Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik TDA 7293 Endstufe - Trafowahl


von Daniel H. (danyag)


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Hey,
bei der Auswahl eines Trafos für den genannten TDA 7293 bin ich 
unschlüssig bezüglich der Spannung respektive des Stroms.

In Frage kommt aufgrund der räumlichen Dimensionen (leider) nur ein 
Ringkerntrafo mit 120VA. Von der Leistung des Trafos wird im späteren 
Betrieb noch ein wenig was abgezwackt, sodass wohl im Normalfall etwa 
100VA zur Verfügung stehen. Es sollen 3 Endstufen versorgt werden, die 
einen 4 Ohm und zwei 8 Ohm Lautsprecher betreiben.

Trafoauswahl:
2x12V   5A
2x15V   4A
2x18V 3,3A

Dass ich die TDAs mit keinem der Trafos voll ausfahren könnte, ist mir 
klar, aber das ist auch nicht nötig. Wo wäre in meinem Anwendungsfall 
wohl ungefähr der "sweet spot"?

Sehe ich das richtig, dass mit geringerer Spannung die Verlustleistung 
geringer werden sollte?
- das wäre natürlich durchaus in meinem Interesse ;)

Wie verhält es sich mit der Klangqualität?
- ich habe in irgendeinem Kommentar gelesen, diese würde bei weniger als 
+-20V "dramatisch" schlechter, finde aber dazu nichts im Datenblatt. 
Außer natürlich dass der Klirr bei geringerer Spannung früher ansteigt. 
Ändert sich was an der Betriebsspannungsunterdrückung?


Mit freundlichen Grüßen
Daniel H.

von U. M. (oeletronika)


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Hallo,
> Daniel H. schrieb:
> Es sollen 3 Endstufen versorgt werden, die
> einen 4 Ohm und zwei 8 Ohm Lautsprecher betreiben.
> Trafoauswahl:
> 2x12V   5A
> 2x15V   4A
> 2x18V 3,3A
mir scheint, wenn du die Trafoleistung auch annähernd aus dem Verstärker 
bekommen willst, solltest du den mit der höchste Betriebsspannung 
nehmen.
Mit +/-12V an 8 Ohm noch gerade so 6...8W raus.
Für mehr reicht der Spannunghub dann einfach nicht.
siehe auch: Datenblatt S.16, Fig. 19
http://www.st.com/web/en/resource/technical/document/datasheet/CD00001887.pdf
Gruß Öletronika

von Alfred B. (alfred_b979)


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Daniel H. schrieb:
> In Frage kommt aufgrund der räumlichen Dimensionen (leider) nur ein
> Ringkerntrafo

Meinst Du schon: Einer pro TDA?

von Sascha (Gast)


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Du solltest beachten dass die 120VA für ohmsche Belastung gelten, für 
Gleichrichter + Ladeelko muss man da noch ein Stück von abziehen wegen 
impulsförmiger Belastung.

Und einen einigermaßen großen Siebelko brauchst du, weil sonst bei 
Vollaussteuerung an der Clipping-Grenze die 100Hz+Overwellen ins 
Ausgangssignal kommen.
Und weil sich die Clipping-Grenze immer weiter nach unten verschiebt je 
kleiner der Ladeelko wird.

Ist der Ladeelko aber groß, fließt bei jeder Sinus-Halbwelle ein 
pulsförmiger Strom durch den Trafo und wegen P = I²*R ist dann die 
mittlere Verlustleistung im Trafo höher als bei ohmscher Belastung.

Also sofern der Ringkerntrafo nicht exzellent gekühlt ist, würde ich dem 
als Dauerlast nur 100VA abverlangen.

von MaWin (Gast)


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Daniel H. schrieb:
> bei der Auswahl eines Trafos für den genannten TDA 7293 bin ich
> unschlüssig bezüglich der Spannung respektive des Stroms.
> In Frage kommt aufgrund der räumlichen Dimensionen (leider) nur ein
> Ringkerntrafo mit 120VA. Von der Leistung des Trafos wird im späteren
> Betrieb noch ein wenig was abgezwackt, sodass wohl im Normalfall etwa
> 100VA zur Verfügung stehen. Es sollen 3 Endstufen versorgt werden, die
> einen 4 Ohm und zwei 8 Ohm Lautsprecher betreiben.
>
> Trafoauswahl:
> 2x12V   5A
> 2x15V   4A
> 2x18V 3,3A

Der TDA7293 hält zwar +/-50V aus, liefert aber schon bei +/-28V an 4Ohm 
seine 100W, das schafft er aber nur in der high efficincy Schaltung. 
Ohne diese Zusatzschaltung sollte man ihm nur 50-60W abverlangen.

Deine 2x18V erzeugen +/-25V und an 4 Ohm 70W und an 8 Ohm 35W, zusammen 
140 W ouput und 100W Verlust sind 240W obwohl dein Trafo nur 120W 
bringt.

Diese Form der Unterdimensionierung ist bei kommerziellen Verstärkern 
nicht unüblich, die Leistung wird an je nur einem Kanal gemessen und 
trotzdem summiert, erfordert aber wegen der Leistungsüberforderung des 
Trafos zwingend eine Thermosicherung im Trafo.

Nur 2x12V zu verwenden wäre zu wenig, der TDA will mehr als +/-20V. 
2x15V~ wäre ein Kompromiss: Damit erlaubst du weniger output power, die 
aber zu einem höheren Prozentsatz abverlangt werden dürfen bevor der 
Trafo überhitzt.

Also: 2x18V~ wäre 140W peak output, 50W sinus am 4 Ohm oder 50W sinus 
(25+12+12) an allen zusamen,
2x15V~ wäre 90W peak (45+22+22) und 70W (34+17+17) sinus (Zahlen best 
guess).

von Daniel H. (danyag)


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U. M. schrieb:
> Mit +/-12V an 8 Ohm noch gerade so 6...8W raus.

Joa, dass die maximale Ausgangsleistung - gerade an 8 Ohm - gering ist, 
ist mir klar. Die maximale elektrische Belastbarkeit des Chassis liegt 
gerade mal bei 15W. Bei 10W mit einem Chassis sollte es laut Simulation 
zu einem Schalldruckpegel von ca. 98dB auf 1m Entfernung kommen. Ich 
denke doch, dass das für einen Wecker reicht.

Ein wenig leistungshungriger ist der Subwoofer, aber mit 20W sollte der 
(theoretisch) auf den gleichen Pegel kommen.

Sascha schrieb:
> Du solltest beachten dass die 120VA für ohmsche Belastung gelten, für
> Gleichrichter + Ladeelko muss man da noch ein Stück von abziehen wegen
> impulsförmiger Belastung.

Ich hätte gedacht der Trafo wäre so träge, dass nur die mittlere 
Leistung von Bedeutung ist.. aber dass die Verlustleistung mit I²steigt 
ergibt Sinn.

Sascha schrieb:
> Also sofern der Ringkerntrafo nicht exzellent gekühlt ist, würde ich dem
> als Dauerlast nur 100VA abverlangen.

Also exzellente Kühlung kann ich nicht versprechen, aber wäre eine 
Temperaturüberwachung in Ordnung? - wie gut lässt sich von der 
Oberflächentemperatur auf die Temperaturen im Inneren schließen?
.. und/oder Rückschlüsse auf die Belastung durch die zeitlich gemittelte 
Ausgangsspannung ziehen?

MaWin schrieb:
> Nur 2x12V zu verwenden wäre zu wenig, der TDA will mehr als +/-20V.
> 2x15V~ wäre ein Kompromiss:

In die Richtung hatte ich auch gedacht, war mir aber nicht sicher 
inwiefern die Signalqualität nachlassen könnte. Ich habe hier einen 
TDA7294 der recht klaglos bei +-9V spielt - zumindest höre ich nicht 
direkt was raus, das nicht sein sollte.

MaWin schrieb:
> Also: 2x18V~ wäre 140W peak output, 50W sinus am 4 Ohm oder 50W sinus
> (25+12+12) an allen zusamen,
> 2x15V~ wäre 90W peak (45+22+22) und 70W (34+17+17) sinus (Zahlen best
> guess).

Danke für deine Schätzungen. Sowas hatte ich mir auch vorgestellt. Die 
Leistung für die 8 Öhmer sollte in jedem Fall unproblematisch sein, aber 
worüber wie verhält es sich mit dem Subwoofer eher wenn der Trafo nicht 
im Grenzbereich betrieben werden soll? Der Bass ist im Falle von Musik 
ja meist eher "impulshaft".

von MaWin (Gast)


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Daniel H. schrieb:
> aber wie verhält es sich mit dem Subwoofer wenn der Trafo nicht
> im Grenzbereich betrieben werden soll? Der Bass ist im Falle von Musik
> ja meist eher "impulshaft".

Konventionelle Netztrafos vertragen kurze Überbelastung.

Man wähle also einen niederohmigen Netztrafo (dicker Draht).

Die Siebelkos berechnen sich anders als bei Netzteilen, denn ein 
Audioverstärker benötigt den Strom immer nur abwechselnd aus + und - 
weil Musik gleichspannungsfrei ist.

Trotzdem kann man die Siebelkos nicht nur halb so gross auslegen, weil 
eben beim Bassschlag nicht bloss der Nennstrom aus dem Trafo gezogen 
wird, sondern mehr, und die Elkos diese Energiemenge in den Tälern der 
100Hz liefern können müssen.

Bei 4-fachem Nennstrom also nicht halb so gross sondern doppelt so 
gross.

Bleibt die Frage, um wie viel die Spannung einbrechen darf, so 10% bis 
20% sind üblich, du hast bei 2x15V~ ca. 20.5V Spitze, davon 10% ab an 4 
Ohm also 5A, aber nur die Hälfte der Zeit, also 2.5A, sind 12000uF, bei 
20% wären es 6800uF aber das kostet auch 10% Leistung. Das war die 
Berechnung für den Subwoofer alleine. Es kommen noch die beiden 8 Öhmer 
dazu, also Ströme und Kapazitätswerte wieder verdoppeln.

10A (5A pro Polarität) kann der Trafo nicht liefern, du hättest 2x15V/4A 
welche nach Gleichrichtung nur 2.5A Dauerstrom zulassen würden. Daher 
die Temperatursicherung.

Das sind obere Abschätzungen, die echten Audioverstärkerhersteller 
messen nach DIN (oder Japan) Signalen aus, belasten die vorgeschriebene 
Zeit (1min oder 10sec) und gucken wie weit sich der Amp aufdrehen lässt 
bevor die Verzerrungen immens werden und schauen daß die Bauteile gerade 
eben nicht zu heiss werden.

von Axel S. (a-za-z0-9)


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Daniel H. schrieb:
>> Also sofern der Ringkerntrafo nicht exzellent gekühlt ist ...
>
> Also exzellente Kühlung kann ich nicht versprechen, aber wäre eine
> Temperaturüberwachung in Ordnung?

Heute kaufbare Transformatoren haben eigentlich alle eine Temperatur- 
sicherung mit eingewickelt.

Daniel H. schrieb:
>> Nur 2x12V zu verwenden wäre zu wenig, der TDA will mehr als +/-20V.
>> 2x15V~ wäre ein Kompromiss:
>
> In die Richtung hatte ich auch gedacht, war mir aber nicht sicher
> inwiefern die Signalqualität nachlassen könnte.

Wo auch immer du den Schmarrn mit "nachlassende Signalqualität" her 
hast. Es ist in dieser Form Unsinn. Was natürlich nachläßt, ist die 
Aussteuerbarkeit. Und wenn du versuchst, bei niedriger Betriebsspannung 
gleich weit auszusteuern, dann kriegst du mehr Klirr. Vielleicht war ja 
das gemeint.

PS: aber für einen Wecker ist das alles weit jenseits von Gut und Böse. 
Oder willst du ein ganzes Mietshaus wecken? Quer über die Straße?

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