Regelbares Netzteil/Low Noise

[raphael]

Hallo!

Für meine Audioelektronikexperimente (genauer für ein bestimmtes) suche ich ein Netzteil. Es soll folgende Eigenschaften haben:
Pri. 230V AC
Sek. 0-30V DC
Strom Sek. max 3.5A
Dabei soll die Spannung geregelt werden können. Bausätze oder entsprechende Schaltpläne kann man durchaus finden, Problem ist jetzt, das Ding soll zum einen so wenig Rauschen wie möglich erzeugen. Außerdem sollte es möglichst effizient sein, möchte keine großen Kühlkörper haben. Da würde sich ein Schaltnetzteil empfehlen, die sind aber bei meinen Anforderungen meist nich in der Spannung regelbar. Von Linear Technology gibt es ICs für Switched Mode Power Supplies, die Ultra Low Noise sind, deren Ausgangsspannung auch vaiable ist, allerdings habe ich anhand des Datenblattes noch nicht feststellen können, ob man sich vorher durch Bauteilewahl festlegt oder ob man damit wirklich ein regelbares Netzteil bauen kann.
Vielleicht hat ja einer von Euch einen guten Alternativvorschlag oder soetwas schonmal gebaut. Sind ja einige Elektronikpraktiker unter uns, ich bin leider eher der Theoretiker.

Gruß,

Raphael

[Frank S]

Der Regelbereich von 0-30V schließt eine vernünftige und gleichzeitig einfache SNT Schaltung jedenfalls aus. Für Spannungen von 5-30V wäre ein einfacher Sperrschwinger möglich.

Ich würde ein lineargeregeltes Netzteil bauen. Schalte die Sekundärwicklungen des Trafos in Abhängigkeit von der gewünschten Ausgangsspannung um damit die Verluste minimiert bleiben.

[raphael]

Hallo!

Danke für Deinen Hinweis. Habe mich mal umgesehen. Werde wohl einen Linearregler verwenden. Habe den LT1084 von Linear Technology im Auge, der kann bis zu 5A bei 30V und die Ausgangsspannung ist regelbar. Damit komme ich zwar nur bis 1.25V runter, aber das reicht auch. Alternativ gibt es auch noch den LT1083, der liefert 7.5A , die Beschaltung bleibt dabei gleich, wenn 5A also nicht reichen...
Wenn ich den Schaltplan gemacht habe, kann ich mich ja nochmal melden.

Raphael

P.S. Im Data Sheet zum LT1083 bzw. LT1084 ist auch eine Schaltung gezeigt, in der vor den Linearregler noch ein Switching Preregualtor gebaut wird, um die Effizienz zu steigern bzw. denn Leistungsverlust zuu verringern. Denke mal, daß ich das Ding mitbauen werde, dann brauch der Kühlkörper nicht so groß werden. Hoffe nur, daß sich das nicht negativ auf das Rauschen des Netzteils auswirkt.

[Maddin]

Hi raphael!

Habe den LT1083 hier in der 12V Version in Einsatz.
Das Teil ist Klasse, und damit der richtig heiß wird muss du schon einiges ziehen. Bei <2A nichtmal lauwarm, mit kleinem Kühlkörper.
Ich finde Franks Idee mit dem Schalten der Sekundärwicklung ziemlich gut. Das erspart Dir nen Schaltregler und du kannst die am Reg. verbratene Leistung in grenzen halten.

Gruß,
Maddin

[raphael]

Im Prinzip macht das genau die Switching Preregulator Schaltung von Linear Technology. Die Spannungsdifferenz über dem LT1083 wird konstant bei 1.7V gehalten => nur ein kleiner Kühlkörper notwendig.

Gruß,

Raphael

[Frank S]

Nuzr ist ein Schaltregler aufwendiger und weniger Betriebssicher als ein Umschalten der Trafowicklungen per Relais.

[raphael]

Aber das Relaisklacken entspricht nicht meinen LowNoise-Vorgaben. Warum haben alle immer so eine Vorliebe für Relais? Tsk. Du bist nicht zufällig Automatisierungstechniker?

Raphael

[Frank S]

Doch, Studienschwerpunkt Automatisierungstechnik / Embedded Control.

Das Klacken tritt ja nur beim einstellen der Spannung auf. Im eigentlichen Betrieb wird nicht geschaltet!

Das mit den Relais hat folgenden Grund:
Schaltet man z.B. zwischen Trafo und Gleichrichter die Wicklungsanzapfungen um, so lebt das Relais ewig. Kurzschlüsse sind ihm ebenso egal wie häufige Schaltvorgänge. Die Kontakte bleiben sauber und brennen auch in vielen Jahrzehnten kaum ab. Die galvanische Trennung ist automatisch gegeben. Schaltet man nach dem Gleichrichter zum Elko, so können auch Transistoren eingesetzt werden. Sinnvollerweise sieht man eine Strombegrenzung vor (Emitterwiderstand und Transistior von Basis der Schaltstufe nach masse) um die Transistoren vor Stromspitzen beim Schalten zu schützen. Nur mit Strombegrenzung arbeitet die schaltung zuverlässig. Die stromspitzen beim hochschalten der Spannung gehen sonst auch bei fetten Transistoren auf die Lebensdauer.

Ein Tiefsetzsteller ist im Prinzip Overkill für diese Anforderung.

[raphael]

Cool, richtig geraten. Mein Studienschwerpunkt ist Nachrichtentechnik, naja, und wir sind immer am "lästern" über unsere Autos, daß bei denen immer alles groß und laut sein muß, wenn die mit ihren Experimenten in der Maschinenhalle loslegen ist der Unibetrieb in den angrenzenden Räumen lahmgelegt.
Ne, mal im Ernst, das Netzteil soll in einem Amp-Projekt eingesetzt werden, noch befindet sich alles in der Design und Experimentierphase, allerdings wird über die Spannung die Lautstärke geregelt, weshalb das Klacken der Relais schon störend wäre, wer will schon Geklapper haben, wenn man am Lautstärkerregler dreht?

Gruß,

Raphael

[raphael]

Hallo nochmal!

Hat vielleicht jemand Informationen zu dem Trafo F-269U von Triad? Der wird in der von mir genannten Beispielapplikation eingesetzt, leider wird das Ding wohl nichtmehr hergestellt und es sind keine technischen Daten im Web zu finden.

Raphael

[Electra]

Ich verstehe nicht, wie mit der Versorgungsspannung die Lautstärke regeln kann. Von einer derartigen Möglichkeit habe ich noch nie gehört oder gelesen. Aber egal.

Eine andere Möglichkeit die Ausgangsspannung eines Trafos zu regeln ist der Austausch von den Gleichrichterdioden gegen Thyristoren. Mit Hilfe der Phasenschnittsteuerung wird dann der Elko immer so weit aufgeladen, dass man die mindest notwendige Differenzspannung beibehält. Damit die Sache sauber funktioniert, braucht man aber ein kleines Hilfsnetzteil für die Regelelektronik.

[sonicphil]

@electra:
der tac pcm verstärker funktioniert so. da wird einfach die netzteilspannung mit dem lautstärke regler eingestellt. die wird dann geschalten und danach integriert. das verändern der netzteilspannung vereinfacht die schalterei schon ein wenig.

-christian

[raphael]

Genau, sonicphil hat es erfaßt. Die Tacts arbeiten so. Im Prinzip läuft das bei allen Amps so, die mit dem Equibitverfahren arbeiten, es wird einfach die Versorgungsspannung für die Output Stage erhöht/erniedrigt. Mit ein Grund für die enorme Effizienz dieser Geräte. Allerdings kann man das Spiel nicht unendlich treiben, irgendwann ist Schluß, deshalb geht man folgenden Kompromiß ein (glaube auch bei den Tacts): Bis zu einer gewissen Lautstärke wird die Lautstärke per DSPRechnerei verringert, bei einem einfachen Digitalen Datenstrom kann man dies durch Bitshiften etc machen, dadurch verliert man aber an Auflösung, was bei sehr geringen Lautstärken aber nicht auffällt. Kommt man nun in den Bereich der normalen Zimmerlautstärke fährt man wieder mit voller Auflösung, reduziert jedoch die Versorgungsspannung, zum Bsp: 1V -35dB, 48V +3dB. Werden nun auch noch die +3dB überschritten (weil man vielleicht die ganze Straße Beschallen möchte) das Netzteil kann aber keine höhere Spannung mehr liefern, setzt wieder die digitale Rechnerei ein.
So, das war ein wenig ausführlich und gehört hier auch nicht wirklich her. In einzwei Monaten hoffe ich Euch berichten zu können, was in meiner "Küche" brutselt. Bisdahin möchte ich aber nicht über "ungelegte Eier" reden.


Raphael

[Frank S]

Man erweitert das Class H Prinzip: die Betriebsspannung wird mehrstufig geschaltet, z.B. in 5 Stufen.

Oder man nimmt eine PWM Schaltung die die Spannungen mit etwa 5V Abstand zur erwünschten Ausgangsspannung nachregelt. Die Spannungen versorgen eine Class AB Endstufe und die Einheit arbeitet höchst effizient. Crown hat diese Technik auch im Einsatz. Fortschrittlich, aufwendig, effizient mit excellentem Klang.

Obige Lösungen regeln die Spannungen nach der aktuell geforderten Ausgangsspannung nach. Dies ist wesentlich effizienter als eine grobe Vorwählung der Spannung per LS Poti.

Als einfache Realisierung im Hobbykeller würde ich die PWM als Hochsetzsteller auslegen. Die Kerne der Speicherdrosseln (Siemens/Infineon) gibt es beim Conrad und die Tabellen dazu sind im Netz verbreitet.

[raphael]

Ähm, wie meinst Du das genau? Soll das heißen, die Spannung wird durch die Schaltung passend eingestellt, aber wie regle ich dann die Lautstärke? Wird die Lautstärker z.Bsp. über ein Poti vom Hörer der Schaltung mitgeteilt und die macht daraus dann einen Mix aus Lautstärke zum Hören und der Lautstärke auf der CD (also obs jetzt gerade eine Piano oder eine Fortestelle ist)? Hast Du vielleicht einen Tip, wo man sich näher über die von Dir beschriebenen Prinzipien informieren kann? Also auf einem anspruchsvollen Niveau, nicht so ein Werbemüll? Bisher habe ich mich nur mit den Techniken von Tripath und dem Equibitverfahren von Tact/Texas Instruments anhand der Datenblätter etc. auseinandergesetzt. Diese Sachen sind aber alle eher etwas für den Homebereich, mit den TI-Sachen kommt man so bis 100W/ch, mit Tripath ist schon mehr möglich, trotzdem glaube ich, daß Crown wahrscheinlich noch besser geeignete Verfahren für den PA-Bereich verwendet, also Leistung pur gekoppelt mit hoher Effizienz.

Raphael

P.S. Stecke momentan mit meinem Netzteil fest, weil ich nichts über den Trafo rausfinden kann, habe Triad Magnetics in den USA und auch deren Vertretung in Deutschland schon angemailt, aber noch keine Rückmeldung. Mr. Google und diverse Datenbanken verraten auch nichts, außer, daß manche das Ding noch liefern können, es aber eigentlich obsolete ist.