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Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Externe Transistoren für TPA3122 Klasse D Amp


Autor: Isanafalk (Gast)
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Guten Tag!

Vor kurzem haben die Klasse-D-Verstärker mein Interesse geweckt.
In solchen Verstärkern wird ja das Signal, mit dem die Lautsprecher 
angesteuert werden, mit einer PWM gebildet und anschließend von Hoch- 
und Tiefpassfiltern sozusagen zu einem normalen Lautsprechersignal 
geformt.
Dadurch, dass die Endstufentransistoren stets ganz oder garnicht 
durchschalten, fällt an ihnen kaum Leistung ab und es ergeben sich 
traumhafte Wirkungsgrade.

Nun zu meiner eigentlichen Frage:
Nach meiner Überlegung müsste es doch möglich sein, mit dem PWM-Signal 
von den Ausgängen eines Klasse-D-Verstärker-IC's (z.B. von einem 
TPA3122) externe Transistoren anzusteuern, die von einem ausreichend 
starkem Netzteil gespeist werden. Dieses "neue" PWM-Signal müsste man 
dann doch nur durch passende Filter leiten und man würde auf diese Art 
doch dem IC höhere Leistung entlocken können. Oder habe ich etwas nicht 
bedacht?

Gruß
Isanafalk

Autor: voltwide (Gast)
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Isanafalk schrieb:
Oder habe ich etwas nicht
> bedacht?
>
> Gruß
> Isanafalk

Ja, hast Du. Abgesehen davon, dass Du nachgeschaltete Power-MOSFETs 
nicht vernünftig durchsteuern kannst mit dem TPA-Ausgangssignal, macht 
das Ganze auch keinen Sinn. Der verfügbare Spannungshub, den der TPA 
direkt liefert, ist ja im Wesentlichen vorgegeben durch die 
Betriebsspannung, er kann also durch nachgeschaltete MOSFETs nicht 
weiter erhöht werden. Und damit bliebe auch die Ausgangsleistung 
bestenfalls dieselbe, die Du ohne diese "booster" hättest. Wenn Du mehr 
Ausgangsleistung haben willst, führt der Weg nur über eine höhere 
Betriebsspannung.

Autor: Horst Horstson (Gast)
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voltwide schrieb:
> Isanafalk schrieb:
> Oder habe ich etwas nicht
>> bedacht?
>>
>> Gruß
>> Isanafalk
>
> Ja, hast Du. Abgesehen davon, dass Du nachgeschaltete Power-MOSFETs
> nicht vernünftig durchsteuern kannst mit dem TPA-Ausgangssignal, macht
> das Ganze auch keinen Sinn. Der verfügbare Spannungshub, den der TPA
> direkt liefert, ist ja im Wesentlichen vorgegeben durch die
> Betriebsspannung, er kann also durch nachgeschaltete MOSFETs nicht
> weiter erhöht werden.

Naja, man kann ne H-Brücke draus machen, dann hat man auch mehr 
Leistung. Aber einfach die Mosfet-Gates dranhängen kann man nicht, das 
stimmt. Da ist schon noch Schaltungsaufwand erforderlich.

Autor: Isanafalk (Gast)
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Die höhere Betriebsspannung auf die "Boostertransistoren" hab ich 
mitbedacht.
Man könnte ja diese mit einer höheren Spannung, zb aus einem zweiten 
Netzteil versorgen und dann die Gates der Transistoren über Optokoppler 
o.ä. ansteuern.

Autor: Planlos (Gast)
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Such dir doch einfach ein Class-D IC, das von vornherein für den Betrieb 
mit externen Mosfets ausgelegt ist.

z.B. IRS2092

Autor: Homo Habilis (Gast)
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Moderne Class-D Amps haben sowohl in der Lowside (vom Minuspol 
[Halbbrücke] oder GND [H-Brücke] in Richtung Filter), als auch in der 
Highside (vom Pluspol aus in Richtung Filter bzw. danach Speaker), 
jeweils N-Channel MOSFETs.

(Frühere hatten, bzw. bei preisgünstigeren/selteneren Konstruktionen 
haben, einfachere Klasse-D Amps einen Highside-P-Kanäler und einen 
Lowside-N-Kanäler.)

Die Ansteuerung / der Treiberaufbau ist dabei unterschiedlich, aber 
"vorne" kommt kein taugliches Signal zur halbwegs direkten Ansteuerung 
einer N-Kanal-Halbbrücke (oder H-Brücke) geraus.

Also "einfach nachschalten" könnte man stärkere MOSFETs nur, wenn man 
mit dem ungefilterten Output via AC-Coupling (also 2 FoKos im 
100nF-Bereich, doch zusätzl. "langsameren" DC-Pfad) eine komplementäre 
Endstufe (P-Highs./N-Lowside) ansteuert.

Dazu aber sollte man sinnvollerweise schon auch einen 
Klein(st)leistungs-Halbbrücken-Amp mit +/- 10 bis evtl. 18V 
Betriebsspannung benutzen. Und die Endstufe braucht außer den FoKos etc. 
noch etwas mehr, um sicher und gut zu funktionieren.

Mit dem simplen Nachschalten einer N-Channel Halbbrücke ist es also 
nicht getan hier. Aber machbar ist es schon... so ähnlich wie im Bild.

Bei Interesse kann ich noch mehr dazu (bzw. besseres) einstellen, denn 
das Bild zeigt einen zwar so "gebräuchlichen", aber nicht wirklich guten 
Amp nach dem gleichen Prinzip - also links der 100nF - FoKos wäre der 
vorherige Ausgang vom TPA.

Autor: Homo Habilis (Gast)
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Allerdings hat mein Vorredner recht: Sinn macht das so eigentlich nur, 
wenn man gute Gründe hat, die TPAXXX zu benutzen, also schon 1 Mio. mal 
daheim hat... es gibt doch IC´s, die ebenfalls mit analogen Eingängen 
nur noch die Endstufe brauchen.

Autor: Homo Habilis (Gast)
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Hier noch mal eine bessere Lösung, AC-gekoppelt + langsamer/schwächer 
DC-gekoppelt, und mit Zenerdioden als Gate-Schutz.

Bitte Bild vom Beitrag zuvor nicht beachten, da nochmal das gleiche - 
hatten fast gleiche Bezeichnung, die beiden. Hab das 2. umbenannt, und 
nochmal angehangen. Sorry. :-(

Autor: Stephan Henning (stephan-)
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Leisung genug gibts es auch mit Triptah. 400W. Ist aber Class T TA0104a

Autor: THOR (Gast)
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Isanafalk schrieb:
>

Kann man alles, ja. Ob der Aufwand dann noch gerechtfertigt ist, ist ne 
andere Frage.

Mach doch mal ne Schaltung, wie du dir das vorstellst.

Autor: Klaus Ra. (klara)
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Wie schon Planlos sagte, der IRS2092 ist schon für Dich sehr gut 
geeignet.

http://www.infineon.com/dgdl/irs2092.pdf?fileId=55...
"IRS2092 IRAUDAMP7S L15D X2"
http://www.hobbyhifiladen.de/sure-electronics-irs2125
mfg klaus

Autor: Falk Tiessen (isanafalk)
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Okay, soweit schon mal vielen Dank!

Ich denke, ich werde mich mal mit dem IRS2092 ein wenig 
auseinandersetzen. Das Teil sieht auch ganz interessant aus.

Autor: voltwide (Gast)
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Wieviel Leistung brauchst Du?
An wieviel Ohm Last?
Daraus errechne die benötigte Betriebsspannung
Und mit diesem Wert kannst Du einen passenden Vollbrückentreiber, z.B. 
von TI auswählen.
IRS2904 ist ja ganz nett für hohe Betriebsspannungen, wobei Du aber eine 
+-Versorgung benötigst. Und der Betrieb mit einer Halbbrücke hat den 
Nachteil des sogenannten "bus pumping".
Aus diesem Grund würde ich heute fertige Vollbrücken-Ics bevorzugen.
Und noch eins: Mit nachgeschalteten Boostern wirst Du mit Sicherheit 
höhere Verzerrungen haben als mit einer vollintegrierten Lösung.
Dazu hast Du weder Übertemperatur- noch Überstromschutz -
und dafür den Mehraufwand?!

Autor: oszi40 (Gast)
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voltwide schrieb:
> Mit nachgeschalteten Boostern wirst Du mit Sicherheit
> höhere Verzerrungen haben als mit einer vollintegrierten Lösung.

Bei Verzerrungen könnte er noch weghören, aber die üblichen 
Schutzschaltungen, die in jedem modernen IC sind, fehlen! Das heißt er 
wird einige durchlegierte MOSFETS und durchgebrannte Lautsprecherspulen 
einplanen müssen.

Autor: voltwide (Gast)
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Mein posting hast Du aber nicht zu Ende gelesen?

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