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Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Audio Siebung/Glättung so ok?


Autor: Pete K. (pete77)
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Hallo,

wäre schön, wenn jemand über mein Versuch, eine Siebung/Glättungsplatine 
für einen Audio-Verstärker herzustellen,  prüfen könnte.

Die Dioden sind High-Speed Dioden 60A, 28ns (30eth06s von Vishay). Ich 
habe 2200µF pro Ampere berücksichtigt. Negative Spannung ist wegen 
Class-D nicht notwendig.

Das ganze soll auf 70µ Cu geätzt werden.

Besten Dank
Pete

Autor: Lothar Miller (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite
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Mach die Leiterbahnen breiter, mehr Kupfer --> weniger Widerstand...
Platz hast du ja ausreichend.

Autor: Lukas K. (carrotindustries)
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Pete K. schrieb:
> Negative Spannung ist wegen
> Class-D nicht notwendig.

Da ist nicht Klasse-D, sondern die Brückenschaltung 'dran schuld. Man 
kann auch Klasse-AB-Verstärker ohne negative Versorgung bauen.
Die freien Bereiche kannst du mit Polygonen auffüllen, das spart 
Ätzmittel und sorgt für breitere Leiterbahnen.

Autor: Flip B. (frickelfreak)
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sind da Pro gehäuse nicht 2 dioden drin? Paralellschalten? Ich würde die 
leiterbahnen Fetter machen oder dicken draht drauflöten, des stromes 
wegen

Autor: mhh (Gast)
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Pete K. schrieb:
> Die Dioden sind High-Speed Dioden 60A, 28ns (30eth06s von Vishay).

Wozu? Dort herrschen 50 Hz, die vom Trafo kommen. Zumal das Datenblatt 
was von 30A munkelt. Denk auch an die Wärme, die von den Gleichrichtern 
weg muss. Denn die Flussspannung ist auch recht hoch gegenüber anderen 
Typen.

63V für die Elkos ist zu knapp.

Autor: Pete K. (pete77)
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Ähh, ja 30A (wie komme ich auf 60?). Es sind keine Doppeldioden.

Wie warm können die Dioden im Betrieb denn werden? Ich wollte TO-220 
Kühlkörper verwenden. (1,3V*8A=10,4W?)

Anbei ein neuer Entwurf sowie das Datasheet der Dioden.

Autor: mhh (Gast)
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Pete K. schrieb:
> (1,3V*8A=10,4W?)

1,7V*13A wird realistischer, durch die Brücke dann die Hälfte davon. 
Nimm lieber Dioden, die dort noch bei 1V Flussspannung sind.

Autor: U. B. (pasewalker)
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1) Sicherung(en) vorsehen ! - Auch dafür ...
2) ... Transformator-Einschaltstrom beachten !
3) Wie mhh schrieb, 63 V ist zu wenig.
4) Normaler Brückengleichrichter ginge auch.
5) 35 µm Cu reicht, ggf. einfach Litzendraht drüberlöten.

( Keine Gewähr. )

Autor: Simon K. (simon) Benutzerseite
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High Speed Dioden sind Unsinn an der Stelle. Ich empfehle jedem, der 
sich dem Thema annehmen will: http://sound.westhost.com

http://sound.westhost.com/project04.htm
http://sound.westhost.com/power-supplies.htm
http://sound.westhost.com/power-supplies.htm#diodes

---
There is currently a trend towards using fast recovery diodes in power 
supplies, since these supposedly "sound better". This is basically a bad 
idea, and there is absolutely no requirement for them. The purpose of a 
fast recovery (or any other fast diode) is to be able to switch off 
quickly when the voltage across the diode is reversed. All diodes will 
tend to remain in a conducting state for a brief period when they are 
suddenly reverse biased. This is extremely important for switched 
supplies, since they operate at high frequency, and have a squarewave 
input. Standard diodes will fail in seconds with the reverse current, 
since it causes a huge power loss in the diode.
---

Und wie schon festgestellt sind die ELKOs spannungsmäßig 
unterdimensioniert für 40Vrms.
Und wie im Artikel steht, sind 35A Brückengleichrichter immer am Besten, 
weil man die sehr solide an Einen Kühlkörper oder das Gehäuse 
anschrauben kann.

Autor: Pete K. (pete77)
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So, ich habe jetzt 80V Elkos eingeplant. Eine Sicherung ist zwar schon 
in der Einschaltverzögerung auf der Primärseite, aber hier auf der 
Sekundärseite sicherlich auch sinnvoll.

Der Link zu sound.westhost ist sehr gut, ich habe mich von Thel 
inspirieren lassen, die scheinbar ohne Kühlung auskommen (siehe Bild) 
und auf schnelle Dioden schwören :-)

Autor: Andrew Taylor (marsufant)
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Pete K. schrieb:
> ich habe mich von Thel
>
> inspirieren lassen, die scheinbar ohne Kühlung auskommen (siehe Bild)
>
> und auf schnelle Dioden schwören :-)

Tja, das mit derartigen fast religiösen GLaubensbekenntnissen ist so 
Usus in der Amp- und DIYA-Szene.

Autor: Pete K. (pete77)
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Nun ja, ich will hier keinen Audio-Glaubenskrieg heraufbeschwören. Mich 
wundert es nur, dass obige Platine scheinbar ohne Kühlung auskommt.

Ich werde dann wohl doch einen Brückengleichrichter einsetzen und diesen 
am Gehäuse festschrauben.

Autor: Jens G. (jensig)
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>Nun ja, ich will hier keinen Audio-Glaubenskrieg heraufbeschwören. Mich
>wundert es nur, dass obige Platine scheinbar ohne Kühlung auskommt.

Tja, vielleicht ist das Ding auch für einen extrem weichen Trafo 
vorgesehen, der nur paar Amperchen schafft. Mit paar dicken Elkos kann 
man damit zwar die Musikleistung extrem überhöhen, aber die 
Sinusleistung dürfte dann wohl ziemlich niedrig liegen.
Allerdings wird mir der Trafo dann etwas leid tun ...

Autor: byte (Gast)
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Wenn du schon so einen Aufwand betreibst, solltest du das Platinenlayout 
noch verbessern. Da gibts noch genügend Platz bzw. einige Leitungen sind 
noch "durchschnittlich". Für die Funktion währs ausreichend, aber bei 
30A fallen da ohne weitere Maßnahmen schon ein paar hundert mV ab. Das 
bringt xmal mehr wie die komischen Dioden. Nebenbei... bei solchen 
Leistungen verzinne ich die Leiterbahnen dick mit dem Lötkolben oder 
löte direkt starren Kupferdraht vollflächig auf die Leiterbahn.

Autor: Lothar Miller (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite
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byte schrieb:
> Nebenbei... bei solchen
> Leistungen verzinne ich die Leiterbahnen dick mit dem Lötkolben
Spar dir das Lötzinn. Der Leitwert von Lötzinn ist unterirdisch 
schlecht.
http://www.mikrocontroller.net/articles/Leiterbahnbreite

> oder löte direkt starren Kupferdraht vollflächig auf die Leiterbahn.
Das hilft allerdings wirklich.

Autor: MaWin (Gast)
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> Mich wundert es nur, dass obige Platine scheinbar ohne Kühlung auskommt.

Das geht halt bis zu einer bestimmten Belastung und nach geht's kaputt.

Schon vorher heizt allerdings eine heisse Diode den danebenliegenden 
Elko und trocknet ihn aus, führt also zu einer Verringerung von dessen 
Lebensdauer.
Gut ist das nicht, aber das stört das Marketing nicht.

Autor: Pete K. (pete77)
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MaWin schrieb:
> Gut ist das nicht, aber das stört das Marketing nicht.

Und das bei dem Anspruch der Firma :-)

Autor: byte (Gast)
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>> Leistungen verzinne ich die Leiterbahnen dick mit dem Lötkolben
> Spar dir das Lötzinn. Der Leitwert von Lötzinn ist unterirdisch
> schlecht.
> http://www.mikrocontroller.net/articles/Leiterbahnbreite

Da muss ich aber widersprechen. Auch die Aussage "Unsitte" in dem 
Artikel finde ich grenzwertig. Da merkt man das wider einer 
"theoretisiert" und nie wirklich in der Praxis mal nachgemessen hat. 
Wenn ich die Leistungspfade auf meinen Platinen verzinne hole ich ca. 
faktor 4-6 bei 35µm Platinen raus, je nach Breite. (1-1,5mm aufgelötet, 
vorzugsweise Sn60Pb38Cu2) Es geht schnell und kostet nicht viel. Man 
muss halt nur wissen das "ein bischen Verzinnen" bzw. 70µm Verzinnen 
nix/nicht viel bringt bzw. sollte sich der Thematik bewust sein. Aber 
eine "Unsitte" ist das nicht. Einfach mal die gute alte Messbrücke 
rausholen und nachmessen. :)

Autor: Pete K. (pete77)
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Sind 3300µF pro Ampere ein angemessener Wert für die Glättung? Klar, 
viel hilft viel, aber kann man das auch berechnen?

Autor: mhh (Gast)
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Pete K. schrieb:
> Sind 3300µF pro Ampere ein angemessener Wert für die Glättung? Klar,
> viel hilft viel, aber kann man das auch berechnen?

3,3 mF sind der richtige Wert in dieser Anwendung. Berechnen lässt sich 
das über den mit definierter Belastung sich dann ergebenden Ripple auf 
der Betriebsspannung.

Autor: Jume (Gast)
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byte schrieb:
> Da muss ich aber widersprechen.

Richtig, zwar hat Lötzinn einen sehr schlechten Leitwert im Vergleich zu 
Kupfer, dafür kann man hier mit der Dicke kompensieren. Immerhin wird 
man kaum eine 35µm dicke Zinnschicht löten. Geht man von 0,5mm Zinndicke 
aus, wäre das im Vergleich zu 35µm Basismaterial Faktor 14,3. Der spez. 
Widerstand ist um den Faktor 8,4 höher. Sprich, man kann den Leitwert 
durch das Anbringen von Zinn schon recht einfach verdreifachen (OK; 
2,7). Ist schnell erledigt und billiger als dickeres Basismaterial. Wird 
auch bei manchen Herstellern so gemacht, ist dann bei entsprechendem 
Layout kein Problem, das Zinn durch das Lötbad anzubringen.

Autor: U. B. (pasewalker)
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Bsp.:

Leiterbahn 5mm breit;  35µm "dick"; 5cm lang; ohne Lötzinn;
Strom= 10A  =>

Spannungsabfall dU= 10 * 0,05/( 56 * 0,035 * 5 )V =  51 mV

Autor: Jume (Gast)
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Ist ja schön, dass du ein Beispiel bringst. Aber wofür soll das sein? 
Ohmsche Gesetz?

Autor: U. B. (pasewalker)
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( "Helfersyndrom" ? )

0,05V Verlust machen halt bei 40V nicht so viel aus.

Autor: Simon K. (simon) Benutzerseite
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Beim Platinenbelichter gibt es auch 70µm Material. Habe ich für meine 
Siebung benutzt mit 2x3x10.000 uF für meinen ~100W Amp.

Schön breite Leiterbahnen (ca 10mm).

Aber 50mV sind in der Tat schon relativ wenig.

Autor: Pete K. (pete77)
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@Simon:

Hast Du auch noch 100nF in der Siebung? Wenn ja, braucht man hier eine 
gewisse Leistungsklasse? Ein 1206 Kerko tut es wohl nicht, da die 
meistens nur bis 63V gehen.

Autor: Simon K. (simon) Benutzerseite
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Hallo Pete. Für die grobe Abblockung sind die nicht unbedingt nötig. 
Aber auf der Verstärkerplatine sind die nötigen keramischen 
Kondensatoren zum Schutz gegen Spannungspeaks.

Trotzdem kann es nicht schaden. Die 1206er sollten schon gehen. Besser 
sind vielleicht jedoch höhervoltige Typen.

Autor: Der Entstörer (Gast)
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Ihr habt (mal wieder) die 100nF über die (wenn auch) Hi-Speed Dioden 
vergessen.

Autor: Simon K. (simon) Benutzerseite
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Von vergessen kann keine Rede sein. Aber reinmachen kann man sie. Dazu 
steht auch was in den Links von sound.westhost.com von mir oben.

Autor: ulrich (Gast)
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Je nachdem wie weich der Trafo ist, sollte man überlegen eine wenigstens 
kleine Drossel drin zu haben, damit die Stromspitzen nicht allzu steil 
werden. Das entlastet auch Trafo, Dioden und Elkos. Die Vorgaben zum 
Leistungsfaktor schafft man aber auch mit einer passive Drossel wohl 
nicht.

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