Hi,
ich würde mir gernen einen Class-D-Verstärker bauen.
Und zwar möglichst diskret.
Ich hab nur die Forderung nach Funktion und um etwas über
Schaltungstechnik, Schaltungssimulation zu lernen und nicht nach einem
superduper alles in einem IC.
Dazu habe ich schon einen Rechteck-Dreiecksgenerator aufgebaut, erstmal
mit älteren IC´s aus der Bastelkiste.
Einen LM311 als Komparator für das Rechteck (Pull-Up [1k] gegen Vcc) und
einen TL084 als Integrierer. Das ganze in die Simulation gehackt. Sah
nicht soo schön aus, auf dem Steckbrett aufgebaut sah natürlich nicht
besser aus(der Ausgang des Komparators schwingt, dadurch hatte ich zwei
Steigungen[Leider gerade das OsziBild nicht verfügbar]), aber es würde
wohl gehen.
(100nF) nah an den VCC´s gegen Gnd habe ich.
Eine kleine Literaturrecherche fand das Buch "Klein aber Laut". Stefan
Wicki und Co. verwenden die OP´s LMV7239 (Push-Pull Komparator) und
MCP6291. Zumindest den letzteren nicht als Spice Modell gefunden;
ausgewichen auf LMV726(ebenfalls Push-Pull Komparator) und MCP621. Es
wurde eine ähnliche Bestückung wie im Buch genutzt, leider kommt nur
eine Frequenz von ~80kHz herraus. (Siehe Anhang)
Kann mir einer dies erklären? Liegt das an meiner Spannungsversorgung.
Sollte ich lieber eine ideale Spannungsversorgung simulieren?
Ist es überhaupt möglich eine diskret aufgebaute mit jeglichen
Komponenten in LTSpice zu kloppen? Oder lieber alles getrennt, in
verschiedenen Schaltplänen und das dann eher mit idealeren
Spannungversorgungen und Signalen und quasi nur die Funktion und nichts
begleitendes Simulieren.
Ich würde auch gernen am Ende des Projektes eine Klirrfaktor- und
Wirkungsgradmessung machen, einmal in LTspice und natürlich am
aufgebauten Prototypen. Wäre mit getrennten Schaltplänen sowas überhaupt
möglich?
Im Anhang meine Simulation der etwas neueren Bauteile und die
Zeitverläufe.
Ich bitte um Anregungen und Kritik, ich bin Anfänger - nehmt mich nicht
gleich auseinander ;)
"Diskret" heißt: Aus einzelnen Bauteilen, ohne integrierte Schaltungen
("ICs") - wenn also Deine Vorgabe lautet "diskret", dann hast Du
definitiv am Ziel vorbeigeschossen.
Hier ein diskreter Schaltverstärker:
https://patents.google.com/patent/US6753729B2/en
Fanta IV schrieb:> wenn also Deine Vorgabe lautet "diskret", dann hast Du> definitiv am Ziel vorbeigeschossen.
Nö.
MrM schrieb:> Ich hab nur die Forderung nach Funktion
npn schrieb:> Nö.>> MrM schrieb:>> Ich hab nur die Forderung nach Funktion
Ja, so kann man das auch auffassen.
Übrigens schrieb ich: "Wenn die Forderung..."
Ich schrieb also nicht: "Da die Forderung..."
Siehst Du? So leicht faßt man etwas falsch auf...
...und dabei bedeutet Deine Unterstellung:
"Du hast das definitiv falsch verstanden."
Und mein "wenn" bleibt ein "wenn" ...
Also könnte ich sagen: "Nö."
Ich hatte früher einen spannungsgesteuerten astabilen
Multivibrator (aus zwei Transistoren) dafür verwendet.
Später ein spannungsgesteuertes Monoflop.
Die Schaltung mit dem OP kenne ich erst seit dem Internet.
LG
old.
Okay, wieder was gelernt.
Ich meinte diskret im Sinne von "ich möchte kein komplett fertiges IC
eines Halbleiterherstellers, welches mir vieles abnimmt". Ich würde
gerne hinterher auf der Leiterkarte an verschiedenen Punkten
(Dreieck-Signal, PWM-Signal, PWM-Leistung) messen können.
Wie gesagt, ich möchte hierbei einfach ein paar Dinge dazu lernen.
Gelernt habe ich jetzt das ich mit dem Wort diskret vorsichtiger umgehen
sollte. Vielleicht kann ein Moderator das Wort aus dem Titel
entfernen...
Ist den ein Dreiecksgenerator in dieser Konfiguration überhaupt
sinnvoll? Aber Rechteck + Integrierer klingt eigentlich gut.
Nur mit der Geschwindigkeit habe ich wie gesagt noch schwierigkeiten.
Ich wollte eine Frequenz von ca. 200-300kHz haben, komme aber nicht
ansatzweise in diese Region.
MrM schrieb:> Ich wollte eine Frequenz von ca. 200-300kHz haben
Warum das?
Mehr Schaltflanken pro Zeiteinheit bringen mehr Verluste.
Aus der W. schrieb:> Später ein spannungsgesteuertes Monoflop.
Der Grund dafür war bei einem Stereoverstärker
Schwebungstöne aus der Schaltfrequenz zu vermeiden.
Von daher würde ich von etwas selbstschwingendem abraten.
MrM schrieb:> Ist den ein Dreiecksgenerator in dieser Konfiguration überhaupt> sinnvoll?
Ich habe keinen gebraucht:
http://d-amp.blogspot.de/
Das Monoflop im PWM-Modulator ist ein 74LS221.
Habe aber auch Monoblöcke mit Multivibrator
gebaut. Da ist der PWM-Modulator so aufgebaut wie
der im Netzteil.
LG
old.
Ich habe so was mal gemacht.
Das ist ganz klassisch aufgebaut. Eingang, Fehlerverstärker für die
Gegenkopplung, PWM-Modulator und dann der Treiber für die beiden
Ausgangstransistoren.
Ein Trick dabei ist, dass der Treiber für die Endstufen-Mosfets auf der
negativen Versorgungsspannung aufsitzt. Daher kann man normale Treiber
ICs nehmen.
Die Endstufen Mosfets müssen eine sehr kleine Gateladung haben, damit
man die auch so schnell schalten kann.
Den Aufbau hatte ich auf Lochraster gemacht. Etwa 100mmx100mm. Das hat
schon gut funktioniert, aber aber natürlich waren die Schaltsignale
nicht so sauber wie sie sein sollten. Aber geht auch nicht mit
Lochraster.
Wenn man das als zweiseitige PCB machen lässt, ist das sicher
ausreichend.
Vielleicht kannst du das als Denkanstoß nehmen.
Grüße, Jens
MrM schrieb:> Aber Rechteck + Integrierer klingt eigentlich gut.> Nur mit der Geschwindigkeit habe ich wie gesagt noch schwierigkeiten.> Ich wollte eine Frequenz von ca. 200-300kHz haben, komme aber nicht> ansatzweise in diese Region.
Rechteck und Integrierer kannst du schon machen. Du brauchst halt
Bauteile, die passend gewählt sind. Für ein Dreieck mit 4 V Peak-Peak
und 300kHz brauchst du z.B. ein Slewrate von eininge V/µs. Der im Text
beschriebene MCP621 sollte das können. Der in der Simulation verwendete
LT1014 kann das nicht annähernd.
MrM schrieb:> leider kommt nur> eine Frequenz von ~80kHz herraus.
In der Simu oder im realen Aufbau. Was die 80kHz angeht: das würde gut
zu einer Instabilität des OPV in deiner VGND-Erzeugung passen. Wenn du
diese Simu ein bisschen kitzelst (z.B. kleinen Sprung auf Versorgung)
dann siehst du, dass die 500nF direkt am OPV-Ausgang den LT1014 zum
Schwingen in diesem Frequenzbereich bringen können. (siehe Anhang) Dein
C4 in VirtMasse.png war wahrscheinlich gedacht, den OPV stabil zu
machen. In der Beschaltung (kurzgeschlossen) nutzt er aber natürlich
nichts.
DreieckVerlauf.PNG
(66 KB)
Dreieck-RechteckVerlauf.PNG
(73 KB)
RechteckVerlauf.PNG
(60 KB)
Rechteck-Dreieck.PNG
(61 KB)
VirtMasse.PNG
(55 KB)
