TAS5630B Problem mit Leistung

[Florian (Gast)]

Liebe Forenmitglieder,

Ich habe mir eine Platine mit dem Verstärkerbaustein TAS5630B gebaut.
Der Verstärker funktioniert grundsätzlich, nur habe ich trotzdem noch 2 
Probleme, die gelöst werden sollten.

Problem Nr1:
Ich habe den Verstärker im BTL Modus stereo an 4 Ohm Lautsprechern 
aufgebaut.
Versorgt wird er mit 50V.
Wenn ich am Eingang des Verstärkers nun ein Audiosignal anlege, 
verstärkt der Baustein das Signal ganz gut und er funktioniert auch 
beinahe wie gewünscht. Normalerweise sollte die Ausgangsleistung 600W 
betragen. Jedoch versorge ich den AMP momentan mit meinem Labornetzgerät 
und er zieht bei 50V maximal 300mA Strom. Woran kann das liegen ? Die 
Musik, die aus den Lautsprechern kommt ist schon sehr laut, hört sich 
jedoch nicht nach 300W an und die Leistungsaufnahme des IC's spricht 
auch nicht dafür, dass die Endstufe mit 2 x 300W verstärkt.

Nun meine Frage: Muss ich das Eingangssignal im vorhinein noch 
verstärken bevor ich es an die Endstufe anlege ? Momentan nehme ich 
direkt das Signal von einer Klinkenbuchse (ca. 1V sp).

Problem Nr2:
Der Verstärker funktioniert mit voller Lautstärke ca. 15 min lange. Dann 
geht die LED, die das Übersteuern anzeigt (clip) an und der 
Ausgangspegel, der an den Lautsprechern anliegt bekommt einen Offset 
(ist am Oszi ersichtlich), wodurch die Membranen des Lautsprechers 
herausgedrückt werden.
Damit verzerrt sich nach einigen weiteren Minuten die Musik und es hört 
sich grässlich an. Dabei steigt der aufgenommene Strom des Verstärkers 
außerdem stark an und die Lautsprecher würden zerstört werden, wenn ich 
dann nicht ausschalte.
Dieses Phänomen kann meiner Meinung nichts mit Temperatur zu tun haben, 
denn wenn ich den Kühlkörper entferne tritt das Problem nicht sofort 
auf, sondern es geht die Übertemperatur LED an. Dann muss ich den 
Verstärker aufgrund dessen ausschalten.
Damit der Verstärker wieder funktioniert, muss man etwa eine Stunde im 
ausgeschalteten Zustand warten. Schaltet man ihn dann wieder ein, 
funktioniert er wieder für etwa 15 Minuten.
Woran kann das liegen ?
Das einzige was ziemlich warm wird, sind die Filter-spulen am Ausgang 
des AMP aber wenn diese abgekühlt sind, funktioniert er trotzdem nicht 
einwandfrei, sondern es muss noch einige Zeit gewartet werden.

Ich hoffe, ihr könnt mir eventuell bei dem Problem helfen. Ich würde 
mich sehr darüber freuen. Ich weiß einfach nicht mehr weiter :-)
Mit freundlichen Grüßen,
Florian

[Klaus R. (klara)]

Florian schrieb:
> Ich habe mir eine Platine mit dem Verstärkerbaustein TAS5630B gebaut.
> Der Verstärker funktioniert grundsätzlich, nur habe ich trotzdem noch 2
> Probleme, die gelöst werden sollten.

Hast Du die Platine selbst entwickelt?

Die Frage ist, ist die Platine als erster, getesteter Prototyp zu sehen 
oder gib es schon funktionsfähige Verstärker mit diesem Platinenentwurf?

Da die Platine professionell erstellt worden ist hast, wäre es ja 
möglich das dies nur ein Bausatz ist. Die Schaltung entspricht nach dem 
ersten Blick dem Entwurf von TI.

Der AMP zieht zur Zeit nur bei 50V maximal 300mA Strom. So wie ich es 
lese steht Dir auch ein Oszi zur Verfügung. Wie hoch ist denn der Offset 
an den Ausgängen? Wie sieht denn die PWM aus? Hast Du Muting aktiviert?

Zeig doch mal ein paar Oszillogramme.

mfg klaus

[Borsty B. (mantabernd)]

Hi Florian,

mit welcher Quelle speist du den TAS5630b denn? In deiner Beschaltung 
wie sie auch im EVM verwendet wird kannst du mit einem normalen MP3 
Player oder Handy den Amp nicht "ausfahren". Du musst entweder das 
Signal nochmal extern vor verstärken oder den bereits verwendeten Preamp 
(OPA1632) mit einem höheren Gain verwenden. Schick doch mal ein Sinus 
Signal rein, dann erkennst du am Oszi ja ob und wann der Ausgang voll 
ausgesteuert wurde.


Die Spulen sind meiner Meinung nach etwas zu knapp kalkuliert (für die 
volle Ausgangsleistung) und mit 5,61mOhm jetzt auch nicht die 
effizientesten aber sie sollten passen. Wie warm werden sie denn?

Offset am TAS5630b hatte ich übrigens auch schon, da waren die 
Eingangselkos des OPA1632 verkehrt eingelötet.
Tausch mal deine Kerkos gegen Elkos und achte auf die Polarität. Nur 
eine Vermutung. Läuft beim Eingang denn der Offset auch weg?

Achja es sieht so aus als hätten zwei der vier 680nF Filter C's keine 
Verbindung zu GND.

Ansonsten sieht das Layout allgemein sehr abenteuerlich aus. Warum 
weichst du so krass vom EVM ab? Also ich seh jetzt BOTTOM nicht aber TOP 
sieht etwas zusammengewürfelt aus.

Ich persönlich würde auch einen viel kleineren Kühlkörper verwenden. 
Wenn eh schon mit Lüfter dann muss der nicht so fett sein. Das gibt nur 
unnötig Probleme weil man die Spulen und Elkos so weit weg vom IC hat.

Insgesamt muss ich aber auch sagen dass der TAS5630b anfällig ist und 
mir auch schon einige Exemplare gestorben sind. Es ist extrem wichtig 
sich an die Vorgaben von TI zu halten. Vor allem wenn man die vollen 50V 
Versorgunsgspannung ausnuten möchte. Mit einem TAS5624a z.B. hatte ich 
bisher noch keine Probleme.

[Borsty B. (mantabernd)]

Achja was mir grad auffällt!

Misst du den Ausgang mit dem Oszi differentiell oder hast du eine 
Potentialtrennung zwischen Amp und Oszi?

[Florian A. (florian_a386)]

Klaus R. schrieb:
> Hast Du die Platine selbst entwickelt?

Ja, die Platine wurde von mir selbst entwickelt, wobei ich mich sehr 
stark an das evaluation-Board angelehnt habe.

Oszillogramme werden in Kürze folgen :)

Borsty B. schrieb:
> mit welcher Quelle speist du den TAS5630b denn?

Als Quelle verwende ich momentan ein BLANKO Doppel Labornetzgerät 
(QJ-30003C 3)
Mit 2x 30V und jeweils 3A Pro Kanal.
Dabei schalte ich die beiden Kanäle in Serie um die 50V zu erreichen.

Borsty B. schrieb:
> Signal nochmal extern vor verstärken oder den bereits verwendeten Preamp
> (OPA1632) mit einem höheren Gain verwenden.

Auf wie viel müsste ich denn das Eingangssignal verstärken, um den 
Verstärker voll aussteuern zu können ?
Wäre es da am einfachsten, wenn ich mir ausmesse, in welchem Verhältnis 
ua zu ue steht, und dann Ue soweit verstärken, dass der Verstärker voll 
aussteuert oder ?

Borsty B. schrieb:
> Wie warm werden sie denn?

Ich schätze um die 40C°, da ich sie noch problemlos anfassen kann.

Borsty B. schrieb:
> Eingangselkos des OPA1632 verkehrt eingelötet.

Ist es möglich, dass meine Eingangselkos vom TAS5630B verkehrt 
eingelötet sind ?
Das Signal kommt beim Minus des Elkos "hinein"

Borsty B. schrieb:
> Achja es sieht so aus als hätten zwei der vier 680nF Filter C's keine
> Verbindung zu GND.

Mich fasziniert gerade, dass du die meine Pläne so genau angesehen hast, 
aber Danke , dass ist mir sofort beim Löten aufgefallen und bereits 
behoben :)

Borsty B. schrieb:
> Warum
> weichst du so krass vom EVM ab?

Ich bin deshalb so krass abgewichen, dass ich die Platine wenn nötig, 
auch bei mir zu Hause fertigen kann und dabei keine Probleme habe :) 
(War ursprünglich so geplant)

Borsty B. schrieb:
> Ich persönlich würde auch einen viel kleineren Kühlkörper verwenden.
> Wenn eh schon mit Lüfter dann muss der nicht so fett sein. Das gibt nur
> unnötig Probleme weil man die Spulen und Elkos so weit weg vom IC hat.

Das Stimmt. Ich hatte einige Intel Boxed Kühler zu Hause liegen und 
dachte mir, dass dieser passen sollte. Das dürfte aber meiner Meinung 
nach kein allzu großes Problem sein oder ?



Ich danke euch sehr für eure Antworten und bin euch für jeden weiteren 
Hinweis dankbar :)
Ich finde es schön, dass ihr mir so schnell zur Hilfe eilt :)

[Florian A. (florian_a386)]

Borsty B. schrieb:
> Misst du den Ausgang mit dem Oszi differentiell oder hast du eine
> Potentialtrennung zwischen Amp und Oszi?

Das Oszi ist mit einem Trenntrafo betrieben aber die Massen der beiden 
Oszi- Kanäle sind verbunden. Deshalb kann ich nur einen Ausgang des 
Verstärkers auf ein Mal messen.

[Borsty B. (mantabernd)]

Borsty B. schrieb:
>> mit welcher Quelle speist du den TAS5630b denn?
>
> Als Quelle verwende ich momentan ein BLANKO Doppel Labornetzgerät
> (QJ-30003C 3)
> Mit 2x 30V und jeweils 3A Pro Kanal.
> Dabei schalte ich die beiden Kanäle in Serie um die 50V zu erreichen.
>

Ich meinte damit die Audioquelle. Sorry, hab mich wohl missverständlich 
ausgedrückt.


> Borsty B. schrieb:
>> Signal nochmal extern vor verstärken oder den bereits verwendeten Preamp
>> (OPA1632) mit einem höheren Gain verwenden.
>
> Auf wie viel müsste ich denn das Eingangssignal verstärken, um den
> Verstärker voll aussteuern zu können ?
> Wäre es da am einfachsten, wenn ich mir ausmesse, in welchem Verhältnis
> ua zu ue steht, und dann Ue soweit verstärken, dass der Verstärker voll
> aussteuert oder ?

Ja, das kann man entweder rechnen, messen oder sich herantasten.

>
> Borsty B. schrieb:
>> Wie warm werden sie denn?
>
> Ich schätze um die 40C°, da ich sie noch problemlos anfassen kann.

Nagut das ist ja für die Spulen noch ok.

> Borsty B. schrieb:
>> Eingangselkos des OPA1632 verkehrt eingelötet.
>
> Ist es möglich, dass meine Eingangselkos vom TAS5630B verkehrt
> eingelötet sind ?
> Das Signal kommt beim Minus des Elkos "hinein"

Du verwendest aber KERKOS, keine ELKOS. Siehe Anhang.

> Borsty B. schrieb:

> Borsty B. schrieb:
>> Warum
>> weichst du so krass vom EVM ab?
>
> Ich bin deshalb so krass abgewichen, dass ich die Platine wenn nötig,
> auch bei mir zu Hause fertigen kann und dabei keine Probleme habe :)
> (War ursprünglich so geplant)

Hätte man trotzdem einiges verbesssern können.

>
> Borsty B. schrieb:
>> Ich persönlich würde auch einen viel kleineren Kühlkörper verwenden.
>> Wenn eh schon mit Lüfter dann muss der nicht so fett sein. Das gibt nur
>> unnötig Probleme weil man die Spulen und Elkos so weit weg vom IC hat.
>
> Das Stimmt. Ich hatte einige Intel Boxed Kühler zu Hause liegen und
> dachte mir, dass dieser passen sollte. Das dürfte aber meiner Meinung
> nach kein allzu großes Problem sein oder ?

Wenn du den Amp wirklich mit 50V und voller Leistung betreiben willst 
dann sehe ich das schon als Problem.

> Ich danke euch sehr für eure Antworten und bin euch für jeden weiteren
> Hinweis dankbar :)
> Ich finde es schön, dass ihr mir so schnell zur Hilfe eilt :)

[Florian A. (florian_a386)]

Borsty B. schrieb:
> Borsty B. schrieb:
>>> mit welcher Quelle speist du den TAS5630b denn?
>>
>> Als Quelle verwende ich momentan ein BLANKO Doppel Labornetzgerät
>> (QJ-30003C 3)
>> Mit 2x 30V und jeweils 3A Pro Kanal.
>> Dabei schalte ich die beiden Kanäle in Serie um die 50V zu erreichen.
>>
>
> Ich meinte damit die Audioquelle. Sorry, hab mich wohl missverständlich
> ausgedrückt.

Die Audioquelle ist die Soundkarte meines PC's.

Borsty B. schrieb:
>> Borsty B. schrieb:
>>> Eingangselkos des OPA1632 verkehrt eingelötet.
>>
>> Ist es möglich, dass meine Eingangselkos vom TAS5630B verkehrt
>> eingelötet sind ?
>> Das Signal kommt beim Minus des Elkos "hinein"
>
> Du verwendest aber KERKOS, keine ELKOS. Siehe Anhang.

Nein, ich meine die Elkos, die zwischen dem OPA1632 und dem TAS5630B 
sind.
(siehe neuer Anhang)

Borsty B. schrieb:
>>
>> Borsty B. schrieb:
>>> Ich persönlich würde auch einen viel kleineren Kühlkörper verwenden.
>>> Wenn eh schon mit Lüfter dann muss der nicht so fett sein. Das gibt nur
>>> unnötig Probleme weil man die Spulen und Elkos so weit weg vom IC hat.
>>
>> Das Stimmt. Ich hatte einige Intel Boxed Kühler zu Hause liegen und
>> dachte mir, dass dieser passen sollte. Das dürfte aber meiner Meinung
>> nach kein allzu großes Problem sein oder ?
>
> Wenn du den Amp wirklich mit 50V und voller Leistung betreiben willst
> dann sehe ich das schon als Problem.

Warum siehst du es dann als Problem ? :)
Denkst du, der Kühler ist zu schwach ?

Borsty B. schrieb:
>> Borsty B. schrieb:
>>> Warum
>>> weichst du so krass vom EVM ab?
>>
>> Ich bin deshalb so krass abgewichen, dass ich die Platine wenn nötig,
>> auch bei mir zu Hause fertigen kann und dabei keine Probleme habe :)
>> (War ursprünglich so geplant)
>
> Hätte man trotzdem einiges verbesssern können.

Ja danke das kann ich mir vorstellen. Das ist halt mein erster Class- D 
Verstärker :) habe zuvor nur einige Step-Downs gebaut und einen Class AB 
Verstärker.

[Florian A. (florian_a386)]

sorry habe das ild vergessen

[Florian A. (florian_a386)]

sorry habe das Bild vergessen

[Borsty B. (mantabernd)]

Schau dir doch mal den OPA1632 aus dem EVM an ;-) Da sind Elkos verbaut.

Wenn du sagst dass der Offset langsam wegläuft und ich sogar damit schon 
mal Probleme hatte dann ist es ja naheliegen das mal anzupassen ;-)

[Steffen (Gast)]

Hallo,

kann es sein das es an der Spannungsversorgung liegt? Wenn das nach 
Minuten erst verzerrt, scheint da was abzuschalten. Schau mal deinen 
Schaltregler an, der verkraftet max40V wenn du den mit 50V betreibst 
wird er nicht lange machen.

Gruß Steffen

[Klaus R. (klara)]

Steffen schrieb:
> Hallo,
>
> kann es sein das es an der Spannungsversorgung liegt? Wenn das nach
> Minuten erst verzerrt, scheint da was abzuschalten. Schau mal deinen
> Schaltregler an, der verkraftet max40V wenn du den mit 50V betreibst
> wird er nicht lange machen.
>
Gerade dieser Schaltregler war 2010 noch nicht leicht zu ersetzen. Der 
von TI eingesetzte Schaltregler vertrug m.E. 65V. Ein Wunder das der 
noch läuft.
mfg klaus

[Borsty B. (mantabernd)]

Wenn Florian nicht die HV Version des LM2575 verwendet dann kann das 
tatsächlich ein Problem sein.

Macht der Amp denn auch Probleme bei niedrigerer Versorgungsspannung? 
Also z.B. bei 30V?

[Florian (Gast)]

Borsty B. schrieb:
> Wenn du sagst dass der Offset langsam wegläuft und ich sogar damit schon
> mal Probleme hatte dann ist es ja naheliegen das mal anzupassen ;-)


Danke das werde ich versuchen,  ist dich aus platztechnischen gründen 
nicht ausgegangen :-)


Klaus R. schrieb:
> kann es sein das es an der Spannungsversorgung liegt? Wenn das nach
> Minuten erst verzerrt, scheint da was abzuschalten. Schau mal deinen
> Schaltregler an, der verkraftet max40V wenn du den mit 50V betreibst
> wird er nicht lange machen.

Habe die HV Version des Abwärtswandlers. der verkraftet 60V :-)
Und die Versorgungsspannungen passen die hab ich schon kontrolliert.
Auch noch nach 20 Minuten :-)

Eine Frage noch. Sind meine Elkos im Eingangszweig nun richtig gepolt? 
Oder müsste das Signal nicht beim Minuspol des Elkos reingehen?
Das bild der hier gemeinten Elkos habe ich oben bereits gepostet :-)

Mfg,
Florian

[Borsty B. (mantabernd)]

Florian schrieb:
> Eine Frage noch. Sind meine Elkos im Eingangszweig nun richtig gepolt?
> Oder müsste das Signal nicht beim Minuspol des Elkos reingehen?
> Das bild der hier gemeinten Elkos habe ich oben bereits gepostet :-)

Nein ist falsch bei dir. Siehe Anhang... So mit selbst nachgucken hast 
du's nicht, oder?

[Florian A. (florian_a386)]

Borsty B. schrieb:
> So mit selbst nachgucken hast
> du's nicht, oder?

Danke für deine Antwort und für deine Hilfe

Natürlich schon. immerhin hätte ich den Amp. sonst nicht bauen können.
War mir nur nicht sicher. deshalb frage ich ja

[Florian A. (florian_a386)]

Hallo Leute, eure Vorschläge haben mich wirklich weitergebracht und ich 
danke euch dafür :)
habe nun die Eingangselkos umgedreht.
Nun leuchtet zwar andauernd die Clip- LED, jedoch ist am Ausgang kein 
Offset mehr zu erkennen und der Verstärker läuft auch noch nach einer 
halben Stunde :)

Nun habe ich nur noch die Frage zur Leistung.
Momentan hat mein Eingangssignal eine Amplitude von 400mVss. Das 
Ausgangssignal eine Spannung von 15Vss.
Das entspricht einer Verstärkung von 37,5. Dies ist aber die 
Gesamtverstärkung vom Eingangsanalogsignal bis zum Ausgang inklusive 
OPA1632 und TAS5630b.

Wie stark muss ich die Verstärkung der beiden Operationsverstärkung am 
Eingang erhöhen, damit der Verstärker voll aussteuert (600W)?
normalerweise muss ich sie auf 125 erhöhen.
Und wie ändere ich die Verstärkung der OPA1632 Verstärker ?
Sie arbeiten ja nicht wie ein normaler invertierender OPV oder ?


Ich bin euch wirklich für eure Hilfe Dankbar und freue mich, dass ihr 
mir so motiviert helft

[Pete K. (pete77)]

Wenn Du 600W wirklich hören willst, dann solltest Du etwas Abstand 
zwischen Dir und die Lautsprecher bringen.

[Florian A. (florian_a386)]

Danke Das weiß ich, da zerstöre ich sie sowieso. Trotzdem möchte ich den 
Amp. so bauen, dass man theoretisch so weit aufdrehen könnte.
Also würde ich gerne wissen, wie ich bei den differentiellen OPA1632 die 
Bauteile dafür ändern müsste. Bzw. wie man bei den OPV's allgemein die 
Verstärkung einstellt.

Im Datasheet steht, R1 und R2 ändern.
Bei mir sind da aber 4 Widerstände im Prinzip in Serie. Muss ich nun 
alle 4 Ändern, dass alles symmetrisch bleibt ?
Und um wie viel verändert sich die Verstärkung bei einer bestimmten 
Änderung der Bauteile ?

[Klaus R. (klara)]

Florian A. schrieb:

>
> Im Datasheet steht, R1 und R2 ändern.
> Bei mir sind da aber 4 Widerstände im Prinzip in Serie. Muss ich nun
> alle 4 Ändern, dass alles symmetrisch bleibt ?
> Und um wie viel verändert sich die Verstärkung bei einer bestimmten
> Änderung der Bauteile ?

Im Prinzip ist jeder Kanal wie eine negierter OPV zu sehen. Der 
Kondensator mit 470pF ist Teil eines Filters. Den kannst Du für die 
Verstärkung vergessen. Also bleibt R2 und R4 in Reihe übrig und beide 
gehen auf Vin+. Vout- wird über R6 rückgekoppelt. Für den anderen Zweig 
wird analog verfahren.

V = R6/ (R2 + R4)

Die Dimensionierung von R2, R4, R3, R5 und C (470pF) würde ich so 
belassen. Um die Verstärkung zu erhöhen würde ich R6 und R7 erhöhen. 
Dabei würde ich den 150pF Kondensator entsprechend verringern, damit die 
Zeitkonstante erhalten bleibt. Um auf Deine gewünschte Verstärkung zu 
kommen genügt wohl eine Erhöhung um Faktor drei.

TI hat eine kostenlose Simu-Software, TINA. Ich bevorzuge zwar LTspice 
aber unter TINA findest Du die TI OPV, ggf. mit Beispielschaltungen.

mfg klaus.

[Florian A. (florian_a386)]

Vielen Dank Klaus damit hast du mir sehr geholfen und nun kann ich mein 
Projekt abschließen und der Verstärker funktioniert so, wie ich es mit 
gewünscht habe. :-)
Wirklich ein riesiges Dankeschön an alle, die mir bei meinen Problemen 
geholfen haben :)

[Borsty Bürste (Gast)]

Freut mich dass es läuft.

Welche Widerstandswerte hast du denn für den Gain nun gewählt?

[Florian (Gast)]

Borsty Bürste schrieb:
> Welche Widerstandswerte hast du denn für den Gain nun gewählt?

Habe nun 56k widerstände
Nun habe ich die gewünschte Leistung, jedoch verstärkt der amp nun die 
störsignale sehr stark die er über das aux kabel bekommt, wenn es an 
nichts angeschlossen ist.

Mfg Florian

[Florian (Gast)]

Der Amp funktioniert nun super. Betreibe damit 2 Stück Magnat Standboxen 
mit jeweils 200W RMS Leistung.
Kann nur jeden Empfehlen, den TAS5630 für einen ordentlichen 
Audioverstärker zu verwenden.