Audio Verstärker mit Schaltnetzteil

Muss man da einen 24V -> +-12V Wandler her nehmen oder würde es auch ein 
24V -> 12V Wandler tun?

Man könnte dann die 24V als +12V, die 12V als GND und die 0V als -12V 
nehmen.

Hui schrieb:
> ich müsste einen Audioverstärker der mit symmetrischen +-12V läuft
> mithilfe einer 24V Gleichspannung versorgen.

beißt sich irgendwie mit

Travel Rec. schrieb:
> Ringkerntrafo, Graetz-Brücke und großen Speicherelkos

Also den Verstärker mit vorhandenen 24 Volt betreiben.

Künstliche Masse auf 12 Volt für den Eingang bzw. jetzige Masse des 
Verstärkers, 2 passende Elkos (z.B. 2200µF/25V) in Reihe schalten, + und 
- an die 24 Volt und 0, an die mittlere Verbindung den Lautsprecher zum 
Ausgang des Verstärkers. Da braucht man keinen extra Spannungswandler.
Signaleinkopplung über einen C.

Mit nur einem normalen Schaltregler ist es nicht getan, denn der Strom 
am noch fehlenden 12 V Potential (Mitte der +-12 V) kann in beide 
Richtingen fließen. Da der mittlere Strom in de Regel eher klein ist, 
kann es schon reichen da eine Leistungs OP mit etwas Ausgangswiderstand 
zu nehmen. Der meiste Wechelstrom wird dann durch die Elkos aufgefangen 
und der OP muß nur noch für die kleine mittlere Differenz aufkommen.

Die Idee mit der Virtuellen Masse ist gut!
Danke Leute - das spart sogar ne menge Platz und Gewicht wenns klappt!
So ein L272 sollte dann wohl reichen denke ich mal...

Btw. es geht nicht direkt um Audio - der Verstärker ist halt ein 
standard Audio Verstärker aber es wird damit was anderes angesteuert 
(magnetisches Wechselfeld erzeugen...).

> virtuelle Masse

Ja und nein.


Im Mittel darf eine Verstärker keinen Gleichstrom an den Lautsprecher 
liefern, also fliesst im Mittel aus der virtuellen Masse fast kein 
Strom. Nur das bischen, was in Vorstufen nach Masse fliesst, falls dort 
überhaupt (z.B. Konstantstromquellen) nach Masse gehen.

ABER:

Im Mittel heisst nicht, dass nicht kurzzeitig doch massiv Strom ueber 
den Lautsprecherausgang und den Lautsprecher nach Masse fliesst, 
naemlich die ganze Leistung, wegen der man dermassen massive 
Endstufentransistoren einbaut. Und dagegen kann ein L272 nicht 
gegenhaltzen. Er könnte dem mittleren Strom liefern, müsste dann aber am 
Ausgang mit grossen Elkos gepuffert werden, die problemlos den Strom 
aufnehmen und filtern, den die Endstufentransistoren bei Bassimpulsen 
nach Masse bzw. von Masse laufen lassen.

Diese Elkos sind so gross, wie die Elkos, die sonst + und - des 
Verstaerkers im Netzteil filtern. Einfacher ist es, nur einen solchen 
elko zu nehmen, und ihn in Reihe zum Lautsprcher zu legen, damit fliesst 
der Strom nicht mehr nach Masse, und man braucht nur 1 statt 2 Elkos.


Alles in allem sollte man bei einfacher 24V Versorgung vielleicht doch 
einen anderen Verstärker nehmen, gleich einen mit Ausgangselko und 
single supply.

1.
Der Mittelpunkt der beiden Elkos hat mit der virtuellen Masse keine 
Verbindung. Deshalb spielt das ABER keine Rolle. Es fließt vom Ausgang 
kein Strom zur virtuellen Masse.

2.
2 Elkos sorgen für eine gleichmäßigere Belastung der Stromversorgung.
Bei einem Elko wechselt sich viel Strom (von Betriebsspannungsquelle) 
beim Laden, wenig Strom beim Entladen des Ausgangselkos ab.

Ob man für die Virtuelle Masse einen oder 2 Elkos nimmt macht nicht viel 
unterschied. Bei den 2 Elkos hat man den Vorteil, das die Elkos auch 
gleichzeitig die Stützung der 24 V Versorgung übernehmen. Für den 
Ausgangsstrom liegen sie Wechselspannungsmäßig parallel, sind also 
genauso effektiv wie einer doppelter Größe. So wie es aussieht sind die 
Elkos vor allem ja schon da, als Stabiliesierung der Verstärker 
Spannung.

Der OP sollte über einen Widerstand (z.B. 10 Ohm) nur locker an die 
Elkos angebunden sein und so dafür sorgen, das die mittlere Spannung 
nicht zu sehr wegdriftet. Dafür sollte der L272 wohl reichen.
Wenn man sicher gehen will, dass die Elkos nicht doch zu viel Spannung 
kreigen könnte man sonst noch 2 Überspannungsdioden für etwa 15 V 
dazuschalten, um die Spannung für die Elkos auf etwa 15 V zu begrenzen.

Das könnte man natürlich so machen, die virtuelle Masse nur als 
Referenzbezugspunkt des Eingangs, und den Lautsprecher am Ausgang an dem 
Mittelpunkt der Elkos nur locker daran koppeln, denn er ist im Prinzip 
über des Verstärkers Gegenkopplung verbunden.

Was da aber genau passiert, wenn man den Verstärker einschaltet, müsste 
man beobachten.

Ist das so schwierig zu verstehen?

Da ist nichts lose an die Elkos zu koppeln. Es braucht auch keinen extra 
OPV, der seinen Ausgang ständig nachführt und dadurch Störungen ins 
Signal bringt. Das Widerstandsverhältnis wird einfach so eingestellt, 
daß bei Maximalaussteuerung eine symmetrische Begrenzung stattfindet. 
Der Elko beim unteren Widerstand vermindert den Einfluss der ev. 
Lastabhängigen Betriebsspannung.

---------------------------------------------------------- +24 V
  |                     |                              |
  -                     |                              |
 | |                 + Verst.                          |
 | |                                                   |
  -                                                   --- 2200µF
  |     E ---||-- Eingang                             ---
  |               Verst.                               |
  |                                      Last          |
  |                                       -----        |
  |                           Ausgang ---|     |-------|
  |                           Verst.      -----        |
  |                                                    |
  |--------- Massebezug                                |
  |     |    für Verst.                               --- 2200 µF
  -     |                                             ---
 | |   ---                                             |
 | |   ---            - Verst.                         |
  -     |               |                              |
  |     |               |                              |
---------------------------------------------------------- 0V

Leider ist das mit den zwei Elkos totaler Mist.

Jede Spannungsstörung auf den 24V wird zur Hälfte eine Störspannung für 
den Lautsprecher. Deshalb macht das niemnad!

Es geht nicht nur darum die last gegen die Elkos zu schalten, sondern 
der masseanschluss des Verstärkers muß erstzt werden. Da sind dann der 
Eingang und die Last daran. Normalerweise ist das die Massen vom 
Netzteil, mit eine Trafo mit Mittelabgriff. Es geht also darum den 
fehelenden Mittelabgriff zu ersetzen, nicht darum den Verstärker anders 
aufzubauen.

Der Strom über den Mittelabgriff des trafos ist normalerweise relativ 
klein, denn den größten Teil des Wechselstromes nehmen die Elkos hinter 
dem Greichrichter auf. Wirklich gebraicht wird der Anschluß nur für die 
unsymetrie im Stromverbrauch zwuschen den +12 V und -12 V. Dabe würde 
auch ein Widerstand in der Leitung nicht mal groß stören, und dafür 
sorgen das der Wechselstromanteil fast ganz von den Elkos übernommen 
würde. Genau diesen schwachen Mittelabgriff kann man dann mit einem OP 
nachbauen.

Damit beim Einschalten oder bei einem Fehler oder Gleichspannungssignal 
am Eingang nichts schiefgeht, sollten Überspannungsschutzdioden reichen, 
die die die Spannung über den Elkos begrenzen. Normalerweise sollte da 
aber kein Strom durchfleißen.

Normalerweise hat man den Mittelabgriff ja und nutzt desshalb den Weg 
mit 2 Elkos für die Hälften der Versorgungspannung. Ein Problem mit 
Störspannungen hat man auch bei nur loser Anbindung der Mitte nicht, 
denn alle Spannungen beziehen sich ja auf die neue virtuelle massen. 
Störungen in den 24 V sind da genauso so wie Welchen in den +-12 V.  Ein 
Problem könnte sich nur bei einer Verbindung über PE geben, wenn das 24 
V Netzteil geerdet ist.

Das mit den zwei Elkos habe ich gestern abend sogar mal ausprobiert, da 
musste ich nicht viel basteln denn die Kondensatoren am Eingang sind 
sowieso schon so geschaltet - funktioniert auch!
Muss aber noch mal messen wie sauber das Ausgangssignal dann noch war...
Die Lösung sieht ja ansich schon nicht sonderlich "sauber" aus ;-P
Trotzdem eine interessante Idee...


Werde das mit dem zusätzlichen OPV auch testen sobald ich einen 
passenden hier habe - also irgendwann nächste Woche.
Das gefällt mir schon besser.


@Ulrich:
Ja das 24V Netzteil ist geerdert!
Muss ich wohl austesten ob das Probleme bereitet...

> Da ist nichts lose an die Elkos zu koppeln

Sicher doch, durch die Gegenkopplung

---------------------------------------------------------- +24 V
  |                     |                               |
  -                     |                               |
 | |                 + Verst.                           |
 | |                                                    |
  -                                                    --- 2200µF
  |  E --||--+---- |+\                                 ---
  |          |     |  >---                              |
  |          |  +--|-/                    Last          |
  |          R  |                           -----       |
  |          | Gegenkopplung -- Ausgang ---|     |------|
  |          |                  Verst.      -----       |
  |          |                                          |
  |----------+ Massebezug                               |
  |     |    für Verst.                                --- 2200 µF
  -     |                                              ---
 | |   ---                                              |
 | |   ---            - Verst.                          |
  -     |               |                               |
  |     |               |                               |
---------------------------------------------------------- 0V


aber die Schaltung macht nunn nicht so viel Unterschied zu

---------------------------------------------------------- +24 V
  |                     |
  -                     |
 | |                 + Verst.
 | |
  -
  |     E ---||-- Eingang
  |               Verst.
  |                                   Ausgangselko
  |                                      ||
  |                           Ausgang ---||----+
  |                           Verst.     ||    |
  |                                           ---
  |--------- Massebezug                      |   |
  |     |    für Verst.                      |   | Last
  -     |                                    |   |
 | |   ---                                    ---
 | |   ---            - Verst.                 |
  -     |               |                      |
  |     |               |                      |
-----------------------------------------------+---------- 0V

Beide Schaltungen regeln Schwankungen der 24V dank Gegenkopplung genau 
so aus, wie ein normaler Verstaerker es tun muss.

@ MaWin (Gast)
Richtig erkannt. Funktionell ist kein Unterschied.
Was Du mit der losen Ankopplung vorher gemeint hast, hatte ich erst 
anders interpretiert.

Da kein Lautsprecher lt. Hui (Gast) angesteuert wird und demzufolge 
sicher kein HiFi gefordert sein dürfte, hat die Lösung mit den 2 
Kondensatoren den Vorteil einer geringeren Rippelspannung auf der 
Versorgungsleitung. Das ist der Grund für den Vorschlag gewesen.

Einen OPV für die virtuelle Masse noch zu verbauen bringt keine Vorteile 
und ist unnötig.

Der OPV erlaubt es den oben eingezeichenten Spannungsteiler 
niederohmiger zu machen. Immerhin muß da eventuell ein Teil des 
Eigenverbrauchs des Verstärkers (ein paar mA ?) durch.  Man kann sich 
aber erst mal auch mit 2 Zener dioden (z.B. 10 V) und dann 2 kleineren 
Widerständen weiterhelfen. Für einen Test kann man natürlich auch 2 mal 
50 Ohm nehmen und so 240 mA verbraten. Der Witz ist das man die Masse am 
Eingang und Ausgang zusammen hat.

Wenn die 24 V geerdet sind, hat man aber ein Problem, wenn die 
Signalquelle auch geerdet ist. Das müste man dann ein Anpassung per 
Differenzverstärker zwischen.

@ Ulrich (Gast)

>Der OPV erlaubt es den oben eingezeichenten Spannungsteiler
>niederohmiger zu machen. Immerhin muß da eventuell ein Teil des
>Eigenverbrauchs des Verstärkers (ein paar mA ?) durch. Man kann sich
>aber erst mal auch mit 2 Zener dioden (z.B. 10 V) und dann 2 kleineren
>Widerständen weiterhelfen. Für einen Test kann man natürlich auch 2 mal
>50 Ohm nehmen und so 240 mA verbraten. Der Witz ist das man die Masse am
>Eingang und Ausgang zusammen hat.

???
Die virtuelle Masse ist nur der neue Bezugspunkt. Da fließen keine 
großen Ströme. Der Laststrom fließt in keinster Weise über die virtuelle 
Masse.


>Wenn die 24 V geerdet sind, hat man aber ein Problem, wenn die
>Signalquelle auch geerdet ist. Das müste man dann ein Anpassung per
>Differenzverstärker zwischen.

???
Die neue Signalmasse ist 0V.

Ich empfehle Dir mal das Studium des Datenblattes vom TDA2030.
Da hast Du Beispiele für sym. und unsym. Spannungsversorgung drin.