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Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Versorgungsspannung/strom


Autor: Marcel Hellwig (punkkeks)
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Moin moin,

ich bin zur Zeit dabei ein wenig mit Audio rumzuspielen.
Dabei stört mich folgendes.
Ich finde zwar viele Schaltungen, aber leider fehlen oft Angaben zur 
Versorgungsspannung bzw. zum Strom. (bzw. zur ganzen PSU)

Soweit ich das ganze durchschaut habe, habe ich mit der angelegten 
Spannung direkten einfluss auf die Leistung des Verstärkers (es handelt 
sich um einen lm3886 ) aber wie sieht es mit dem strom aus... ich denke 
nicht, dass ich da ein trafo dranhängen kann mit 100mA ;)

Wenn ich jetzt sagen wir mal eine Leistung von 50W erzeugen will, 
hierbei eine Spannung von 35V anlege, brauche ich dann mindestens 1,4A ? 
(50W/35V = 1,4A)

Mfg

Marcel

Autor: mhh (Gast)
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Marcel Hellwig schrieb:
> Wenn ich jetzt sagen wir mal eine Leistung von 50W erzeugen will,

... dann brauchst Du ein Netzteil mit mindestens 85 Watt.

Wo soll denn sonst die Wärme am Kühlkörper herkommen?  :)

Autor: Marcel Hellwig (punkkeks)
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gut ;) wenn das nicht ironisch gemeint war, super :D
nächste frage.. wie kommst du auf 85W? einfach mal 1,7 gerechnet? ich 
glaube eher nicht :D

Autor: mhh (Gast)
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Marcel Hellwig schrieb:
> Wenn ich jetzt sagen wir mal eine Leistung von 50W erzeugen will,
> hierbei eine Spannung von 35V anlege, brauche ich

... einen 2 Ohm Lautsprecher.

Also Du musst mit den realen Werten rechnen, damit Du weißt was an 
Leistung dann rauskommt. Nur damit kannst Du dann auch das erforderliche 
Netzteil berechnen.

Autor: Sebastian M. (compressed)
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die Leistung ist (theoretisch) abhängig vom angelegten Widerstand 
(Lautsprecher).
z.B. 4-8 Ohm
P=R*I²
P=U²/R
Verlustleistung eventuell mit einbeziehen.

Autor: Marcel Hellwig (punkkeks)
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okay gut ;) dann wüsste ich gerne mal wie ich das berechne...
ich habe einen 8 Ohm lautsprecher.
Die anzulegende Spannung ist "variabel" der IC nicht ;)
Da das ding ein mono OP ist, brauche ich den 2 mal... heißt das dann 
konsequenterweise Strom*2? ;)

> P=R*I²
> P=U²/R

d.h. bei 8 Ohm Leistung von sagen wir mal 50W eine Spannung von 20V und 
ein strom von 2,5A (bzw. 5 bei stereo)+ evtl VL, dann sagen wir also 
5,5A

Autor: mhh (Gast)
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Marcel Hellwig schrieb:
> wie kommst du auf 85W? einfach mal 1,7 gerechnet?

In Näherung kannst Du es so machen.

Genauer ist:
halber Strom durch Lautsprecher  Spannung über Lautsprecher  3,5 bis 4

= Leistung Netzteil

Spannung über Lautsprecher * 3,5 bis 4 ist die erforderliche 
Betriebsspannung, die das Netzteil liefern muss.

Autor: mhh (Gast)
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mhh schrieb:
> Genauer ist:
> halber Strom durch Lautsprecher  Spannung über Lautsprecher  3,5 bis 4

halber Strom durch Lautsprecher mal Spannung über Lautsprecher mal 3,5 
bis 4

Das Forum hat das (*) falsch interpretiert.

Autor: mhh (Gast)
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Also in Deinem Fall:  Netzteil +/- 35V Spannung und 2,5A.

Du brauchst einen Trafo mit 2*28V und 4A für ein ungeregeltes Netzteil. 
Dabei hast Du allerdings keine große Reserve bei Netzüberspannung. 
Deshalb nimm besser 2*25V 4A und verzichte auf ein paar Watt 
Ausgangsleistung.

Autor: Marcel Hellwig (punkkeks)
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hatte ich vor ;)
war ja nur ein rechenbeispiel ;)
also...

ich komm bei dir nicht ganz hinterher....
halber strom mal lautsprecher ........

halber strom was? von wo? wie gesagt.. bekannt ist eigentlich nur die 
ausgangsleistung des OP's und die Impedanz (8 Ohm) der Lautsprecher... 
wo sehe ich da jetzt was vom (halben) strom?

geht es nicht mit der formel die vorhin gefallen ist?

>> P=R*I²
>> P=U²/R
>
> d.h. bei 8 Ohm Leistung von sagen wir mal 50W eine Spannung von 20V und
> ein strom von 2,5A (bzw. 5 bei stereo)+ evtl VL, dann sagen wir also
> 5,5A

Autor: mhh (Gast)
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Marcel Hellwig schrieb:
> bekannt ist eigentlich nur die
> ausgangsleistung des OP's und die Impedanz (8 Ohm) der Lautsprecher...
> wo sehe ich da jetzt was vom (halben) strom?

Die Ausgangsleistung ist von der Betriebsspannung und dem 
Lautsprecherwiderstand abhängig. Der IC muss die Spannung aushalten und 
den Strom liefern können.

Z.B. 100 Watt an 4 Ohm Lautsprecher entsprechen 20V und 5A effektiv.
Erst fließen 5A von +Us über Lautsprecher an Masse, dann 5A von
Masse gegen -Us (pos. und neg. Halbwelle). Also muss +Us (erst 5A, dann 
0A) effektiv 2,5A liefern. Für -Us gilt das selbe.

Autor: Marcel Hellwig (punkkeks)
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das ist mir grad um einiges zu hoch...

ich habe vor ein ein normales ringkerntravo mit mittelanzapfung

______''_________ positiver U-Regler
230V~ }{_______________________  GND
______}{_________ negativer U-Regler

soo... möglich? ja nein?

was ich grade von dir möchte ist ein einfaches rechenbeispiel mit zahlen 
und variablen und nicht keinen sätzen von wegen strom durch lautsprecher 
und was weiß ich nich was ^^ ich versteh es nich ;) tut mir leid

also das ganze á la

P = 100W, R = 8 Ohm

P=U²/R => U=sqrt(P*R) = 28,3V
P=R*I² => I=sqrt(P/R) = 3,5A

hoffe du kannst mir diesen Wunsch erfüllen... dann weiß ich auch, was 
ich zu tun hab und frag nicht weiter nach ;)

Mfg

Autor: mhh (Gast)
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Du brauchst für 2*50Watt an 8 Ohm diese Gleichrichterschaltung:

http://www.rn-wissen.de/images/a/aa/Brueckengleich...


Und diesen Trafo dafür (versorgt beide Verstärker):

mhh schrieb:
> 2*25V 4A

Dann passt alles zusammen. Ladekondensatoren 2*10000µF/63V.

Autor: Marcel Hellwig (punkkeks)
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ja gut ;) die schaltung kann ich zusammenbauen das ist überhaupt kein 
problem

einziges problem ist immernoch wie du auf die werte kommst, aber wenn du 
sagst, dass das stimmt dann glaub ich dir das ;) aber ich hoffe du 
verstehst auch, dass ich nicht jedes mal nachfragen will, wenn ich 
wissen will, was ich für ein trafo brauch, sondern kurz meinen TR frage 
und der mir das dann ausspuckt :P

trotzdem danke :)

Autor: mhh (Gast)
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Marcel Hellwig schrieb:
> aber ich hoffe du
> verstehst auch, dass ich nicht jedes mal nachfragen will, wenn ich
> wissen will, was ich für ein trafo brauch, sondern kurz meinen TR frage
> und der mir das dann ausspuckt :P

Ich fummel Dir mal am Wochenende paar Formeln zusammen und schicke sie 
Dir per PN.

Autor: Marcel Hellwig (punkkeks)
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awesome :)
schönen tag noch ;)

ps 10mF ist echt ein klein wenig übertrieben... da kann ich ja gleich ne 
autobatterie hinterklemmen... das wird ja schon fast billiger! :D

Autor: mhh (Gast)
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Marcel Hellwig schrieb:
> ps 10mF ist echt ein klein wenig übertrieben...

Beim Bass in Deiner Musik wirst Du froh sein, ihn so gewählt
zu haben.  :)

Autor: Marcel Hellwig (punkkeks)
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ich bin nicht so der drum and base mensch :D obwohl manchmal schon ;) 
aber 3€ für einen elko ist echt schon ein wenig heftig ;)

naja mal gucken ;) geht jetzt mal ans netzteil, dann simluieren, testen 
etc und dann kommt eh erst der verstärker ;) wird schön :)

Autor: mhh (Gast)
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Noch was, vergess die Abblockelkos für die Betriebsspannung direkt am IC 
nicht. Bezeichnung im Datenblatt Cs. 470µF sollten reichen. Ohne die 
wird es Probleme geben.

Autor: Marcel Hellwig (punkkeks)
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na klar ;) bin bloß grad ernsthaft am überlegen, ob ich das mit 
linearreglern mache oder nicht... bin irgendie grad nicht so begeistert 
davon, aber andererseits ein schaltregler schon mal ein wenig 
komplizierter

was meinst du?

Autor: mhh (Gast)
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Du brauchst keine Spannungsregler dafür. Das geht so.

Autor: Marcel Hellwig (punkkeks)
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dein ernst? ich soll die unstabilisierte spannung direkt an den IC 
geben?
quasi so?
und dann halt direkt vor den IC nochmal ein blockelko?

Autor: mhh (Gast)
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Genau so.

Autor: Marcel Hellwig (punkkeks)
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okay.... wird gemacht ;)

die 35V sind noch überbleibsel von vorher ;) wird noch geändert ^^ super 
;)
wenn du jetzt die formeln nicht vergisst wäre ich dir so dankbar ;) würd 
dir sogar nen keks schenken :D

Autor: mhh (Gast)
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Nimm bitte eine 20A Gleichrichterbrücke, nimmt sich preislich nichts.
(Elkos vorm einschalten sind leer und spielen Kurzschluss, der Strom ist 
nur durch Innenwiderstand des Trafos begrenzt)

Autor: Marcel Hellwig (punkkeks)
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Autor: mhh (Gast)
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Perfekt, an ein Alublech ran oder ans Metallgehäuse des Fertiggerätes 
schrauben.

Autor: Jens G. (jensig)
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Also eigentlich isses doch ganz einfach:
Wenn Leistung und Lautsprecher-R vorgegeben sind, dann kannste damit ja 
schonmal Strom und Spannung ausrechnen, welches Effektivwerte sind.
Aus der Ueff wird der Spitzen-Spitzenwert Upp errechnet, was 2,828*Ueff 
ist. Das ist theoretisch die Betriebsspannung, die Du brauchst. Wenn Du 
symmetrische Betriebsspannung hast, geht je zur Hälfte auf die pos. und 
die neg. Betriebsspannung.
Da üblicherweise die Betriebsspannung ungeregelt ist, sackt die bei Last 
zusammen. Also sollte die (Leerlauf-) Spannung höher angesetzt werden. 
Weiterhin kann die Endstufe nie die volle Betriebsspannung auskosten, 
weil die Aussteuerung entsprechend dem Endstufendesign begrenzt ist. 
Beides macht es notwendig, die Betriebsspannung um einiges höher zu 
dimensionieren, sofern der Verstärker das mitmacht. Was die 
Aussteuerbarkeit angeht, findet man üblicherweise die Angaben im DB des 
IC's. Bei diskret aufgebauten Verstärkern kann man das auch aus dessen 
Design ableiten.
Was die Lastabhängigkeit angeht, da könnte man einfach nach Erfahrung 
loslegen mit gewissem Sicherheitsaufschlag, oder das auch anhand Trafo-, 
Gleichrichter-, Elkodaten ausrechnen (Faustformeln habe ich aber jetzt 
keine).

Nun zum Strom, den das Netzteil liefern muß. Hier interessiert 
eigentlich der Mittelwert des Lautsprecherstroms, der dann für die 
Betriebsspannung sichtbar wird. Davon dann wieder je zur Hälfte für 
poss. und neg. Spannung.
Damit hast Du dann auch die Leistung, die das Netzteil liefern muß.
Der Trafo muß dann für wenige 10% stärker ausgelegt werden, wegen der 
impulsförmigen Ladeströme für den Elko, die effektiv mehr 
Verlustleistung in der Trafowicklung verursachen.
Elko kann ruhig 10mF haben (ist nicht wirklich viel), Gleichrichter darf 
auch reichlich überdimensioniert sein (wie mhh schon meinte, kann man 
ruhig 10A-20A ansetzen für beide Kanäle, wobei das aber nicht weiter 
kritisch ist, weil Gleichrichterdioden eigentlich schon recht impulsfest 
sind)

Autor: Jens G. (jensig)
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Achja - Spannungsstabilisierung ist wirklich Unsinn bei 
Leistungsverstärkern, weil ein Leistungsverstärker heutzutage fast 
grundsätzlich selbst ein Regler ist. Denn der regelt die 
Ausgangsspannung immer auf den Wert Eingansspannung*Verstärkungsfaktor, 
"unabhängig" von Schwankungen der Betriebsspannung, und Schwankungen der 
Last.

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