Hallo, ich würde gerne in der folgenden Schaltung die Schalter durch FETs ersetzen. Kann mir jemand welche empfehlen? Viele Grüße
Bei deiner Schaltung kommt aber nur in der ersten Millisekunde was Wirres raus, und dann ist Schluss... Wird mit FETs nicht besser.
Hallo, kann es vielleicht daran liegen, dass der Befehl startup fehlt, sodass beim Start der Simulation das Einschalten der Spannungsquelle nicht simuliert wird und deswegen was "wirres" herauskommt?!
Ne, lag daran, dass ich den Regler falsch interpretiert habe. Ich dachte du erzeugst eine positive und eine negative Spannung und R1 ist deine Last. Ich hatte mir den Strom in R1 angeguckt, und da ist natürlich wenig zu sehen... Interessanter Regler auf jeden Fall! Mir ist spontan noch nicht so ganz klar, wie der es hinbekommt die Spannung für unterschiedliche Lasten konstant zu halten, aber das ist ja nicht dein Thema... Also, eigentlich müsste es reichen auf der linken Seite N-Ch FETs und auf der rechten Seite P-Ch FETs zu nehmen. Der N-Ch FET wird leitend, wenn die +5V am Gate anliegen, der P-Ch FET bei -5V, d.h. das Gate Signal müsste an beiden FETs eher synchron sein und nicht um 180° versetzt wie bei deinen jetzigen Schaltern. Die Ansteuerung muss in der Realität auch vom Timing etwas anders aussehen (dead time), um zu verhindern, dass die FETs den Kondensator kurzschließen (shoot through). Ein FET schaltet ja nicht schlagartig ab.
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Ahh okay, also grundsätzlich, dieser Wandler hat eine Spannungsverstärkung U_out/U_1 =(2D-1)/(D-D^2), wobei D das Tastverhältnis eines PWM-Signals ist. In diesem Beispiel ist das Tastverhältnis zu D = ton/T = 1us/2.02us = 0.5 Daher ist Spannungsverstärlung am Ausgang 0 V und der Strom an der Last R1 ist bei dieser Konstellation 0 A. Mir ist auch klar das man auf der "linken" Seite n-channel enhancement FETs verwenden kann und auf der "rechten" Seite entspechende p-channel enhancement FETs. Kannst du mir speziell auf dem Markt erhältliche FETs empfehlen? Kannst du mir auch bei der Ansteuerung der FETs behilflich sein?
Welcher Strom fließt in deiner Anwendung maximal am Ausgang, und bleibt es beim Tastverhältnis 0.5? Die Kriterien für die FETs sind folgende: - max. Strom - max. auftretende Spannung am FET - FET muss bei +/-5V am Gate sehr gut durchsteuern Akif K. schrieb: > Kannst du mir auch bei der Ansteuerung der FETs behilflich sein? Wie erzeugst du denn die +/-5V Signale in der Realität? Oder gibt es da noch gar nichts? Statt S2 und S4 könntest du auch je eine Schottky-Diode nehmen, um das Design und vor allem die Ansteuerung einfacher zu machen, oder ist das eine bewusste Entscheidung für einen FET gewesen?
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Betrachtet man die Steuerungskennlinie des Wandlers, weist diese um den Arbeitspunkt 0.5 einen linearen Verlauf auf. Geplant ist (steht noch nicht fest) mit einer Vorverzerrung die nichtlineare Kennlinie zu linearisieren. Die Kriterien für die FETs habe ich auch so ausgesucht (Ids, Vds, Vgs), aber das Schaltverhalten ist immer miserabel ausgefallen. Zur Erzeugung der PWM-Signale könnten PWM-ICs verwendet werden. Da habe ich mich noch für keinen entschieden. Die Schalter S2 und S4 durch Dioden zu ersetzen funktioniert leider nicht, weil abhängig vom Tastverhältnis kann die Schaltung die Polarität der Ausgangsspannung wechseln.
Akif K. schrieb: > Betrachtet man die Steuerungskennlinie des Wandlers, weist diese um den > Arbeitspunkt 0.5 einen linearen Verlauf auf. Ja, nur bei 0.5 ist die Ausgangsspannung relativ unabhängig von der Last. Akif K. schrieb: > Die Schalter S2 und S4 durch Dioden zu ersetzen funktioniert leider > nicht, weil abhängig vom Tastverhältnis kann die Schaltung die Polarität > der Ausgangsspannung wechseln. Das kann eigentlich nicht sein. Die Ausgangsspannung kann nicht positiv (ggü. GND) sein, oder übersehe ich da etwas? Andere Frage: warum willst du das Ding diskret bauen? Es gibt so viele fertige und sehr günstige integrierte Regler... Daher nochmal die Frage: welchen Strom benötigst du maximal am Ausgang?
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Also, mein Ziel ist es einen Class-D-Verstärker mit einem sogenannten Cuk-Konverter zu realisieren. Heutzutage werden ja hierfür in der Regel Vollbrücken verwendet; der Nachteil hierbei ist der hohe Stromrippel wodurch Filter notwendig sind, um die Welligkeit zu dämpfen. Bei einem Cuk-Konverter können hingegen die Spulen gekoppelt werden, um so den Ausgangsstromrippel zu eliminieren. Der Standard-Cuk-Konverter, wie er in der Literatur am häufigsten zu finden ist, ist jedoch aufgrund der nichtlinearen Kennlinie ungeeignet. Möglicher Lösungsansatz ist eine Parallelschaltung aus zwei Cuk-Konvertern. Dadurch habe ich eine Schaltung wie im Anhang beigefügt, mit entsprechender Steuerungskennlinie. Für die Ansteuerung der Schalter habe ich einen allgemeineren Ansatz versucht zu realisieren. Vielleicht kann sich deine Frage dadurch klären. Mein Plan ist es, die Steuerungskennlinie im Anhang durch eine entsprechende Funktion 1/x zu linearsieren, um so einen linearen Verlauf zu haben, und den Klirrfaktor zu reduzieren. Ob das funktioniert, kann ich im Moment nicht sagen.
Also ich sehe den Vorteil nicht wirklich. Die Induktivitäten hast du halt in den Regler verlagert. Guck dir mal den Step-Response an, für Audio nicht wirklich brauchbar.
Hallo Joe, das mit der Step-Response habe ich nicht ganz verstanden. Was willst du damit sagen und warum ist dies nicht für Audio brauchbar? Vielen Dank im Voraus
Hallo, die Idee Audio-Leistungsverstärker mit einem Ćuk-Konverter zu realisieren wurde von Slobodan Ćuk im Jahre 1978 vorgestellt, aber das Prinzip konnte sich bis heute nicht durchsetzen. Ich möchte kurz erklären warum: Die Grundtopologie des Ćuk-Konverters ist aufgrund seiner unipolaren Ausgangsspannung und der starken Nichtlinearität der Steuerungskennlinie ungeeignet für den Einsatz in einem AudioLeistungsverstärker. Erst die Brückenschaltung aus zwei Ćuk-Konvertern (Full-Bridge-Ćuk-Konverter) kann als Leistungsstufe eines Klasse-D-Verstärkers Verwendung finden. Der Full-Bridge-Ćuk-Konverter weist für kleine und große Tastverhältnisse D sehr hohe Ströme in den primären Spulen (?1 und ?3) auf. Dies hängt mit der niederohmigen Last eines Lautsprechers (4 Ω oder 8 Ω) und durch das Gleichsetzen von Ein- und Ausgangsleistung zusammen. Daher muss der Aussteuerbereich auf maximal 0,35 ≤ ? ≤ 0,65 begrenzt werden, um die hohen Ströme zu vermeiden. In diesem Bereich ist jedoch die Steuerungskennlinie bereits nahezu linear, weshalb das Verfahren der Vorverzerrung zur Linearisierung der Steuerungskennlinie des Full-Bridge-Ćuk-Konverter nicht zielführend ist. Es müssen andere Regelungsmaßnahmen wie die Rückkopplung oder die One-Cycle-Control-Technik [http://static.elitesecurity.org/uploads/3/1/315343...] vorgenommen werden, da auch im linearen Bereich der Steuerungskennlinie für niedrige Frequenzen nichtlineare harmonische Verzerrungen auftreten. Insbesondere bei 800 Hz ist der Klirrfaktor sehr hoch. Zu höheren Frequenzen hin (ab 4 kHz) sind dagegen keine Oberwellen mehr vorhanden. Darüber hinaus weist die Signalübertragung im Frequenzbereich von 100 Hz bis 20 kHz keine konstante Übertragungscharakteristik auf, sondern nimmt zu hohen Frequenzen hin ab. Somit ist der Full-Bridge-Ćuk-Konverter als Verstärker eher für einen Subwoofer geeignet als für einen Vollbereichs-Lautsprecher. Außerdem wird ein Eingangswiderstand benötigt, um die Schaltung zu stabilisieren. Mit dem Einführen von Widerständen nimmt jedoch auch der Wirkungsgrad des Wandlers ab, weshalb dieser so klein wie möglich gewählt werden sollte, was wiederum eine längere Einschwingdauer zur Folge hat. Vergleicht man die heute weitverbreitete Vollbrücke mit einem Full-Bridge-Ćuk-Konverter, so ergeben sich folgende Unterschiede, was die Bauteile betrifft. Der Full-Bridge-Ćuk-Konverter benötigt vier Transistoren, zwei gekoppelte Spulen mit einem Kopplungsfaktor 0,8 (bei diesem Wert wird der Ausgangsstromrippel nahezu eliminiert) sowie zwei Kondensatoren. In der Praxis könnte unter Umständen der ohmsche Widerstand der Spulen ?1 und ?3 als Eingangswiderstand ausreichend sein und sei daher vernachlässigt. Somit ist die Anzahl der Bauelemente nahezu gleich. Es ist aber wesentlich schwieriger preiswerte gekoppelte Spulen mit einem Kopplungsfaktor 0,8 auf dem Markt zu finden. Somit kann man meiner Meinung nach die Idee Audio-Leistungsverstärker mit einem Ćuk-Konverter zu realisieren in der Schublade wegpacken und am besten nie wieder rausholen.
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