesse fragen, was das für Piezofolien sind? und was du > da tolles mit machen möchtest? Die Piezofolien sind noch in der Entwicklung (nicht meine Baustelle). Damit sollen später vereinfacht gesagt Lautsprecherarrays realisiert werden. Mehr kann ich dazu leider nicht sagen.
Pioneer HPM Prinzip? Mittlerweile etwa 30 Jahre her, dass auch HPM Mitteltonlautsprecher vorgestellt wurden, Patent könnte also abgelaufen sein ;)
...gabs sowas nicht neulich beim Aldi, sog "NXP Lautsprecher"? Folienbasiert, ultraflach und erstunlich guter Klang. Für iPod & Co., 12.99 Klaus.
Etrick schrieb: > Pioneer HPM Prinzip? > Mittlerweile etwa 30 Jahre her, dass auch HPM Mitteltonlautsprecher > vorgestellt wurden, Patent könnte also abgelaufen sein ;) Anstatt Vermutungen basierend auf Halbwissen zu posten wäre doch ein fachlicher Beitrag zu meiner Frage sinnvoller.
Klaus2 schrieb: > ...gabs sowas nicht neulich beim Aldi, sog "NXP Lautsprecher"? > Folienbasiert, ultraflach und erstunlich guter Klang. Für iPod & Co., > 12.99 > > Klaus. passt auch nicht zu meiner Frage
Was erwartest du, wenn du nur halbes Zeug erzählst?
Klaus Wachtler schrieb: > Was erwartest du, wenn du nur halbes Zeug erzählst? Die eletrischen Parameter habe ich doch ziemlich detailliert beschrieben, oder was fehlt denn für einen Lösungsansatz? Ich möchte einfach ein Piezoelement ansteuern und benötige dafür eben die beschriebene Spannung, Frequenz und Leistung. Die Anwendung ist doch erstmal nebensächlich.
Jens M. schrieb: > Anstatt Vermutungen basierend auf Halbwissen zu posten wäre doch ein > fachlicher Beitrag zu meiner Frage sinnvoller. Jens M. schrieb: > passt auch nicht zu meiner Frage Man nennt so etwas auch "Kommunikation". Jens M. schrieb: > Die eletrischen Parameter habe ich doch ziemlich detailliert > beschrieben, oder was fehlt denn für einen Lösungsansatz? Aufgrund des Halbwissens, welches Du anderen unterstellst, kann man an dieser Stelle wohl getrost zurückschießen... 49.95% Prozent der Leute benutzen dafür Röhren. Sieht hübsch aus und hat zudem den gewissen "High-End" Charakter. 49.95% Prozent der Verbleibenden benutzen Übertrager, mit sekundärseitig eingespeister Hochspannung. Funktionell, billig, gut. 0.1% Prozent posten in Foren und wählen schon Bauteile für fiktive Schaltungen aus, ohne (Achtung, böse Unterstellung ;-) sich offensichtlich auch nur annähernd mit der Materie vertraut gemacht zu haben. Letzteres ist ja nicht schlimm. Man kann jeden Tag beliebig viele, neue Sachen kennenlernen. Dann sollte man aber die Füße ein bißchen stiller halten ;-) Wenn ich mir zu Hause einen Fusionsreaktor bauen will, fange ich nicht an in Foren nach Hochfrequenzheizungen zu fragen. Bei Lösung Nr.2 kannst Du zudem jeden beliebigen Audioverstärker, mit ein paar Handgriffen, umbauen, um Erfahrungen zu sammeln...
Auch auf die Wahrscheinlichkeit, dass ich wieder frei interpretiert werde eine kurze Antwort. Elektrostatikmann schrieb: > Jens M. schrieb: >> Anstatt Vermutungen basierend auf Halbwissen zu posten wäre doch ein >> fachlicher Beitrag zu meiner Frage sinnvoller. > > Jens M. schrieb: >> passt auch nicht zu meiner Frage > > Man nennt so etwas auch "Kommunikation". Ja, Kommunikation, die nicht zielführend ist. > Jens M. schrieb: >> Die eletrischen Parameter habe ich doch ziemlich detailliert >> beschrieben, oder was fehlt denn für einen Lösungsansatz? > > Aufgrund des Halbwissens, welches Du anderen unterstellst, kann man > an dieser Stelle wohl getrost zurückschießen... Das Halbwissen bezog sich lediglich auf die Vermutung, irgendeine uralte Technik nachzubauen. > 49.95% Prozent der Leute benutzen dafür Röhren. Sieht hübsch aus > und hat zudem den gewissen "High-End" Charakter. Schön für die 49,95%, fällt aber in dieser Anwendung aus Platz- und Kostengründen aus. > 49.95% Prozent der Verbleibenden benutzen Übertrager, mit sekundärseitig > eingespeister Hochspannung. Funktionell, billig, gut. Wenn Du mir zeigst, wie ich mit einem Übertrager eine kapazitive Last mit einem linearen Frequenzgang treiben kann könnte ich mich dazu breitschlagen lassen, anderenfalls bleiben ja immernoch in Deiner Einteilung 0,1%: > 0.1% Prozent posten in Foren und wählen schon Bauteile für > fiktive Schaltungen aus, ohne (Achtung, böse Unterstellung ;-) > sich offensichtlich auch nur annähernd mit der Materie > vertraut gemacht zu haben. > > Letzteres ist ja nicht schlimm. Man kann jeden Tag beliebig viele, > neue Sachen kennenlernen. Dann sollte man aber die Füße ein > bißchen stiller halten ;-) > Wenn ich mir zu Hause einen Fusionsreaktor bauen will, fange ich > nicht an in Foren nach Hochfrequenzheizungen zu fragen. ja ja, die schlauen Leute > Bei Lösung Nr.2 kannst Du zudem jeden beliebigen Audioverstärker, > mit ein paar Handgriffen, umbauen, um Erfahrungen zu sammeln... so so, siehe 1. Beitrag in diesem Thread. Ich hab nicht den Eindruck, dass dieser Thread weiter zielführend wird. Aber ich lasse mich gerne positiv überraschen.
Jens M. schrieb: > Wenn Du mir zeigst, wie ich mit einem Übertrager eine kapazitive Last > mit einem linearen Frequenzgang treiben kann könnte ich mich dazu > breitschlagen lassen Das ist seit Jahrzehnten gängige, problemlose Praxis, wenn auch etwas unhandlich und schwer: Mit hoher Spannung und vernünftiger Ausgangsimpedanz. Typische Werte liegen zwischen 1k-20k (wenn ich das mal so platt formulieren dürfte). Mit rückgekoppelten, direktgetriebenen Systemen gibts Ärger ganz anderer Sorte. War auch nur eine Antwort auf Deine Frage: Jens M. schrieb: > Wie sind denn solche Piezo-Treiberstufen aufgebaut? Eine Idee vielleicht > mit Beispielschaltung wäre gut. Keiner hindert Dich daran, den direkten Weg zu gehen. Üblicherweise sind die Spannungen für Gegentakt-Aufbauten (2 Statoren) aber wesentlich höher (2-5kV). Da wirds mit geeigneten Bauteilen ein bißchen dünn, aber keineswegs unmöglich. Oben schriebs ja schon einer: Weiß ja keiner, was, und in welchen Dimensionen, Du planst...
> Bandbreite DC bis 200KHz (abhängig von kapazitiver Last) +/- 300V und > 20W steht in der ersten Message. Das wird nichts mit Trafo bei DC. Wofür man bei Audio allerdings 200kHz haben will ist mir ein Rätsel. Fledermäuse zum Absturz bringen?
Ne, das wird ein Lautsprecher für 100.000 EU. Deshalb dürfen wir die Elektronik entwickeln, aber das Geheimnis nicht kennen. (Pioneer hat übrigens kleine Übertrager benutzt und ihre Folie war so gut polarisiert, dass max. 35V Eingangsspannung für 110dB gereicht haben).
Etrick schrieb: > Ne, das wird ein Lautsprecher für 100.000 EU. Dann wird es ja wohl an den paar Euros für die Opamps von Apex-Microtech nicht scheitern.
Du fragst nach einem Verstärker für Piezofolien und bekommst Antworten welche nur für elektrostatische Folien Sinn machen. Die Tatsache, daß weder du noch die betreffenden Foristen dies bemerken ist befremdlich. Falls du wirklich Piezoelemente in Foliendicke und grossflächiger Ausführung meinst liegt hier ein Irrtum bezüglich der Spannungshöhe vor. Typische Piezoelemente für Audioanwendung sind Biegewellenwandler bei denen ein dünnes Metallplättchen als Schallerzeuger und Elektrode dient, welches mit einem hauchdünnen Piezokristall beschichtet ist, der auf der anderen Seite mit einer zweiten Elektrode galvanisch überzogen wurde. Diese Elemente vertragen unbeschaltet aufgrund der geringen Kristalldicke maximal eher Wechselspannungen von 15-30 Volt effektiv. Deshalb können Sie an normalen Audioverstärkern betrieben werden. Grossflächiger Elemente werden aufgrund der Biegewellenkonstruktion und der hohen Frequenzen der Elemente, welche bei grösseren Abmessungen zu extremer Bündelung führte nicht für Audiozwecke eingesetzt, wohl aber für technische Ultraschallerzeugung. Darüberhinaus gibt oder gab es noch ein in den USA entwickeltes Audiosystem, welches mit Piezomultielement Paneelen arbeitet, die mit Ultraschallanregung der Einzelelemente von einem hoch- komplexen Rechnersystem so angesteuert wird, das durch subharmonische Schwebungen und Differenztöne Schall im hörbaren Bereich ensteht.
laurenz schrieb: > Die Tatsache, daß weder du noch die betreffenden > Foristen dies bemerken ist befremdlich. Nun ja, ich weiß nicht, wann dieses schreckliche Verbrechen verjährt. Es gibt aber Hoffnung - viereinhalb Jahre sind schon herum...
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