Habe einen Class-D Verstärker mit TPA3251 aufgebaut und funktioniert auch auf Anhieb bestens. Beim Probelauf habe ich festgestellt, das die 10uH Spule die Bestandteil des LC-Filters für den Ausgang ist, bei Betrieb ca. 60 Grad warm werden. Da dieses mein erster Class-D Verstärker ist und ich noch niemals Erfahrung damit habe sammeln können, stellt sich mir die Frage, ob das Erwärmen der Spule im LC Filter am Ausgang normal ist, oder ob ich einfach nur die falsche Spule habe?
:
Verschoben durch Moderator
Naja, da muss der Strom für den Lautsprecher durch und 60° ist jetzt noch nicht wirklich warm in der Leistungsklasse.
Angehängte Dateien:
-
TPA3251evm.jpg
27 KB
Habe mal ein Bild des Original Testboard angehangen. Auch den Link zu Reichelt, mit meiner verwendeten Spule: https://www.reichelt.de/ringkerndrosseln-tlc-10a-10-h-tlc-10a-10-p105596.html?r=1 Wobei das Bild von Reichelt aber nur die Bauart anzeigt. Die Bauart der Spulen die ich verwendet habe ist die gleiche, nur die Windungszahl ist wesentlich kleiner als bei dem Original Texas Instrument Demoboard und der Durchmesser ist etwas größer. Dort sind es ca. 28 Windungen und meine Spule hat gerade einmal 11 Windungen. Dafür hat meine Spule aber auch 10A und die Originale Spule ist laut Datenblatt des Demoboards "nur" für 6,5A. Der größte Unterschied zwischen der Originalen Spule und der, die ich verwendet habe ist der Preis. Die originale kostet ca. 6,50€ meine nur 1,30€. Obwohl von den Technischen Werten fast gleich. Die Frage die sich halt für mich stellt, ist die: Darf eine Spule in einem Class-D Verstärker überhaupt warm werden? Ich könnte mir vorstellen, das wenn alles bestens von den Werten passt, keine Leistung in der Spule mehr zu Wärme umgewandelt werden sollte. Die dazugehörigen Kondensatoren wurden wie beim originalen TI Demoboard verwendet. Aber gerade mit Spulen kenne ich mich nicht so gut aus und frage mal hier im Forum nach, ob die Wärmeentwicklung normal ist oder nicht.
tom schrieb: > Darf eine Spule in einem Class-D Verstärker überhaupt warm werden? Ich > könnte mir vorstellen, das wenn alles bestens von den Werten passt, > keine Leistung in der Spule mehr zu Wärme umgewandelt werden sollte. Na klar werden Spulen warm/heiß. Magnetische Komponenten in getakteten Anwendungen (ob nun DC/DC oder Class-D oder was auch immer) werden immer warm. Bei Spulen schaut man sich den Strom durch die Spule an. Bei Übertragern schaut man sich die Spannungs-Zeit (oder wie auch immer man das auf Deutsch nennt) Kurve an. Da magnetische Komponenten nicht wie die Mosfets an einen Kühlkörper gepackt werden (können), sind magnetische Komponenten deshalb sehr oft sehr warm. Gruß,
tom schrieb: > Link zu Reichelt, mit meiner verwendeten Spule: > https://www.reichelt.de/ringkerndrosseln-tlc-10a-10-h-tlc-10a-10-p105596.html?r=1 Diese Spule ist nur mäßig geeignet. Das Kernmaterial ist hier der begrenzende Faktor, es hat bei hohen Frequenzen zu viel Verluste. > Wobei das Bild von Reichelt aber nur die Bauart anzeigt. > Die Bauart der Spulen die ich verwendet habe ist die gleiche, nur die > Windungszahl ist wesentlich kleiner Ja. Auch das ein Hinweis auf das Kernmaterial. Je "magnetischer" das Material, desto weniger Windungen werden benötigt, aber desto niedrigere Frequenzen verträgt das Material (extrem vereinfacht gesagt) > ca. 28 Windungen und meine Spule hat gerade einmal 11 Windungen. Dafür > hat meine Spule aber auch 10A und die Originale Spule ist laut > Datenblatt des Demoboards "nur" für 6,5A. Wenn du dir zutraust, einen Ringkern selber zu bewickeln: Reichelt hat einen passenden Kern: https://www.reichelt.de/amidon-ringkern-t-130-2-p19961.html Dieser Kern aus Material #2 (rot) hat einen A_L Wert von 11nH, ca. Faktor 7 geringer als der des gleich großen Kerns aus Material #26 (weiß/gelb, was du jetzt hast). Deswegen brauchst du Faktor sqrt(7) mehr Windungen für die gleiche Induktivität. Statt 11 Windungen also 30. Tja und schon paßt das wieder. > Darf eine Spule in einem Class-D Verstärker überhaupt warm werden? Ein bißchen warm wird die immer, schon wegen des ohmschen Widerstands des Drahtes. 60°C sind jetzt nicht enorm viel. Kannst du notfalls auch so lassen.
Angehängte Dateien:
-
Farben.png
200 KB
tom schrieb: > Der größte Unterschied zwischen der Originalen Spule und der, die ich > verwendet habe ist der Preis. Die originale kostet ca. 6,50€ meine nur > 1,30€. Obwohl von den Technischen Werten fast gleich. Der Unterschied ist wohl das Kernmaterial. Die billige wird als "Entstördrossel" verkauft. Die hat also eher die Aufgabe, möglichst viel vom "Gezappel auf der Leitung" in Wärme umzuwandeln, damit es nicht stört. k.A. ob sich Fasttron an die "üblichen" Farben für Ringkerne hält, schaut Gelb/Weiß auf dem Reichelt-Produktbild aus. Welche Kernfarbe hätte die 6,50€ - Drossel?
tom schrieb: > Habe mal ein Bild des Original Testboard angehangen. Leider typisch. Das einzige Bild, das zählt, ist das Bild von DEINEM Aufbau. tom schrieb: > Die originale kostet ca. 6,50€ meine nur > 1,30€. Obwohl von den Technischen Werten fast gleich. Es gibt einen Grund für den Preisunterschied.
Εrnst B. schrieb: > k.A. ob sich Fasttron an die "üblichen" Farben für Ringkerne hält, > schaut Gelb/Weiß auf dem Reichelt-Produktbild aus. Fastron stellt die Kerne nicht selber her, sondern kauft die zu und bewickelt sie nur. Die Hersteller von Eisenpulverkernen halten sich normalerweise an die üblichen Farben. Gelb/weiß für #26 paßt auch zu Windungszahl 11 bei 10µH Induktivität. Sven S. schrieb: > Es gibt einen Grund für den Preisunterschied. Bei Reichelt sind es €0,99 vs. €2,85 für den Kern allein. Und man braucht knapp dreimal so viel Kupferdraht für die bessere Drossel.
Den Worten von Axel S. kann ich mich nur anschließen. Der niederfrequente Anteil des Lautsprecherstromes dürfte auch bei Volllast kaum zur Erwärmung beitragen, die Kupferverluste sind gering. Dafür sind Kernverluste so hoch, dass auch im Leerlauf - denn hier fließt auch schon der voll Hochfrequenz-Magnetisierungsstrom - der Kern aufgeheizt wird.
äxl schrieb: > Vllt. auch einfach falsches Kernmaterial für die frequenz? Diese Spule ist auf Verluste gestrickt. Sie muss warm werden. Und 60°C ist für die Spule nicht warm. Bei 40K mehr fangen wir an zu diskutieren. Εrnst B. schrieb: > Der Unterschied ist wohl das Kernmaterial. Bisher weiß keiner, ob nicht die Originaldrossel auch warm wird. Und auch nicht, ob die Billige im Eval Board evtl. sogar kalt bleibt. Oder andersrum... Und falls zwischen Eval Board und dem Selbstgemachten ein Unterschied ist, dann stellt sich die Frage nach dem Aufbau.
Also erst mal vielen Dank an alle die sich hier beteiligt haben und für die sehr aufschlussreichen Antworten. Das zeigt mir doch, das es nicht die ideale Spule ist und ich besser etwas anderes nehmen muss. Axel S. hat mir ja einen Kern empfohlen der besser für diese Anwendung ist. Eine Spule darauf zu wickeln mit entsprechenden Kupferlackdraht sollte kein Problem darstellen. Bei meiner nächsten Bestellung werde ich diesen Kern mal mit bestellen und ausprobieren. Mark S. schrieb: "Dafür sind Kernverluste so hoch, dass auch im Leerlauf - denn hier fließt auch schon der voll Hochfrequenz-Magnetisierungsstrom - der Kern aufgeheizt wird." JA! Genauso ist es auch! sogar wenn die Lautstärke bzw. Leistung sehr gering ist heizen sich die Spulen auf ca. 60 Grad auf. Axel S. schrieb: "Je "magnetischer" das Material, desto weniger Windungen werden benötigt, aber desto niedrigere Frequenzen verträgt das Material (extrem vereinfacht gesagt)" Danke für die super Erklärung die auch für mich verständlich ist und die ich auch nachvollziehen kann. Dann kann man auch nachvollziehen, warum die "originale" Spule auch 6,50€ kostet. Da diese direkt auch für Class-D Verstärker konzipiert ist. So steht es jedenfalls auf der Homepage von Coilcraft. Aber für nur 4 Spulen 26,-€ zu zahlen halte ich aber doch ein bisschen zu teuer und werde erst mal mit dem selber Wickeln auf den vom Axel S. vorgeschlagenen Kern probieren. Danke nochmals an alle für die guten Antworten.
äxl schrieb: > Vllt. auch einfach falsches Kernmaterial für die frequenz? Scheinen Eisenpulverkerne zu sein. Die haben das meist nicht so mit hohen Frequenzen. 60°C bei Volllast sind aber okay.
Ich stelle mal den Link zu der originalen Spule von Coilcraft hier rein: https://www.coilcraft.com/ma5172.cfm Was von den Daten die da angegeben werden, für meine Anwendung gut ist und was schlecht kann ich nicht nachvollziehen. Das einzige wäre der Frequenzwert SRF min von 25.5 MHz. Denke diese Höhe sollte schon mindestens erreicht werden. Nur gibt es bei der Spule von Reichelt halt keine Vergleichsangaben... Es gibt auf der Internetseite von Coilcraft auch ein Farbbild der Spule. Allerdings ist die Farbe des Rings nicht so wirklich gut zu erkennen. Könnte Dunkelrot oder Braun sein. Danke an Alle noch mal.
tom schrieb: > stellt sich mir die Frage, ob das > Erwärmen der Spule im LC Filter am Ausgang normal ist, oder ob ich > einfach nur die falsche Spule habe? Gute Induktivitäten werden nicht heiß. Es gibt tolle gekapselte Induktivitäten. https://www.mouser.de/Passive-Components/Inductors-Chokes-Coils/Fixed-Inductors/Newest-Products/_/N-wpcz?P=1z0wricZ1z0wq5rZ1z0z7ymZ1yaf78b Zu spät gesehen: die MA5172-AE sollte nicht warm werden. mfg klaus
:
Bearbeitet durch User
Klaus R. schrieb: > Gute Induktivitäten werden nicht heiß. Hä? Hängt wohl immer von Strom und Frequenz ab. Bei Leitungsübertragern empfiehlt es sich sogar die nicht größer als notwendig zu dimmensionieren, damit die sich erwärmen. Die Kernverluste sinken dadurch. Nur zu weit darf man das nicht treiben.
tom schrieb: > Auch den Link zu Reichelt, mit meiner verwendeten Spule: > https://www.reichelt.de/ringkerndrosseln-tlc-10a-10-h-tlc-10a-10-p105596.html?r=1 Die einzige Angabe bei Fastron zu Frequenzen ist 1 kHz. Der Typ ist "Toroid Line Choke". Kannst Du ziemlich sicher nur für 50 Hz Netzfilter einsetzen. http://www.fastrongroup.com/toroid-line-chokes/tlc10a mfg klaus
:
Bearbeitet durch User
Nur mal als Anhaltspunkt als wir damals mit den IC von Tripath 2x500W gebastelt haben waren die Ringkerne ca. 8-10cm im Durchmesser.
Quatsch. Ich habe selber mit dem Tripath-ICs (TA3020) rumgebastelt, die Spulen hatten maximal 4cm für knapp 1kW (in Brückenschaltung), rot-schwarz. Glaube Micrometals TI106-2 mit etwa 30 Windungen wenn ich mich recht erinnere. Ich habe noch ein paar von den Ringkernen da. Die PWM-Frequenz von Tripath-ICs ging übrigens bis in den Mhz-Bereich.
Stephan schrieb: > Nur mal als Anhaltspunkt als wir damals mit den IC von Tripath 2x500W > gebastelt haben waren die Ringkerne ca. 8-10cm im Durchmesser. Den Coilkraft MA5173-AE habe ich im März 2016 für TAS5630 Verstärker gekauft. Das ist die 7 µH Variante. Der MA5172-AE hat 10 µH und dürfte genau passend sein. Es geht doch um den TPA3251? Dann siehe den Link Dir an. https://www.coilcraft.com/ma5172.cfm mfg klaus
Ben B. schrieb: > Die PWM-Frequenz von Tripath-ICs ging übrigens bis in den Mhz-Bereich. Da wären also eher kapazitätssarm gewickelte Ferritdrosseln mit Flachdrahtwicklung (Skin Effekt) angesagt statt der gemütlichen Netzfilterdrosseln.
Ben B. schrieb: > Spulen hatten maximal 4cm für knapp 1kW (in Brückenschaltung), > rot-schwarz. Glaube Micrometals TI106-2 mit etwa 30 Windungen wenn ich > mich recht erinnere unsere waren rot. Durchmesser war aber so.Ich komme Dir auf 8cm entgegen. 4 waren es sicher nicht. Ist ja auch schon lange her.
Gearde mal gestöbert. War wohl der Ta0104A. Die originalen Spulen waren aber zu knapp. Think bigger :-)) https://www.profusionplc.com/images/data-sheets/eb-ta0104.pdf
tom schrieb: > Ich stelle mal den Link zu der originalen Spule von Coilcraft hier rein: > https://www.coilcraft.com/ma5172.cfm > Was von den Daten die da angegeben werden, für meine Anwendung gut ist > und was schlecht kann ich nicht nachvollziehen. Die Drossel da ist deutlich besser als das Ding von Reichelt. Nicht nur daß der Kern offensichtlich ein anderes Material ist (es spricht vieles dafür, daß es Amidon #2 / rot ist) - auch der Sättigungsstrom ist mit 45A deutlich höher als die 10A für deine Entstördrossel. Den Abmessungen nach ist der Kern sogar eine Nummer kleiner, nämlich ein T106. Den hat auch Reichelt: https://www.reichelt.de/amidon-ringkern-t-106-2-p19956.html für 10µH brauchst du auf diesem Kern 27 Windungen. Grob überschlagen landest du mit diesem Kern und 27 Windungen bei 48A Sättigungsstrom. > Das einzige wäre der > Frequenzwert SRF min von 25.5 MHz. Denke diese Höhe sollte schon > mindestens erreicht werden. Die Eigenresonanzfrequenz hängt auch von der Bewicklung ab. Einlagig und möglichst gleichmäßig auf dem Kern verteilt gibt die besten Werte.
Nur ein Hinweis auf etwas, was ich irgendwann mal nebenbei mitbekommen habe: Leute hatten festgestellt, dass in einigen Verstärkern mit TPA3116 die Ausgangsspulen, selbst ohne Eingangssignal, sehr heiß wurden und bei anderen nicht. So wie ich das aufgeschnappt habe, lag es an einer falschen Modus/Sync-Beschaltung sowie nem voll aufgedrehten Eingangsverstärker, der dann am Rauschen war. Mal nach "TPA3316 hot coils" googlen ...
Angehängte Dateien:
-
inductor_cmp.png
88 KB
Es gibt doch so eine schöne Auflistung mit Drosseln für den TPA3251, dort werden mehr als 25 Spulen aufgeführt, die auch getestet wurden. Warum einen high-end Class-D wenn man dann an der falschen Stelle sparen will?
Angehängte Dateien:
-
Spulenvergleich.jpg
250 KB
Da so viele sich hier mit besten Wissen beteiligt haben, möchte ich noch die endgültige Lösung des Problems vorstellen. Habe in meiner Spulenkramkiste noch 2 Stück Ringkerne in Rot/Schwarz gefunden. Die sahen nicht nur sehr nach den vom Axel S. benannten T106-2 von Reichelt aus, sondern es sind auch die T106-2 von Reichelt. Hatte aber kein Kupferlackdraht in 1,0mm Durchmesser da, wie die originalen Spulen von Coilcraft haben. Hatte nur 1,2mm Kupferlackdraht hier. Habe jetzt 2 Spulen mal gewickelt, einbauen und testen können. (siehe Bild) Jetzt ist alles bestens! Den Rot/Schwarzen Kern den Axel S. vorgeschlagen hatte, ist genau das richtige Material. Die 1,2mm Durchmesser des Drahtes scheinen auch kein Problem darzustellen, denn 28 Windungen (mehr ging nicht drauf!) erreichen laut Messgerät 9,6uH. Also alles bestens! Die "Gelben" Spulen auf dem rechten Kanal werden wie vorher ca. 60 Grad warm und die selbst gewickelten Rot/schwarzen Spulen im rechten Kanal haben 28 Grad! Allerdings bei geringer Leistung. Jetzt kann ich ruhigen Gewissens noch 2 solcher Kerne für den anderen Kanal bei Reichelt bestellen und selber wickeln. Für die, die auch Spulen für einen solchen Class-D Verstärker brauchen, die T 106-2 von Reichelt sind OK! Wenn man selber wickelt bekommt man die Spulen auf jedenfalls zum halben Preis was die originalen gekostet hätten. Danke nochmals an alle die sich hier beteiligt haben. Wieder viel dabei gelernt! :-)
Wie schön, daß Du meinen Beitrag auch gelesen hast... Ebenfalls wieder viel dabei gelernt.
tom schrieb: > Die 1,2mm > Durchmesser des Drahtes scheinen auch kein Problem darzustellen, denn 28 > Windungen (mehr ging nicht drauf!) erreichen laut Messgerät 9,6uH. Wenn es um geringe Verluste geht, ist es absolut sinnvoll, den dicksten Draht zu nehmen, der noch auf den Kern paßt. So gesehen kannst du froh sein, daß du keinen 1.0mm Draht hattest. Noch ein kleines bißchen besser könnte es werden, wenn du mehrere dünne Drähte als Bündel wickelst. Prinzip HF-Litze. Damit umgehst du zum einen den Skineffekt und hast zum zweiten eine Erleichterung beim Wickeln. Ansonsten: schön daß ich helfen konnte. Und Danke für die Rückmeldung.
Axel S. schrieb: > Noch ein kleines bißchen besser > könnte es werden, wenn du mehrere dünne Drähte als Bündel wickelst. Da der Wickelraum dadurch nicht mehr wird, erhält man weniger Querschnitt. Und da der Strom durch die Induktivität integriert wird, ändert sich der Strom im Draht nur im niederfrequenten Bereich, und da brauchts keine HF-Litze. Fazit: Die Arbeit mit dem dicken Draht sollte man sich schon machen.
Der Beitrag ist zwar schon uralt, die Thematik aber nicht. Deshalb meine Gedanken dazu: Ich hab mal beim Mouser so reingeschaut was man da an Spulen so findet. Mir ist da Würth aufgefallen, die bieten da sehr feine Dinger an. Da gibt es 10µH Spulen mit maximalen DC Strömen von 46A etc. Wenn man in die Datenblätter reinschaut, sieht man, dass die Induktivität auch vom Strom abhängt. D.h. es entstehen schon Verzerrungen wenn die Spule anfängt in die Sättigung zu gehen (auch schon bei der Hälfte des maximalen Stroms). Wenn man also feine Class-D Chips von TI etc. verwenden will und die genannten schönen THD+N Werte von 0.003 oder darunter erreichen will, dann muss man auch wirklich eine Spule nehmen, die wenig Verluste hat und nicht so schnell in die Sättigung geht. Will man eine laute High-End Disko Beschallung haben, dann kommt man um diese hochwertigen Spulen einfach nicht drum rum. Da hat man niedrige Verluste und einen DC Widerstand von 1,2mOhm oder sogar darunter. Man sieht auch dass das nicht nur irgend ein Eisenkern und irgend ein Draht ist, sondern ein Flachdraht mit den Windungen nebeneinander und nicht übereinander. Das ist etwas, was man zuhause nicht mehr so einfach wickeln kann. Wenn wir jetzt einmal das Netzteil außen vor lassen, dann wird man sehen, dass die Spulen die teuersten Bauteile am ganzen Class-D Verstärker sind. Hier kann man sparen bzw. auch sehr viel Klangqualität wegschmeißen. Vielleicht gibt es eine Kompromisslösung: Zuerst mal eine fertige billige TPA3255 Endstufe um 50€ aus China ordern und später mal die Spule upgraden? Ich wünsche erbauliches und erfüllendes Basteln!
Thread beobachten
Seitenaufteilung abschaltenBitte melde dich an um einen Beitrag zu schreiben. Anmeldung ist kostenlos und dauert nur eine Minute.
Bestehender Account
Schon ein Account bei Google/GoogleMail? Keine Anmeldung erforderlich!
Mit Google-Account einloggen
Mit Google-Account einloggen
Noch kein Account? Hier anmelden.