Ein bekannter japanischer Hersteller hochpreisiger Audioelektronik hat
die Lautsprecherrelais am Endstufenausgang abgeschafft und durch je zwei
MOSFETs ersetzt.
Die Idee finde ich eigentlich ganz gut, weil dann ein typischer
Schwachpunkt wegfällt.
Nun meine Frage: Wie muss so eine Schaltung aussehen? Sehe ich das
richtig, dass zur Ansteuerung der MOSFETs eine höhere Spannung als die
Betriebsspannung der Endstufe nötig ist? Und wie sieht es mit der
Kennlinie aus, ist die Anordnung auch bei der kleinsten Aussteuerung
noch "transparent", d.h. ohne zusätzliche Verzerrungen?
Ein mosfet verhält sich in eine Richtung immer wie eine Diode, deswegen
braucht man zwei antiseriell verschaltete.
Die Betriebsspannung muss so hoch sein, dass das gate immer ausreichend
positiv gehalten werden kann.
Zu den audiophilen Argumenten kann ich nix sagen (sind mosfets
sauerstofffrei? :P)
Man kann auch die Endstufen kurzschlußfest aufbauen.
Und gegen den Einschaltknack hilft ein Softstart.
Einen extra FET-Schalter kann man natürlich viel hochpreisiger
vermarkten, als etwas Hühnerfutter für Schutz und Softstart.
Bei großen PA-Endstufen gibt es schon lange keine Relais, aufgrund der
ganzen Problematik mehr. Hier wird einfach bei DC am Ausgang das
Netzteil abgeschaltet. Da die Vollbrücken Resonanzwandler eh wenig
Glättung am Ausgang haben, kann dann nicht mehr allzuviel passieren.
Bzw. bei anderen Herstellern wird der Ausgang mit einem Triac
kurzgeschlossen.
Einschaltknackser treten bei einem ordentlichen Design kaum hörbar auf.
Wie soetwas aussehen kann:
http://sound.westhost.com/articles/mosfet-relay.htm
Ich persönlich favorisierte bisher die TLP591-Variante. Das ist zwar ein
recht teurer Optokoppler (und rar dazu), aber die Schaltzeit ist – die
Gatekapazität kalkulierend – trefflich (selbst ohne Kühlkörper mit der
Impulsbelastbarkeit zu kalkulieren). Die Abschaltzeit geht durch den
getrennten provozierten Gate-Kurzschluss unter die 1ms-Marke.
Peter D. schrieb:> Man kann auch die Endstufen kurzschlußfest aufbauen.
Es geht beim DC Schutz ja gerade um den Schutz der Lautsprecher vor
Gleichspannung am Verstärkerausgang durch durchlegierte
Endstufentransistoren, also genau der Bauelement, die bei dir zum
Kurzschlussschutz runtergeregelt werden sollten, durchlegiert aber nicht
mehr regelbar sind.
Die MOSFETs wären nur im Schaltbetrieb, also voll an oder voll aus und
somit nicht so heiss dass ein Durchlegieren zu befürchten ist (ausser
bei Class-D, da sind die Schaltverluste doch erheblich).
MaWin schrieb:> Es geht beim DC Schutz ja gerade um den Schutz der Lautsprecher vor> Gleichspannung am Verstärkerausgang durch durchlegierte> Endstufentransistoren
Der Trick ist, man dimensioniert einfach die Endstufentransistoren nicht
unter, sondern passend und den Überlastschutz schnell reagierend, dann
legiert auch nichts durch.
Z.B. für meinem Onkyo sind 130W Sinus angegeben, im Transistordatenblatt
aber nur 70W. Und die Überstromerkennung geht über lange Wege auf das
Relais und nicht direkt auf die Basen der Endtransistoren. Ein
SOAR-Schutz fehlt völlig.
Typisch Konsumergerät eben.
> Z.B. für meinem Onkyo sind 130W Sinus angegeben,> im Transistordatenblatt aber nur 70W
Wenn die Transistoren in deinem Verstärker einzeln 70W verheizen können,
dann verträgt jede Halbbrücke 140W, weil jeder Transistor nur 50% der
Zeit aktiv ist.
Außerdem: Wenn die Lautsprecher maximale Spannung erhalten, fällt an den
Transistoren minimale Spannung ab. Daher ist dann auch deren
Verlustleistung gering. Die Transistoren verheizen etwas weniger
Leistung, als die Lautsprecher.
Ja, prinzipiell machbar solange man im halbwegs linearen Bereich der
Fets bleibt. Z.B. Verstärker hat eine Versorgungsspannung von +-25V dann
kann man einen Fet mit 55V (5V Sicherheit) verwenden. Die doppelte
Spannung kommt daher, da der Lautsprecher auch Generator sein kann...
Z.B. IRFZ 24N 55V, 14A, 70m Ohm was schon ein recht niederohmiger Typ
ist. Nun lassen wir es krachen z.B. 400W an 4 Ohm (benötigt mehr als 25V
;-) entsprechend 10A Das macht lt. Datenblatt UGS = 6V -> UDS = 1V je
Fet entspr. 10W Verlust.
Ob man die Nichtlinearität bei kleiner Amplitude überhaupt hört, vermag
ich nicht zu beurteilen. Wer investiert mal in 2 Fets und schliesst z.b.
9V Blockbatt. An Gate-Source?
Bei PA-Endstufen läßt sich der Softstart nicht völlig
wegrationalisieren. Okay, ich meine bei anständigen PA-Endstufen, kein
Billig-PMPO-Schrott. Die Netzteile haben viel zu viel große Kapazitäten,
die beim Start auf recht hohe Spannungen (2x90 bis 2x150V je nach
Leistung) aufgeladen werden müssen. Der dicke Ringkerntrafo macht den
Rest, den alleine ohne Softstart ans Netz zu knallen wäre schon ein
Glückspiel ob die Sicherung das übersteht oder nicht. Dicke
Schaltnetzteil-Endstufen sind auch nicht besser, der Zwischenkreis mit
330..400V hat ebenfalls sehr große Kapazität. Deswegen muß man bei allen
diesen Patenten den Einschaltstrom limitieren.
Stefan U. schrieb:> Wenn die Transistoren in deinem Verstärker einzeln 70W verheizen können
Im 2SA1941-Datenblatt steht: "Recommended for 70-W high-fidelity audio
frequency amplifier output stage."
> Recommended for 70-W
Da stimme ich zu. Ich würde auch immer etwas Reserve empfehlen.
Grundsätzlich falsch ist der Ansatz von Onkyo allerdings nicht.
Du siehst, dass man auch dort wohl mehr für den Markennamen zahlt, als
für den Inhalt.
