Für einen Verstärker mit 2x200W an 8R brauch ich ein geeignets Netzteil.
Ich hab absolut keine Lust einen Netztrafo zu verwenden.
Ich dachte an ein Schaltnetzteil. Nein die >150kHz stören mich absolut
nicht. Und ja es müssen 200W sein (PA).
Für den Eingangsteil würde sich eine aktive PFC anbieten um 400VDC zu
erhalten. Das möchte ich vorerst aber lassen und mit Gleichgerichteten
grob 320V arbeiten. Wenns geht kommt zumindest eine Netzdrossel dazu.
Welche Wandlertopologie würdet ihr Vorschlagen um die 120VDC zu
erhalten.
Gegentaktflußwandler? VB? HB? Flyback schließ ich mal aus.
Manu schrieb:> Für einen Verstärker mit 2x200W an 8R brauch ich ein geeignets Netzteil.> Ich hab absolut keine Lust einen Netztrafo zu verwenden.> Ich dachte an ein Schaltnetzteil.
Auch beim Schaltnetzteil wirst Du wohl kaum auf den Netztrafo
verzichten können. Nur fällt der dann etwas kleiner aus. :-)
Gruss
Harald
Manu schrieb:> um die 120VDC zu> erhalten.Manu schrieb:> Für einen Verstärker mit 2x200W an 8R
Die Theorie ist noch bischen zu theoretisch.
Andere bezahlen da richtig Geld für was fertiges, um sich nicht mit den
Problemen wie wechselnde Last etc. auseinandersetzen zu müssen.
>Auch beim Schaltnetzteil wirst Du wohl kaum auf den Netztrafo>verzichten können.
Netzttrafo ist für mich 50Hz, Eisenblech, etc.
>Die Theorie ist noch bischen zu theoretisch.
Weil?
Es geht nicht um einen Verstärker der Transitoren im linearen Bereich
betreibt. Wieviel Leistung im Endeffekt rauskommt und wie ist eine
andere Sache.
Es geht hier nur um die Tatsache, das ich 320V in 120V/400W Wandeln
möchte. Nicht mehr und nicht weniger.
Wenn jemand eine der geeigneten Topologie kennt, bitte sagen.
>Eigentlich wurde zu Audioverstärker-Schaltnetzteilen alles gesagt, kurz:>Beitrag "Re: Netzteil Umbaun"
Gibt auch Schaltnetzteile welche hohe Strompeaks magnetisch abkönnen und
thermisch limitiert sind, nur eine Frage der Auslegung.
Das ein konnvetioneller Verstärker die hohen Peaks auch kann, muss er
die notwendige Spannung auch geben können.
Ich bleib dabei, Schaltnetzteil ist für diese Anwendung geeignet.(es ist
kein linearer Versärker, der maximale Strom wird ähnlich wie bei einem
SNT Cycle-by-Cycle limitiert).
Die Ursprünglich Frage bleibt...
Hallo Manu,
geeignet wäre ein Halbbrückengegentaktwandler.
Hier ein Link um Trafo und Induktivitäten zu dimensionieren.
http://schmidt-walter.eit.h-da.de/smps/smps.html
Um solch ein Netzgerät zu entwickeln wäre eine Simulation dringend
angeraten. Hier könnte ich LTSpice empfehlen.
Eine gute Quelle für entsprechende Netzteile ist:
http://www.diyaudio.com/forums/power-supplies/
Du musst aber schon etwas suchen um die wirklich guten Vorschläge zu
finden.
Ohne Oszi kannst Du das Entwickeln aber vergessen.
Traust Du Dir das wirklich zu?
Gruss Klaus.
Hallo Klaus,
>Ohne Oszi kannst Du das Entwickeln aber vergessen.
Oszi, Trennstelltraffo, Lasten, Lobarnetzteil, Multimeter,
Frequenzgenerator etc vorhanden.
LCR-Meßbrücke, Spketrum-Analyzer, Impedance-Analyzer, etc kann ich
reglemäßig nützen.
>Hier könnte ich LTSpice empfehlen
Simulieren werd ich, aber ich nehm Ansys Simplorer, damit arbeite ich
auch fast täglich.
>Traust Du Dir das wirklich zu?
Das Prinzip von Schaltnetzteilen ist mit grundsätzlich bekannt. Nur
hatte ich schon länger nicht damit zu tun (Entwicklungsmäßig).
Und bitte keine Sicherheitshinweise, ich hab berufsmäßig mit
Thyristoren, GTOs zu tun (Netzgeführte Stromrichter, etc) mit etwas mehr
"Dampf", da ist 400DC Kindergarten. Scherz beiseite, ich werde es
einfach versuchen.
>geeignet wäre ein Halbbrückengegentaktwandler.
Warum Halbbrücke? Ok Leistung ist <1kW. Was mir daran nicht gefällt ist
das nur die Halbe-Spannung am Trafo anliegt, entsprechner Strom.
Hallo Manu,
>Warum Halbbrücke? Ok Leistung ist <1kW. Was mir daran nicht gefällt ist>das nur die Halbe-Spannung am Trafo anliegt, entsprechner Strom.
Gerade wegen der halben Spannung. Und Gegentakt um den Kern in beiden
Richtungen zu magnetisieren.
Als Schalter kommen IRFP460a in Frage. Der Kern wird schon ein EDT59
sein müssen da es sonst Platz-Probleme mit der Wicklung gibt.
Dies ist auch eine nützliche Bezugsquelle:
http://www.spulen.com/shop/
Gruss Klaus.
>Gerade wegen der halben Spannung.
Wieso gerade wegen halber Spannung? Was ist dann besser? Halbe
Wicklungsanzahl, ja. Aber doppelter Strom.
Nicht falsch verstehen, ist keine Kritik sondern einfach Fragen eines
Unerfahrenen. Aber wenn ich mir sonst "doppelten Strom" vorstelle Leuten
die Alarmglocken...
Hallo Manu,
der Strom hält sich primärseitig in Grenzen. Bei 400W und 360V sind es
mal 1,2A oder bei 360V/2 entsprechend 2,4A, alles Effektivwerte. Auf der
Sekundärseite kommt man schon auf grössere Querschnitte. Lass Dir mal
das hier durchrechnen:
http://schmidt-walter.eit.h-da.de/smps/smps.html
Als Draht kommt nur HF-Litze in Frage. Damit wird der benötigte Platz
etwas enger. Schau mal hier nach.
http://www.spulen.com/shop/
Der IRFP460a ist ein preiswerter, passender MOS-Fet. Es sollte aber der
Typ "A" sein. Den bietet Reichelt nicht an, aber Conrad.
Was nicht zu unterschätzen ist, beim Einschalten treten irre hohe Ströme
auf. Die sekundärseitigen Ladekondensatoren sind leer und werden relativ
langsam geladen. Für 50ms-100ms treten primärseitig Spitzenströme von
bis über 20A auf.
Gruss Klaus.
Hallo Manu!
>ich hab berufsmäßig mit>Thyristoren, GTOs zu tun (Netzgeführte Stromrichter, etc)
Ja so hab ich auch mal angefangen.. Jetzt ist eben IGBT und MOSFET mein
"Spielzeug". Aber es kann auch vorkommen das die bescheuerten Typen von
Westcode jahrelang produzierte Thyristoren ändern und
Nachmessungen/Redesign erforderlich ist.
>mit etwas mehr "Dampf", da ist 400DC Kindergarten
Richtig, 400DC ist da Schutzkleinspannung ;)
Die Vorraussetzungen scheinen da zu sein...
Also ich würde dir einen Two-Switch-Forward oder
Interleaved-Two-Switch-Forward empfehlen. Brückenanordnungen, also Fets
in Serie zum DC-Link, können immer Anfangsprobleme (DG-Ladung zieht
Gatehoch, schwingen, Shoot-Through, etc) machen. Ist natürlich
beherschbar. Aber wesentlich gutmütiger ist der Two-Switch-Forward (aka
Halbbrücken-Eintaktflußwandler). Das die Kerausnützung nicht so hoch ist
kann man hinnehmen. Eine wesenliche verkleinerung der
Ausgangsinduktivität und des Rippels würde man durch die extrem beliebt
ITTF (Iterleaved-Two-Transitor-Forward) erreichen. Also zwei Übertrager
(welche man magnetische koppeln kann, spart Kern) und eine
Ausgangsdrossel. Natürlich braucht man mehr Halbleiter (die Dioden
werden nur kleine SMDs werden), aber es gibt fix fertige Analoge
Cotroller die gut gehen. Das wäre eine einfache, allerdings
hart-geschaltete Variante für den Anfang.
Natürlich würde sich auch sehr gut ein Serienresonanzwandler eignen. (So
würde ich es machen). So einer wäre in Sachen Wirkungsgrad und
Leistungsdichte (speziell im Light-Load) sicher überlegen. Diese wird
aber nicht deine primäre Priorität sein, sonder eine realistische
Realisierung.
Halb- und Vollbrückenwandler geht natürlich auch, aber Brücken können
immer Überraschungen bringen (ok, du wirst keine sehr kapazitven Fets
brauchen´). Der Two-Switch-Forward schaltet immer gleichzeiting und
durch den Trafo entkoppelt und kennt typische schwierigkeiten von
Brückenanordnungen nicht. Aber wenn du es beherscht, mach nur.
Kern wenn ~200kHz zb: PQ26/25, ETD29,34 oder zwei entsprechend kleinere.
Natürlich kannst auch weniger Takten und einen Kernordnung höher gehen.
MFG Fralla
Manu schrieb:> Es geht hier nur um die Tatsache, das ich 320V in 120V/400W Wandeln> möchte. Nicht mehr und nicht weniger.> Wenn jemand eine der geeigneten Topologie kennt, bitte sagen.
Nun, da würde ich bekannte Schaltungen aus dem PC-Bereich nehmen.
Es ist der gleiche Leistungsbereich; nur die Ausgangsspannung
muss angepasst werden.
Gruss
Harald
Hi Fralla!
>Aber es kann auch vorkommen das die bescheuerten Typen von>Westcode jahrelang produzierte Thyristoren ändern
Ja kenn ich, diese Westcode Typen, sind zu blöd Datenblätter richtig zu
schreiben...
>Brückenanordnungen, also Fets in Serie zum DC-Link, können immer >Anfangsprobleme
(DG-Ladung zieht Gatehoch, schwingen, Shoot-Through, etc) >machen.
Ja die Probleme die bei Brücken auftreten kenne ich (leider) auch.
Meine befürchtung war, das jeder (fast jeder) einen Brückenwandler (Ob
voll oder Halb) vorschlagen wird.
>Also ich würde dir einen Two-Switch-Forward oder>Interleaved-Two-Switch-Forward empfehlen.
Hab mich da mal eingelesen, interessanter Ansatz. Das sieht für den
Anfang einfacher und sicherer aus.
>aber es gibt fix fertige Analoge Cotroller die gut gehen.
Her damit, Bezeichnung?
>Das die Kerausnützung nicht so hoch ist kann man hinnehmen.
Nehm ich gerne hin, soll funktionieren. Sicher. Leistungsdichte wird
sowieso höher als beim 50Hz-Eisen.
>So einer wäre in Sachen Wirkungsgrad und>Leistungsdichte (speziell im Light-Load) sicher überlegen.
Mag sein, aber diese Wandler wären gänzlich neu für mich und kommen
nicht in Frage.
Klaus Ra. schrieb:
>der Strom hält sich primärseitig in Grenzen. Bei 400W und 360V sind es>mal 1,2A oder bei 360V/2 entsprechend 2,4A, alles Effektivwerte.
Klar ist es absolut nicht viel. Aber realtiv gesehen ist es num mal das
doppelte mit der vierfachen Wäreme. Ganz grob ist der Draht dann doppelt
so dick, was aber doppelten Strom nicht ausgleicht, oder?
>Für 50ms-100ms treten primärseitig Spitzenströme von>bis über 20A auf.
???Woher weist du das? Wenn das so wäre, dann wäre der Drosselstrom noch
fast 3mal höher. So wird man die Drossel wohl nicht auslegen.
>Für welche Art von Verstärker soll den das Netzteil überhaupt sein? Mit>Röhren oder mit Halbleitern (Transistoren oder IC)
Für einen getakteten Verstäker mit MOSFETs. Hysterese-Mode oder
Signma-Delta-Modulation. Erstere bringt bis jetzt die Leistung, aber vom
THD will ich nicht reden, schlimmstens.
Grüße Manu
>>Für 50ms-100ms treten primärseitig Spitzenströme von>>bis über 20A auf.>???Woher weist du das?
Das kann man nicht vorhersagen. Hängt alles von der Regelung bzw
Softstart ab. Bei der Leistung sollte man sowiso eine Pulse-by-Pulse
Strombegrenzung verweden. Damit kann der Maximalstrom ganz einfach
limitiert werden welcher beim Hochlauf, Lastprüngen, Überlast oder gar
Kurzschluss auftritt.
Eine Halbbrücke kann nicht in Current-Mode betrieben werden, aufgrund
von Rail-Walking. Eine Regelung in Voltage Mode kann aber trotzdem eine
Pulse-by-Pulse Strombegrenzung haben. Viele Controller bieten auch
beides.
>Her damit, Bezeichnung?
Der UC28025 bietet nahezu alles was du brauchst.
http://www.ti.com/lit/ds/slus557f/slus557f.pdf
Und ist sehr simpel und logisch aufgebaut.
Und werd mit dem mosfet nicht zu niederohmig. Das Netzteil wird
wahrscheinlich nicht so oft bei Vollast laufen. Da ist die Light und
Mediumload Efficiency wichtiger. Denn in dieser Hartgeschalteten
Topologie geht jedes pF und ns mehr auf die Schaltverluste. Wenn IITF,
dann würde ich einen Coolmos CP (ja weil hart) im bereich um die 500m
nehemn. Aber auch eperimentieren, denn die Wirkungsgradkruve kann mit
dem Fet extrem beeinflusst werden. Wenn das ein PA-Amp wird ist die
Priorität natürlich anders
MFG Fralla
Abend!
>Der UC28025 bietet nahezu alles was du brauchst.>http://www.ti.com/lit/ds/slus557f/slus557f.pdf>Und ist sehr simpel und logisch aufgebaut.
Naja, simpel? Wie soll ich die Regelung auslegen? Voltage-Mode,
Current-Mode ist mir schon ein Begriff. Strombegrenzung hätte ich schon
gern, also kann ich ja gleich current-mode fahren oder? Aber gut das es
einen fertigen Controller für diese Topologie gibt.
>Wenn IITF, dann würde ich einen Coolmos CP (ja weil hart) im bereich um >die 500m
nehemn.
Ich hab folgende zwei Fets ausgewählt, die günstig zu bekommen sind:
http://www.infineon.com/dgdl/IPP50R520CP_rev2[1].0.pdf?folderId=db3a3043163797a6011637e7be4f0060&fileId=db3a30432313ff5e0123854bec2a6712http://www.infineon.com/dgdl/IPP50R399CP_rev2[1].0.pdf?folderId=db3a3043163797a6011637e7be4f0060&fileId=db3a30432313ff5e012385463e2666e0
Sollten so passen oder?
>Kern wenn ~200kHz zb: PQ26/25, ETD29,34 oder zwei entsprechend kleinere.
Ich werd mal mit zwei PQ26/25 rechnen, damit Luft nach oben ist. Gibts
da etwas besonderes zu beachten? Ich mein außer Kopplung so hoch wie
möglich, Flußdichte beachten und das die Windungen halbwegs Hipot
aushalten?
Ausgangsdrossel?
Wie siehts mit dem Ripple am Ende aus. Ich hätte vor auch am Ausgang des
Wandler (am Eingang sowieso) 450V Elkos zu verwenden, da ich diese quasi
kostenlos zur Verfügung habe. Der naturgemäß höhere ESR wird
entsprechenden Ripple verursachen. Spricht etwas gegen eine Filterung
bzw eine Komination aus Elko und Folie?
Vielen Dank für deine (und aller anderen) Tipps...
>Der Kern wird schon ein EDT59 sein müssen da es sonst Platz-Probleme mit >der
Wicklung gibt.
So Groß? Sind ja nur 400W mit wenig Strom...
Grüße,
Manu
Hallo,
>>Der Kern wird schon ein EDT59 sein müssen da es sonst Platz-Probleme mit >>der
Wicklung gibt.
>So Groß? Sind ja nur 400W mit wenig Strom...
Ich hatte mich vertan. Es ist ein EDT49 obwohl es magnetisch gesehen ein
EDT44 getan hätte.
Gruss Klaus.
>Ich hab folgende zwei Fets ausgewählt, die günstig zu bekommen sind:>http://www.infineon.com/dgdl/IPP50R520CP_rev2[1].0...>http://www.infineon.com/dgdl/IPP50R399CP_rev2[1].0...>Sollten so passen oder?
Ja, die gehen sehr gut.
>Strombegrenzung hätte ich schon gern, also kann ich ja gleich current->mode fahren oder?
Ja, ist auch eine gute idee. Entweder du leistest dir paar 100mW in
einem Shunt oder nimmst einen Stromwandler.
>Ich werd mal mit zwei PQ26/25 rechnen, damit Luft nach oben ist.
Ist äußer großzügig dimmensioniert. Über zwei von diesen geht locker 1kW
durch. Nimm PQ26/20, gleicher Querschnitt, weniger Volumen.
>Ich mein außer Kopplung so hoch wie möglich, Flußdichte beachten und das>die Windungen halbwegs Hipot aushalten?
Die Verluste primär und Sekundär aufteilen. Nicht, das sie gleich sind,
sondern was zählt ist, dass keine Wicklung zu heiß wird. Interleaven der
Wicklungen sollte man zumindest 1mal auch.
>Ich hätte vor auch am Ausgang des Wandler (am Eingang sowieso) 450V Elkos>zu verwenden, da ich diese quasi kostenlos zur Verfügung habe.>Der naturgemäß höhere ESR wird entsprechenden Ripple verursachen.>Spricht etwas gegen eine Filterung bzw eine Komination aus Elko und Folie?
Dann verwende diese Kondensatoren. Natürlich kann, oder soll man
Filtern. Es würde sich eine Kompensoertierte Drossel anbieten um
Common-Mode Störungen abzufangen. Die Streuinduktivität wirkt auch
differential-Mode und damit gleichzeitig als Filterdrossel um den Ripple
zu reduzieren.
Wichtig ist die Filterfrequenz nicht zu nahe an die Reglerbandbreite
kommen zulassen -> Instabilität.
MFG
>Ist äußer großzügig dimmensioniert. Über zwei von diesen geht locker 1kW>durch. Nimm PQ26/20, gleicher Querschnitt, weniger Volumen.
Ok, nehm ich zwei PQ26/20 mit 25 Windungen primär.
Für die Drossel könnte ich ja den gleichen Kern nehmen oder?
Ich bekomm den Wandler nicht stabil, einer der Trafos übernimmt immer
den großteil des Stromes. Die Ausgangsspannnung steht zwar aber der
Drosselstom und das dutycycle ändert sich mit jedem zweiten oder dritten
Takt. Reglerverstärkung zurücknehmen bringt nichts.
>Ich wette du regelst der einfachheit wegen, mittels "current programmmed>control"...
Keine Ahnnung, kann sein. De Regler gibt vor wie hoch der Strom steigt.
>Keine Ahnnung, kann sein. De Regler gibt vor wie hoch der Strom steigt.
Das wird so niemals funktionieren da die Trafos nicht gleich sein
können. Einen interleaved Flußwandler kann man so nicht regeln. Es wird
eine massive Rampekompensation notwendig. Also im average mode regeln
oder gleich in Voltage mode, was einen speziellere Regler notwendig
macht.
Denn fehler machten Kollegen aus China auch schon oft. So ist das eben
wenn man nachmacht ohne zu Verstehen... (was nicht für alle gilt)
MFG
Das bedeuet mit dem jetzigen Regelkonzept bekomm ich das nicht stabil?
Mit voltage-mode ist gemeint, dass der Regler direkt das Dutycyle
vorgibt? Strombegrenzung bei Kurzschluss und übelast kann man aber
trotzdem verwenden?
>Das bedeuet mit dem jetzigen Regelkonzept bekomm ich das nicht stabil?
So ist es.
>Mit voltage-mode ist gemeint, dass der Regler direkt das Dutycyle>vorgibt?
richtig
>Strombegrenzung bei Kurzschluss und übelast kann man aber>trotzdem verwenden?
Ja und ist auch sehr sinnvoll
MFG Fralla
>Das wird so niemals funktionieren da die Trafos nicht gleich sein>können. Einen interleaved Flußwandler kann man so nicht regeln. Es wird>eine massive Rampekompensation notwendig. Also im average mode regeln>oder gleich in Voltage mode, was einen speziellere Regler notwendig>macht.
Ich hab den UC28025 jetz so beschaltet, dass der Oszilator den "Ramp"
Pin steuert. Jetzt gibt der Regler direkt das Dutycycle vor. Die Trafos
führen jetzt erstmals den gleichen Strom. Problem ist die langsame
Lastausregelung und Überschwingen. Mehr Verstärkung macht das schwingen
extremer. Hatte auch schon völlige Instabilitä sodass die Strombegrenzng
ständig einsetzte. Ich könnte einfach viel Kapazität verweden um damit
sich die langsam Regelung nicht so auswirkt. Möchte ich aber nicht. Ich
vermute, dass ich ein D-Anteil brauche, ist das richtig?
>Ich vermute, dass ich ein D-Anteil brauche, ist das richtig?
Richtig, du brauchst dazu nur einen Kondensator und einen Widerstand.
Das RC Glied parallel zum oberen Widerstand des Messspannungsteilers.
Den Widestand des RC-Gliedes so Auslegen das ein Tiefpassvalten bei ca
der halben Schaltfrequenz auftritt, also Pol bei fsw/2. Ansonsten
koppelt dir der D-Anteil auch den Rippel durch ESR massiv in Regler ein.
MFG Fralla
>Den Widestand des RC-Gliedes so Auslegen das ein Tiefpassvalten bei ca>der halben Schaltfrequenz auftritt, also Pol bei fsw/2. Ansonsten>koppelt dir der D-Anteil auch den Rippel durch ESR massiv in Regler ein.
War nicht viel Zeit, hat sich nichts getan. Danke für den Hinweis mitder
Reglererweiteung.
Aber reduiert dies nicht die Wirkung des D-Anteils wenn eine weitere,
also 2 Ordnung Tiefpassilterung eingefügt wird?
Die Drossel ist völlig uneeignet, hat zwar ein L, dass der Ripple stimmt
aber wird sehr heis. Hast da auch einen Tipp?
>>Den Widestand des RC-Gliedes so Auslegen das ein Tiefpassvalten bei ca>>der halben Schaltfrequenz auftritt, also Pol bei fsw/2. Ansonsten>>koppelt dir der D-Anteil auch den Rippel durch ESR massiv in Regler ein.>Aber reduiert dies nicht die Wirkung des D-Anteils wenn eine weitere,>also 2 Ordnung Tiefpassilterung eingefügt wird?
Der D-Anteil und der zusätzliche Filterpol wirken in verschiedenen
Frequenzbereichen, bzw muss man so auslegen. Ansonsten hat man den
häufigen Fehler das man zu hoch gewählte Sensorfilterung durch erhöhung
des D-Anteils kompensieren will, was in betimmten Umständen zu
schlagartiger instabiliät führen kann. Bei deinem Nezteil wird der
D-Anteil bei ca 2k-10kHz wirken, währen der Tiefpass ab 70k-100kHz
wirksam wird. Das muss bei Regler höherer Ordnung sorgfältig abgestimmt
werden..
>Hast da auch einen Tipp?
Mach die Drossel aus den Trafokernen mit dem gleichen Material, mit
entsprechendem Luftspalt. Das Optimum zwischen Induktionshub und
ohmschen Verlusten musst du selbst finden. Ein paar Varianten
durchtesten. Ich würde aber die Induktion niedrig halten, auch wenn dies
auf kosten des Vollastwirkungsgrades geht.
MFG Fralla
