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Einseitige belastung von Class-D Endstufen

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  • PeterFW
    Registrierter Benutzer
    • 15.01.2013
    • 117

    Einseitige belastung von Class-D Endstufen

    Hallo!
    Heute hab ich mich mit jemandem Unterhalten, es ging darum eine Endstufe nur einseitig zu belasten. Also nur einen Kanal zu nutzen.
    Für mich ist eine Endstufe ersteinmal nur ein Kasten mit zwei getrennten variablen Spannungsquellen. Ich weiss wie solch eine Schaltung ausschaut, ich weiss was in soeiner Schaltung drinn ist und wie sie funktioniert.
    Also sage ich leichtsinnig "Natürlich kannst du nur einen Kanal belasten." weil mir nicht einfallen würde was elektrisch/schaltungstechnisch dagegen sprechen würde.
    Ersteinmal ging es nur um eine klassische, diskret aufgebaute Endstufe mit Ringtrato aber als dann festgestellt wurde das es sich doch um eine Class-D mit Schaltnetzteil handelt wurd mir gesagt, das man diese nicht einseitig belasten darf da sonst das Netzteil überlastet und stirbt.
    Nach kurzem nachdenken wie eine Class-D Stufe aufgebaut ist (ich hab mich schonmal tiefer mit der Theorie befasst, zwar nicht ganz verinnerlicht aber ich denke schon ich hab verstanden wie die funktionieren) habe ich behauptet das das doch auch egal sein sollte, mit dem Blockschaltbild einer Class-D Stufe vor dem Geistigem Auge und den anforderungen an das Netzteil speziell im bezug auf den Leerlauf im Hinterkopf.
    "Kannst mir glauben, das hab ich schon öfters gesehen." war die Antwort ohne es erklären zu können.

    Nun könnte ich wilde Dinge aus grauer Vorzeit aus der Schublade holen mit denen ich das erklären könnte aber ich kann mir nicht vorstellen warum das bei einer ~2010 auf den Markt gekommen Enstufe so sein sollte.
    Erleuchtet mich bitte!

    Grüße,
    Peter
  • Violoncello
    Registrierter Benutzer
    • 11.07.2010
    • 641

    #2
    Eine mögliche Erklärung:

    Aus: http://www.irf.com/technical-info/re...iraudamp7d.pdf Seite 26
    Bus Pumping
    When the IRAUDAMP7D is running in the stereo mode, bus pumping effect takes place with low frequency high output. Since the energy flowing in the Class D switching stage is bi-directional, there is a period where the Class D amplifier feeds energy back to the power supply. The majority of the energy flowing back to the supply is from the energy stored in the inductor in the output LPF. Usually, the power supply has no way to absorb the energy coming back from the load. Consequently the bus voltage is pumped up, creating bus voltage fluctuations.
    [...]
    One of the
    easiest counter measures of bus pumping is to drive both of the channels in a stereo configuration out-of-phase so that one channel consumes the energy
    flow from the other and does not return it to the power supply.
    [...]
    There is no bus pumping effect in full bridge mode.
    Zusammengefasst: Class-D-Stereo-Endstufen in durchdachter Beschaltung werden so verkabelt, dass eine der Endstufen ein- und ausgangsseitig invertiert angeschlossen wird. So wird Bus Pumping bei niedrigen Frequenzen verhindert, welches letztlich zur Zerstörung führen kann.
    Wird nur ein Kanal betrieben, ist die invertierte Beschaltung natürlich für die Katz.

    Bei kleiner Belastung egal, bei starker Belastung je nach Netzteil aber sicherlich relevant. Moderne Chips haben aber schätze ich auch entsprechende Schutzschaltungen verbaut.

    Kommentar

    • PeterFW
      Registrierter Benutzer
      • 15.01.2013
      • 117

      #3
      Zitat von Violoncello Beitrag anzeigen
      Eine mögliche Erklärung:
      Aus: http://www.irf.com/technical-info/re...iraudamp7d.pdf Seite 26
      Zusammengefasst: Class-D-Stereo-Endstufen in durchdachter Beschaltung werden so verkabelt, dass eine der Endstufen ein- und ausgangsseitig invertiert angeschlossen wird. So wird Bus Pumping bei niedrigen Frequenzen verhindert, welches letztlich zur Zerstörung führen kann.
      Ah! Danke, bus pumping war das Wort das ich brauchte um Google zu überreden mir weiter zu helfen.
      Da gibt es gleich massenweise Informationen. Bei Analog, IRF, und EETimes gibt es sehr schöne erklärungen zu dem Thema.
      Gut zu wissen warum und wie das passiert.

      Bei einem Verstärker mit einer full h bridge ist es also kein problem und je schlechter eine Enstufe half h bridge gebaut ist, desto stärker ist das problem vorhanden bei niedrigen frequenzen.
      Sehr interessant, schön wieder was gelernt zu haben

      Grüße,
      Peter

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