Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Schaltnetzteil für Sym. Audio Versorgung


von Jan93 (Gast)


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Hallo zusammen,

ich baue zur Zeit an einem *Kopfhörerverstärker / Verstärker für kleine 
Lautsprecher*. Die Standard Designs für Hifi / High-End Verstärker sind 
meistens mit RKT + Linearregler aufgebaut bzw. Leistungsendstufen halt 
ohne Regelung, irgendwie langweilig und veraltet. /=
Ich würde gerne ein Schaltnetzteil verwenden und noch (bei Bedarf) einen 
Filter am Ausgang damit Taktreste nicht im Signal landen können bzw. 
sich Störungen über angeschlossene Geräte ausbreiten. Sollte doch 
machbar sein?

Folgende Spannungen werden Benötigt:

+-18V @ >1A für den eigentlichen Verstärker, bei über 1A Ausgangsstrom 
begrenzt die Ausgansstufe sowieso.
+5V @ 0,25A für Steuerung etc.

18V ist ein ungewöhnlicher Wert, aber selbst Schaltnetzteile mit +-24V 
sind eine Seltenheit. Bisher habe ich nur ein brauchbares +-15V (Traco) 
Netzteil gefunden, dadurch wird die Leistung an hochohmigen Kopfhörern 
aber begrenzt. Eine andere Idee sind insgesamt 3 Einzelnetzteile, 2 
Stück mit 24V in Serie geschaltet und die Spannung auf 18V 
heruntergeregelt. Das macht zwar mehr Verlustleistung andererseits 
filtern die V-Regler Taktreste zusätzlich.

Das Problem dieser Netzteile ist das die Masse am Ausgang so gut wie 
immer mit 2 Y1 Kondensatoren gegen N und L symmetriert ist, das ist für 
meine Anwendung absolut Mist weil es die nachgeschalteten Geräte stören 
kann bzw. beschädigt! (Die Masse des Verstärkers wird nicht hart auf den 
Schutzleiter gelegt) Mir ist übrigens bewusst das der Übertrager im 
Schaltnetzteil auch eine Kapazität von der Primär zur Sekundärseite hat.

Die Anforderungen sind:
1. SK2 geeignet
2. Keine Kondensatoren von der Primär zur Sekundärseite
3. Am liebsten ohne Schutzleiteranschluss Primär, das koppelt nur 
Störungen ein
4. Keine allzu hohe Minimallast
5. Feste Schaltfrequenz außerhalb des Hörbereichs damit ich per Pi 
Filter die Ausgangsspannung säubern kann
6. Unkritisch bei Kapazitiven Lasten. (so bis 200µF mehr hängen nachher 
nicht dran)

Ich habe bei Traco die TML Serie gefunden, da gibt es ein 40W Netzteil 
mit +-15V das sich ganz gut angehört hat:

http://www.tracopower.com/products/tml.pdf

Leider besitzt es Scheinbar Kondensatoren zwischen Primär und 
Sekundärseite und will mindestens 25% der Maximallast ständig am 
Ausgang, das schaffe ich nicht. 15V sind auch nicht so viel.

Kennt jemand von euch ein verwendbares Netzteil, wohl am besten mit 
+-24V am Ausgang?

Vielen Dank!

Gruß,
Jan

von Roger W. (Firma: ruin ltd.) (superguest)


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Schaltnetzteile für Audioanwendungen?
Na, ich weiß nicht.

von Jan93 (Gast)


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Roger Withaker schrieb:
> Schaltnetzteile für Audioanwendungen?
> Na, ich weiß nicht.

Was spricht Deiner Meinung nach dagegen? Ich sehe darin eigentlich keine 
Nachteile.

von Roger W. (Firma: ruin ltd.) (superguest)


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Jan93 schrieb:
> Ich sehe darin eigentlich keine
> Nachteile.

Dein Scope versus deine Ohren vielleicht. Kannst es ja auf einen Versuch 
ankommen lassen und anschließend berichten.

von Harald W. (wilhelms)


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Roger Withaker schrieb:

> Schaltnetzteile für Audioanwendungen?
> Na, ich weiß nicht.

Bei Leistungsverstärkern fällt es vielleicht nicht so auf. Bei
Vorverstärkern und Kopfhörerverstärkern bringen Schaltnetzteile
m.E. keine Vorteile, weil die sowieso wenig Leistung verbrauchen.
Gruss
Harald

von Jan93 (Gast)


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Roger Withaker schrieb:
> Jan93 schrieb:
>> Ich sehe darin eigentlich keine
>> Nachteile.
>
> Dein Scope versus deine Ohren vielleicht. Kannst es ja auf einen Versuch
> ankommen lassen und anschließend berichten.

Beides hat Vor bzw. Nachteile. Auch ein "Normales" Netzteil macht 
genauso Störungen, das Magnetfeld des Trafos oder die Stromimpulse in 
der Gleichrichtung als Beispiel. Ich würde behaupten wenn man es richtig 
anstellt ist das Schaltnetzteil sogar im Vorteil.

von Roger W. (Firma: ruin ltd.) (superguest)


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Harald Wilhelms schrieb:
> Bei
> Vorverstärkern und Kopfhörerverstärkern bringen Schaltnetzteile
> m.E. keine Vorteile, weil die sowieso wenig Leistung verbrauchen.

Genau das hatte ich im Hinterkopf. Zum Anderen kennen wir auch nicht die 
Qualitätsansprüche des TO.
Die Endstufen für die Zierleistenbumbumklapperjunkies im Auto haben ja 
auch Schaltnetzteile, um auf mehr als +12VDC zu kommen.

von Jan93 (Gast)


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Qualität steht absolut im Vordergrund, die Kopfhörer die angeschlossen 
werden sind sehr hochwertig.

Ein Vergleich zwischen SNT und normalem NT wäre interessant, da damit 
aber jeweils recht hohe Kosten für nichts verbunden sind ziehe ich 
vielleicht doch den RKT + Längsregler auf 18V vor. Letzteren könnte man 
mit vier 317ern aufbauen dann ist die Spannung wirklich "sauber".

von Roger W. (Firma: ruin ltd.) (superguest)


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Jan93 schrieb:
> Letzteren könnte man
> mit vier 317ern aufbauen dann ist die Spannung wirklich "sauber".

You got it :-).

von Helge A. (besupreme)


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3 Schaltnetzteile in ein Gerät einzubauen ist mindestens so doof wie 
Trafo + Linearregler.

Wenn du sowas als Einzelstück baust, kommst du mit RKT und ein paar 
Transistoren besser weg als mit 2 einzelnen Netzteilen. 1. hast du eine 
heftige Brummeinkopplung, 2. könnten sich Resonanzen bilden, 3. hast du 
vermutlich frühere Ausfälle. Vieles an Konsumelektronik, das auf meine 
Werkbank kommt, ist an defekten Netzteilen erkrankt.

Wenn du eine Serienfertigung anwerfen willst, such dir einen der open 
frame Netzteilhersteller, und laß dir ein maßgeschneidertes bauen. Mit 
Schirmwicklung und ohne Y-Kondensatoren, und mit guter Filterung und 
besseren Elkos. Vielleicht findest du auch gleich was passendes unter 
"medical power supply" in der Suchmachine deiner Wahl.

Ein Beispiel von vielen: 
http://www.sinpro.com.tw/products_detail_2.aspx?b_class=I.T.E.&name=SBU41&bc_sn=19&c_sn=68

von Amateur (Gast)


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Langweilig hin, interessant her. Ich glaube nicht, dass dies Kriterien 
sind, die beim Entwurf eines Verstärkers herangezogen werden sollten.

Benötigt eine (was auch immer) elektronische Schaltung eine definierte 
Versorgungsspannung, so benötigt sie diese halt. Dies zu ignorieren ist 
fast immer mit Nachteilen verbunden.
Benötigt sie keine, vor allem eine Endstufe, so handelst Du dir mit 
einer Regelung nur unnötig viele Verluste ein und beschränkst Dir sogar 
die Ausgangsleistung.

Grundsätzlich erzeugen Schaltnetzteile viele hochfrequente und 
energiereiche Störungen, die bis in den Tonfrequenzbereich herab 
reichen.
Stehst Du nicht so, auf diesen Sound, so heißt es filtern und nochmals 
filtern. Dies kann aber, nicht nur vom Aufwand her, die Vorteile eines 
Schaltnetzteiles schnell zunichte machen.

von stefanus (Gast)


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Die Mühe, ein Schaltnetzteil von der Stange für Audio Anwendung zu 
netstören, würde ich mir nicht antun. Bei Serienproduktion mag das 
Sinnvolls ein, aber wohl kaum für ein Einzelstück.

Was hier noch gar nicht erwähnt wurde: Schaltnetzteile regeln meist 
recht träge, während die Stromaufnahme von Audio Endstufen sehr 
sprunghaft wechselt.

von Jan93 (Gast)


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Helge A. schrieb:
> 3 Schaltnetzteile in ein Gerät einzubauen ist mindestens so doof
> wie
> Trafo + Linearregler.

Fand ich auch /=


> Benötigt eine (was auch immer) elektronische Schaltung eine definierte
> Versorgungsspannung, so benötigt sie diese halt. Dies zu ignorieren ist
> fast immer mit Nachteilen verbunden.
> Benötigt sie keine, vor allem eine Endstufe, so handelst Du dir mit
> einer Regelung nur unnötig viele Verluste ein und beschränkst Dir sogar
> die Ausgangsleistung.

Meine Endstufe geht bei über +-18V kaputt, eine Regelung wird daher 
unbedingt benötigt wenn ich an diese Grenze fahren will. der 317 / 337 
ist relativ gutmütig, den Ausgang kann man normalerweise bis 1000µF 
kapazitiv belasten ohne das es instabil wird. Die Nachfolgende Schaltung 
ist recht gut geblock, der Endstufen IC bekommt jeweils zwei 33µF Elkos 
+ 100nF Kerkos an die Versorgungen, ich hoffe die Spannung bricht nicht 
all zu sehr ein wenn mal kurzzeitig viel Strom benötigt wird, der 
Verstärker ist extrem schnell. (soll aber bei irgendwas zwischen 
100kHz-1Mhz am Eingang geblockt werden bzw. begrenzt ein NP0 Kerko in 
der Gegenkopplung die Verstärkung auf 1)

> Grundsätzlich erzeugen Schaltnetzteile viele hochfrequente und
> energiereiche Störungen, die bis in den Tonfrequenzbereich herab
> reichen.
> Stehst Du nicht so, auf diesen Sound, so heißt es filtern und nochmals
> filtern. Dies kann aber, nicht nur vom Aufwand her, die Vorteile eines
> Schaltnetzteiles schnell zunichte machen.

Es gibt durchaus brauchbare SNT, z.B. in Kombination mit einem LDO 
Regler:

http://www.funk-tonstudiotechnik.de/SMPS-24T-Info-2-spaltig-neu.pdf

Ist halt nicht günstig.

> Die Mühe, ein Schaltnetzteil von der Stange für Audio Anwendung zu
> netstören, würde ich mir nicht antun. Bei Serienproduktion mag das
> Sinnvolls ein, aber wohl kaum für ein Einzelstück.

Mir wäre am liebsten gewesen, das Netzteil garnicht entstören zu müssen. 
Ich denke aber das wäre fast unmöglich geworden außer mit dem gerade 
verlinkten von Funk.

Gruß,
Jan

von MaWin (Gast)


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Jan93 schrieb:
> Das Problem dieser Netzteile ist das die Masse am Ausgang so gut wie
> immer mit 2 Y1 Kondensatoren gegen N und L symmetriert ist, das ist für
> meine Anwendung absolut Mist weil es die nachgeschalteten Geräte stören
> kann bzw. beschädigt!

Diese Kondenstaoren sind für die ENV Funkenstörung der schnell 
getakteten Schaltnetzteile absolut notwendig (klar kann man sie 
entfernen, kommt dann nicht mehr durch die ENV uns bekommt vermutlich 
Strörungen in anderen Audiogeräten).

Wenn du die nicht brauchen kannst, nimmt konventionelle Trafonetzteile. 
Die haben auch noch den entscheidenden Vorteil, bei Audio nicht auf den 
Maximalstrom ausgelegt werden zu müssen, sondern auf den mittleren rms 
Strom, und damit deutlich kleiner dimensioniert werden können, denn sie 
liefern kurze Spitzenlast durch ihre thermische Limitiertheuit 
problemlos.

http://www.ti.com/lit/an/snaa057b/snaa057b.pdf

von Jan93 (Gast)


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MaWin schrieb:
> Jan93 schrieb:
>> Das Problem dieser Netzteile ist das die Masse am Ausgang so gut wie
>> immer mit 2 Y1 Kondensatoren gegen N und L symmetriert ist, das ist für
>> meine Anwendung absolut Mist weil es die nachgeschalteten Geräte stören
>> kann bzw. beschädigt!
>
> Diese Kondenstaoren sind für die ENV Funkenstörung der schnell
> getakteten Schaltnetzteile absolut notwendig (klar kann man sie
> entfernen, kommt dann nicht mehr durch die ENV uns bekommt vermutlich
> Strörungen in anderen Audiogeräten).
>
> Wenn du die nicht brauchen kannst, nimmt konventionelle Trafonetzteile.
> Die haben auch noch den entscheidenden Vorteil, bei Audio nicht auf den
> Maximalstrom ausgelegt werden zu müssen, sondern auf den mittleren rms
> Strom, und damit deutlich kleiner dimensioniert werden können, denn sie
> liefern kurze Spitzenlast durch ihre thermische Limitiertheuit
> problemlos.
>
> http://www.ti.com/lit/an/snaa057b/snaa057b.pdf

Die beiden Kondensatoren entkoppeln ja nicht nur sondern koppeln auch 
Störungen auf meine Signalmasse. Da liegt ein normales Trafonetzteil 
definitiv vorne, da passiert das nur durch die parasitäre Kapazität 
zwischen Primär und Sekundärseite und wohl auch das nicht so extrem wie 
bei SNTs wegen der niedrigeren Frequenz.

Ich habe von einem älteren Projekt einen vergossenen 50VA Ringkerntrafo 
mit 2x18V und 2x3V gefunden, aus den 2x18V bekomme ich meine +-18V 
locker und die 6V reichen für eine 5V Versorgung. (mit LDR Regler und 
Schottky Gleichrichter)

Gruß,
Jan

von Jan93 (Gast)


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Hallo zusammen,

ich will keinen neuen Thread aufmachen deshalb hefte ich die Frage hier 
an und hoffe das jemand helfen kann. (=


Ich würde den Verstärker gerne so bauen das er auch einigermaßen mit 
Kapazitiven Lasten umgehen kann. Die Endstufe ist ein Chip von TI, das 
Datenblatt zeigt schon eine deutliche Phasenverschiebung des Ausgangs 
bei kapazitiven Lasten über ein paar 100pF. Würde ich einen Kondensator 
im nF Bereich anschießen würde der Verstärker wohl schwingen, zugegeben 
ist das zwar nicht realistisch aber ich finde es trotzdem unschön, 
kostet Phasenreserve für die GK. Die Überlegung wäre jetzt in Serie zum 
Kopfhörer eine RL Parallelschaltung zu setzten, wenn richtig 
dimensioniert dürfte der Endstufe die Anschlusskapazität recht egal sein 
und dank der Spule bleibt der Innenwiderstand niedriger als bloß mit 
Entkoppelwiderstand, die muss nichtmal hochwertig sein. Ziel ist das der 
Frequenzgang bis im Hörbereich unbeeinflusst bleibt, auch mit Last.

Ich habe mal folgende Werte überlegt:
als Widerstand bieten sich 47 Ohm an, damit sollte der Treiber egal an 
was für einer Kapazität sauber arbeiten. Die Spule habe ich so berechnet 
das der XL für 1Mhz über 40 Ohm liegt und für 20kHz unter 1 Ohm. Das 
wären 6,8µH, bei 20Khz ist XL ~0,85Ohm und bei 1Mhz ~42,73Ohm.

z.B.
http://de.mouser.com/ProductDetail/Coilcraft/PFL4514-682MEB/?qs=sGAEpiMZZMsg%252by3WlYCkU2kWFds1hA9DfQl4MBbi5mE%3d

Machen meine Überlegungen Sinn oder ist mir ein Denkfehler unterlaufen?

Gruß,
Jan

von rio71 (Gast)


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Jan93 schrieb:
> Würde ich einen Kondensator
> im nF Bereich anschießen würde der Verstärker wohl schwingen,

entweder ein widerstand in reihe zur last, tötet aber den 
innenwiderstand und die dämpfung des verstärkers.
da die schwingneigung eher in höheren frequenzen auftritt, empfiehlt 
sich eine geeignete ferritperle an stelle des widerstandes.
der lässt den innenwiderstand niedrig bei audiofequenzen und erhöht ihn 
ausreichend bei den schwingneigungsfrequenzen.

von Jan93 (Gast)


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rio71 schrieb:
> Jan93 schrieb:
>> Würde ich einen Kondensator
>> im nF Bereich anschießen würde der Verstärker wohl schwingen,
>
> entweder ein widerstand in reihe zur last, tötet aber den
> innenwiderstand und die dämpfung des verstärkers.
> da die schwingneigung eher in höheren frequenzen auftritt, empfiehlt
> sich eine geeignete ferritperle an stelle des widerstandes.
> der lässt den innenwiderstand niedrig bei audiofequenzen und erhöht ihn
> ausreichend bei den schwingneigungsfrequenzen.

Ehrlich? Ein Ferrit reicht? Ich hätte trotzdem gerne Feedback zu meiner 
Lösung damit ich weis ob ich richtig liege (-;
Ich habe nochmal ins Datenblatt geschaut, schwingen tut der Amp nicht, 
er neigt nur zu "overshoots". Empfehlung von Ti ist ein Serienwiderstand 
aber das funktioniert bei mir natürlich nicht wie Du schon geschrieben 
hast.

Gruß,
Jan

von Helge A. (besupreme)


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Das wurde früher bei Verstärkern so gemacht. 2W-Widerstand mit ein paar 
Windungen fettem Kupferlackdraht drumgewickelt. Muß ja funktioniert 
haben.

von Harald W. (wilhelms)


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Jan93 schrieb:

> Ich habe von einem älteren Projekt einen vergossenen 50VA Ringkerntrafo
> gefunden,

Ringkerntrafos sind bezüglich Störüberkopplung ungünstig, normale
Printtrafos sind da besser, insbesondere, wenn Pri und Sek-Wicklung
auf getrennten Jochen sitzen.
Gruss
Harald

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