Class D Amp Projekt AT_XA_2000

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Autor
Class D Amp Projekt AT_XA_2000

    







BID = 65880

jmibk

Gesprächig



Beiträge: 143
 

  


Class D könnte die Technik der Zukunft sein und so hab ich mich entschlossen, eine 1x 2000 W RMS Endstufe (an 4 Ohm Lasten) und 2 Ohm Stabilität in Class D Technik aufzubauen.

Nun hab ich vor, das Ding neben den berechnungen auch aufzubauen - aber nicht einfach so sondern high end im 1HE 19'' Gehäuse. (wenns nicht ausgeht dann halt 2HE).

Wer lust hat kann sich ja am Projekt beteiligen oder seinen senf dazu loswerden, wenns nützliche tipps und hinweise sind.

Also hier mal die Zieldaten, wo das ding dann aufweisen soll:
Leistungen:
1x 1000W RMS @ 8 Ohm
1x 2000W RMS @ 4 Ohm
1x 2000W RMS @ 2 Ohm (Power Reduction Active)
Frequenzgang: 10Hz bis 25kHz
Verzerrung: <0,05%
Rausch/Nutzssignalabstand: >100dB

Und nun die Technik:
Class D läuft im allgemeinen per PWM ab. Das heißt, ich muss das Audiosignal oft genug abtasten und daraus ein PWM Signal basteln. Das geht so, indem man ein Dreiecksignal mit 1,4Vpp nimmt und dann das Audiosiganl mit dem Dreieck per Comparator vergleicht und schon hat man sein PWM Signal.
Alle Bauteile und die Platine sowie die Verbindungen hier müssen wirklich ausgeklügelt und gut sein, damit man die hoch angesetzten Daten erreicht (erfahrungen vorhanden).
Dann noch einen Gate Treiber IC wie der IR2110 für SingleBridge Betrieb oder zwei dieser Treiber für H Bridge Betrieb der Endstufe. An das Teil noch FET's dran und ab durch die nacht mit Power ohne Ende... wer weniger leistung will einfach die betriebsspannunng der endstufe runterdrehen, das wars.

Dokumentiere demnächst hier die PWM schaltung...

BID = 65921

st0ne

Schriftsteller



Beiträge: 586
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hi,

also ich hab hier im forum schon mal einen schaltplan raufgladen für einen class-D der ca. 900W RMS an 8 Ohm bringt, ist konventionell aufgebaut, dh. einfach comperator und brückenschaltung am ende (einfach gsagt)

hätte auch sehr interesse dafür, weil ich mir so ein teil fürs auto bauen will, entsprechende schaltnetzteile sind schon in berechnung

ich hätte halt vorghabt den schaltplan von mir etwas umdesignen so das er 4Ohm oder sogar 2 Ohm stabil wird... wären ja nur kleinigkeiten (andere fets, überstromabschaltung...)

die endstufe wird mit 156V DC betrieben und ist eine H-Brücke mit 2stk. IRF2110, schaltfrequenz ist mit 260khz auch gut, also ideal eigentlich

naja, würde mich dem projekt auf jeden fall gerne anschließen :)

BID = 65947

Ypsilon

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Beiträge: 72
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Hallo!

Habt ihr vielleicht eine Schaltung von so einem Schaltnetzteil fürs Auto? Suche schon lange danach, aber hab noch keines gefunden, was über eine Leistung von ein paar 100Watt geht!!

Hätte nämlich auch vor, fürs Auto einen Class-D verstärker zu bauen, mir fehlt aber leider noch die Versorgungsspannung!

mfg Y

BID = 65949

st0ne

Schriftsteller



Beiträge: 586
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hi,

schaltplan noch nicht, aber kommt bald... werde wahrscheinlich 2stk. schaltnetzteile paralell schalten, für ca. 1kW RMS leistung bzw. mehr... mal schaun wie sichs ausgeht...

gehäuse hab ich schon, hab mir bei ebay ein altes verstärkergehäuse (groß) von einem defekten autoamp ersteigert, da versuch ich alles reinzubauen


gruß st0ne

BID = 65963

jmibk

Gesprächig



Beiträge: 143

@st0ne:
Schaltnetzteil? also 230V -> +- Irgendwas oder ein 12V DC auf +- Irgendwas netzteil?
Ich will für die Endstufe ein 230V -> irgendwas schaltnetzteil bauen, das nicht höher als 35mm hoch ist (mit platine). Das Autonetzteil von 12V aufwärts ist weniger problem - ich such dann mal den schaltplan für so ein ding. Hab schon ein 1500 Watt Netzteil für ein auto gebaut, da müssten die schematics noch herum sein.

Aber ich kann euch mal kurz erklären, wie so ein ding ungefähr abläuft. es gibt da zwei typen, die einen die aus dem übertragenen Nutzsignal die Spannung rauftransformieren (Sinusähnlich) und die billigeren, die einfach ein Rechtecksignal in den übertrager schalten und aus den dadurch entstehenden Spannungsspitzen die Ausgangsspannung erzeugen, was aber sehr ungenau ist, da sich die spitzen unter belastung ändern.
Meine vor 5 jahren gebaute schaltung funktioniert per PWM, ähnlich wie die endstufe selbst. Die ausgangsspannung wird dann rückgekoppelt und steuert das PWM Signal, sodass das ganze wie eine spannungsstabilisierung funktioniert.
Klingt kompliziert, ist kompliziert aber es ist machbar, ich habs auch zusammengebracht.
Die superbillig varianten arbeiten mit einem NE555, klingt unglaublich ist aber so, hab ja geschrieben 'billig' ;-).

Kannst du den Link hier posten zu deiner schaltung?

2 Ohm stabilität ist kein problem - bei keiner Endstufe. Bei Class D ist der Verlust an Leistung sehr gering und der strom ist für die meisten FET's kein problem.

Den Strom kann man sich ausrechnen... 1000 Watt RMS an 4 Ohm und 2 Ohm stabil:
P(RMS)=1000W => P(SPITZE)=P(RMS)*SQR(2)=1414,21W
U(AUS)=SQR(P(SPITZE)*RL(NOMINAL))=SQR(1414,21*4)=75,2Vp
I(AUS)=U(AUS)/RL(NOMINAL)=75,2 / 4 = 18,8A
Der Strom bei 2 Ohm ist dann ~40A

Was wäre, wenn man da als Schaltelement den FB180SA10 (IR Fet von COnrad um 35,99€ bei uns) nehmen würde?
VDSS=100V
RDSON=0,0065
ID=180A

bei dem wär auch eine 1 Ohm stabilität kein problem und die kurzschlusssicherung kann man auch weglassen, weil das netzteil vorher aufgibt. aber wenn wer schon eine kurzschlussicherung haben will, kann man ja eine machen.
Bei FET's ist man allgemein bei Conrad am besten dran, wenns um IR FET's geht.

Warum geht ihr nicht her und baut ins auto einfach eine 1HE 19'' Rackstufe ein, mit 20cm Tiefe, die schaut optisch sicher besser aus. Audiobahn bietet so teile an, nur halt mit LEistungen der DIGAM Serie von Powersoft. Sowas hätt ich vor zu bauen nur mit weniger leistung, weil 2x 3kW RMS an 2 Ohm sind zuviel *gg*, obwohl für 3500€ isses ok, wenn man denkt, was man für autoendstufen so hinblättert.

ALso eines kann ich euch jetzt schon sagen, dieses Projekt ist nicht mein erstes CLASS D projekt, nur das erste mit so einer leistung und alle gehen perfektest und der preis ist nichtmal 1/5 des normalen verkaufspreises.

BID = 65967

st0ne

Schriftsteller



Beiträge: 586
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also, im moment designe ich gerade ein 1kw bis 1,5kw schaltnetzteil für die nachrüstung eines pa-verstärkers...
230V -> ca. +-90V das design ist eigentlich fertig, muss nur noch den schaltplan im eagle zeichnen und routen... dauert noch...

als nächstes projekt steht für mein auto ein digitalverstärker an, da ich 2 PA-Lautsprecher ins auto bauen will, und die normalerweise 8 Ohm impedanz haben, brauche ich einen verstärker der genug leistunga auf 4Ohm treibt
aja, ich will die pa-lautsprecher nicht einbaun weil ichs besonders laut haben will oder SPL wettbewerbe gewinnen will, sondern weil ich gscheiten kickbass haben will, und der geht halt mal nur mit PA-Woofern gscheit, die autobilligteile haben alle so eine megaschwere membran...
ich überlege mir sogar ein kleines horn stattdessen einzubauen, aber das muss ich noch testen wie sowas im auto klingt, bzw. ob es weit genug runter reicht vom frequenzgang...

für den digitalverstärker wird in folge dann ein schaltnetzteil fürs auto designt... 12V -> 130V oder je nachdem was ich dann brauch...

hier der link mit dem schaltplan:
https://forum.electronicwerkstatt.d.....8.zip

gruß st0ne

BID = 65968

st0ne

Schriftsteller



Beiträge: 586
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hmm,

ich weiß nicht ob du dir die auswahl des fets nicht ein bischen einfach machst... überleg mal, das teil schaltet mit ca. 250khz, da musst du auf tr, tf und C_oss schauen, und die verluste ausrechnen...
weiters musst du mal bei dem fet auf die SOA schauen... dieses teil schafft bei 100V grade mal noch 9A für 10ms ...
nur weil das teil 180A bei 2-3V Uds schafft..

also ich glaube das dir dieser FET schön abrauchen wird wenn du ihn für diese große endstufe nimmst

in meiner 1kW endstufe ist im moment der BUZ30A drinnen, wird sicher noch gegen einen stärkeren ausgeauscht, aber es ist nicht so einfach einen zu finden, wenn man die oben genannten parameter beachten muss


gruß st0ne

BID = 66026

jmibk

Gesprächig



Beiträge: 143

*gg*, ich glaube ich hab da einen fast gleich kranken gefunden wie ich es bin - PA im Auto ;-).

könnt ich für das Schaltnetzteil dann den schaltplan haben, wenn es funzt. hast du da berechnungsunterlagen oder sowas, weil meine rauchen nach 10 min immer ab.

Der 180A Fet ist mal eine Vorauswahl - kaufen, SafetyOperationArea testen und dann entscheiden. einen anderen bestellen kann man ja immernoch ;-).

Geld spielt da weniger eine rolle, funktionieren muss es und zwar so wie man es haben will.

BID = 66041

st0ne

Schriftsteller



Beiträge: 586
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hehe, sobald der schaltplan fertig ist stell ich ihn eh online

tja, pa im auto ist halt des einzig wahre... gibt halt den klang so wieder wie es soll, ned so wie die car-hifi teile die wenn man zb. a frequenz von 50hz ausgibt, noch 100 andere oberwellen dazukommen
aber hochtonhörner bau ich mir ned ein, des killt mir ja die ohren

naja, im datenblatt steht eh die kennlinie der SOA, da kann man schon mal besser vorselektieren, dann kann man immer noch testen welcher fet besser geht, spaart man sich auch ein bischen was, 39,90 ist immerhin nicht gerade recht billig

BID = 66059

jmibk

Gesprächig



Beiträge: 143

kann man ja direkt beim hersteller als sample bestellen, solang mans nicht jede woche mal macht, geht das recht gut.

BID = 66062

st0ne

Schriftsteller



Beiträge: 586
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dh. du wartest immer eine woche oder länger auf das sample vom hersteller das du dann verheizt weils die SOA nicht passt, als das du lieber ein paar datenblätter durchschaust?
das durchschaun würde auf jeden fall entwicklungszeit spaaren ausser du hast es nicht eilig damit

BID = 66097

chilla

Schreibmaschine



Beiträge: 1403
Wohnort: von hier zwei mal rechts und dann zwei mal links

hi, ich verfolg das mal interessiert, (siehe anderen Thread über Class-D-Amp).

mein Senf zu der Sache:

Zitat :
Frequenzgang: 10Hz bis 25kHz
Verzerrung: <0,05%
Rausch/Nutzssignalabstand: >100dB


einen D-Amp mit solchen Daten hab ich noch nirgends gesehen!!

wenn du diese Daten hinkriegst, bist du wahrscheinlich in kürzerster Zeit Multimilliardär...

sonst ist wohl alles Machbar.

und stOne hat auch recht:
es wird nicht einfach werden, richtige FETs zu bekommen geschweige denn zu bezahlen..

ich will ja nicht schawarzmalerisch sein, aber ich weiss ja nicht, wieviel du schon auf diesem Gebiet gearbeitet hast.

ich bin jedenfalls gespannt.

mfg CHillA

_________________
Wenn man erst einmal die Sache verstanden hat, kapiert man auch, wies im Handbuch gemeint war.

Haftungsausschluß:
Bei obigem Beitrag handelt es sich um meine private Meinung.
Rechtsansprüche dürfen aus deren Anwendung nicht abgeleitet wer

BID = 66249

jmibk

Gesprächig



Beiträge: 143

beim Klirrfaktor gibt es kleine Probleme, dass wir den nur bei bis zu 10 Watt unter 0,05% halten können. Bei vollast geht der gegen 0,6%, da hast recht. is ja nicht dagestanden wann der das hat (sollte man dazuschreiben).
Aber wie erwähnt ist das ganze noch im Entwicklungsstadium.

Dafür ist mir die Idee grad geschossen, das ganze über den PC und einer Bedieneinheit am Amp zu regeln (erste Tests verliefen erfolgreich!).

Hier das Programm, das die ENdstufe steuern soll:
(Funktioniert nur mit dem USB Interface der Stufe, muss Installiert sein - dient ja nur zur Ansicht):
http://members.chello.at/mikejuen/XT_Amp_Control.exe

Das mit dem THD wird sich warscheinlich dann so bei 0,5% einpendeln, mehr wird nicht drin sein, da hast du schon recht.


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