Hallo, ich möchte einen Class-D-Verstärker mit einem Cuk-Konverter realisieren. Heutzutage werden ja hierfür in der Regel Vollbrücken verwendet; der Nachteil hierbei ist jedoch der hohe Stromrippel wodurch Filter notwendig sind, um die Welligkeit zu dämpfen. Bei einem Cuk-Konverter können hingegen die Spulen gekoppelt werden, um so den Ausgangsstromrippel zu eliminieren. Der Standard-Cuk-Konverter, wie er in der Literatur am häufigsten zu finden ist, ist jedoch aufgrund der nichtlinearen Kennlinie ungeeignet. Möglicher Lösungsansatz ist eine Parallelschaltung aus zwei Cuk-Konvertern. Dadurch habe ich eine Schaltung wie im Anhang beigefügt, mit entsprechender Steuerungskennlinie. Dieser Wandler hat eine Spannungsverstärkung U_out/U_1 =(2D-1)/(D-D^2), wobei D das Tastverhältnis eines PWM-Signals ist. Mein Plan ist es, die Steuerungskennlinie im Anhang durch eine entsprechende Funktion 1/x zu linearsieren, um so einen linearen Verlauf zu haben, und den Klirrfaktor zu reduzieren. Ob das funktioniert, kann ich im Moment nicht sagen. 1) Was haltet ihr von dieser Idee? 2) Kann mir jemand FETs (n-Kanal enhancement linke Seite und p-Kanal enhancement rechte Seite) für diese Schaltung empfehlen? 3) Ideen zur Ansteuerung der FETs?
Angehängte Dateien:
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Cuk-Konverter_Class-D.png
12 KB -
Steuerungskennlinie.png
4,8 KB
Hallo, ich habe dazu mal was im Netz gefunden gehabt: http://static.elitesecurity.org/uploads/3/1/3153435/cuk_converter_audio_power_amplifier.pdf Vielleicht hilft das weiter. Gruß DC/DC
Danke, diese Diplomarbeit kenne ich bereits. Hierbei hatte der Autor versucht mit der sogenannten One-Cycle-Control-Technik den Cuk-Konverter zu regeln. Ich verfolge mit der Vorverzerrung (Funktion 1/x) hingegen einen anderen Ansatz. Was haltet ihr von dieser Idee???
Was ist das nun wieder für ein Blödsinn?! Um den Ausgangsfilter kommst Du bei Class-D Endstufen bauartbedingt nunmal nicht drum herum. Egal ob man da irgendwelche Spulen koppelt oder nicht, das Ergebnis bleibt das gleiche. Meine Fresse, daß diese freie-Energie-Freaks dauernd probieren müssen, das Rad neu zu erfinden und dann solchen Humbug fabrizieren.
An welcher Stelle im Schaltplan wird jetzt der Lautsprecher angeschlossen? Und willst du den ggf. noch modellieren, der stört mit seinem ohmschen Widerstand die normale Funktionsweise von so nem CuK sicherlich nicht unerheblich.
THOR schrieb: > An welcher Stelle im Schaltplan wird jetzt der Lautsprecher > angeschlossen? Der Lautsprecher ist in der Schaltung durch eine 8-Ohm Impedanz gekennzeichnet also R1. Diese kann man noch auf das Modell eines dynamischen Lautsprechers erweitern. Schaltung habe ich beigefügt.
Ben B. schrieb: > > Um den Ausgangsfilter kommst Du bei Class-D Endstufen bauartbedingt > nunmal nicht drum herum. Ja man braucht nach wie vor einen Filter, aber der Aufwand ist geringer, da der Stromrippel kleiner ist. Bei einer Vollbrücke ist diese mindestens ein LC-Filter zweiter Ordnung. Zudem reduzieren sich hierdurch EMV-Probleme.
Hallo, die Idee Audio-Leistungsverstärker mit einem Ćuk-Konverter zu realisieren wurde von Slobodan Ćuk im Jahre 1978 vorgestellt, aber das Prinzip konnte sich bis heute nicht durchsetzen. Ich möchte kurz erklären warum: Die Grundtopologie des Ćuk-Konverters ist aufgrund seiner unipolaren Ausgangsspannung und der starken Nichtlinearität der Steuerungskennlinie ungeeignet für den Einsatz in einem AudioLeistungsverstärker. Erst die Brückenschaltung aus zwei Ćuk-Konvertern (Full-Bridge-Ćuk-Konverter) kann als Leistungsstufe eines Klasse-D-Verstärkers Verwendung finden. Der Full-Bridge-Ćuk-Konverter weist für kleine und große Tastverhältnisse D sehr hohe Ströme in den primären Spulen (?1 und ?3) auf. Dies hängt mit der niederohmigen Last eines Lautsprechers (4 Ω oder 8 Ω) und durch das Gleichsetzen von Ein- und Ausgangsleistung zusammen. Daher muss der Aussteuerbereich auf maximal 0,35 ≤ ? ≤ 0,65 begrenzt werden, um die hohen Ströme zu vermeiden. In diesem Bereich ist jedoch die Steuerungskennlinie bereits nahezu linear, weshalb das Verfahren der Vorverzerrung zur Linearisierung der Steuerungskennlinie des Full-Bridge-Ćuk-Konverter nicht zielführend ist. Es müssen andere Regelungsmaßnahmen wie die Rückkopplung oder die One-Cycle-Control-Technik [http://static.elitesecurity.org/uploads/3/1/3153435/cuk_converter_audio_power_amplifier.pdf] vorgenommen werden, da auch im linearen Bereich der Steuerungskennlinie für niedrige Frequenzen nichtlineare harmonische Verzerrungen auftreten. Insbesondere bei 800 Hz ist der Klirrfaktor sehr hoch. Zu höheren Frequenzen hin (ab 4 kHz) sind dagegen keine Oberwellen mehr vorhanden. Darüber hinaus weist die Signalübertragung im Frequenzbereich von 100 Hz bis 20 kHz keine konstante Übertragungscharakteristik auf, sondern nimmt zu hohen Frequenzen hin ab. Somit ist der Full-Bridge-Ćuk-Konverter als Verstärker eher für einen Subwoofer geeignet als für einen Vollbereichs-Lautsprecher. Außerdem wird ein Eingangswiderstand benötigt, um die Schaltung zu stabilisieren. Mit dem Einführen von Widerständen nimmt jedoch auch der Wirkungsgrad des Wandlers ab, weshalb dieser so klein wie möglich gewählt werden sollte, was wiederum eine längere Einschwingdauer zur Folge hat. Vergleicht man die heute weitverbreitete Vollbrücke mit einem Full-Bridge-Ćuk-Konverter, so ergeben sich folgende Unterschiede, was die Bauteile betrifft. Der Full-Bridge-Ćuk-Konverter benötigt vier Transistoren, zwei gekoppelte Spulen mit einem Kopplungsfaktor 0,8 (bei diesem Wert wird der Ausgangsstromrippel nahezu eliminiert) sowie zwei Kondensatoren. In der Praxis könnte unter Umständen der ohmsche Widerstand der Spulen ?1 und ?3 als Eingangswiderstand ausreichend sein und sei daher vernachlässigt. Somit ist die Anzahl der Bauelemente nahezu gleich. Es ist aber wesentlich schwieriger preiswerte gekoppelte Spulen mit einem Kopplungsfaktor 0,8 auf dem Markt zu finden. Somit kann man meiner Meinung nach die Idee Audio-Leistungsverstärker mit einem Ćuk-Konverter zu realisieren in der Schublade wegpacken und am besten nie wieder rausholen.
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