Forum

Einloggen | Registrieren | RSS  

franky90(R)

27.11.2012,
19:58
 

Probleme mit Class-D-Audioverstärker / Digitalendstufe (Elektronik)

Hallo Zusammen,

ich möchte eine Class-D-Audioendstufe aufbauen (Prinzip: http://de.wikipedia.org/wiki/Digitalendstufe).

Der Verstärker funktioniert auch soweit, die Musik kommt aus dem Lautsprecher.

Jedoch nur bei kleinen Leistungen. Wenn ich die Leistung erhöhen möchte (durch aufdrehen der Lautstärke) geht dies bis zu einem gewissen grad gut und dann schaltet sich die Endstufe ab, obwohl noch lange nicht die Leistungsgrenze erreicht ist. Danach geht nichts mehr auch nicht nach einem aus und wieder einschalten der Versorgungsspannung.

Nach austauschen des Treibers ging die Schaltung wieder aber das Problem blieb (nach dem Lauterdrehen ging der Treiber wieder kaputt und musste getauscht werden). Somit vermute ich den Fehler beim Treiber.

Der Treiber IRS20957 den ich verwende hat eine interne Schutzfunktion gegen Überstrom und Unterspannung. Diese Schutzregelung tritt nach dem Fehlerfall permanent in Kraft und legt somit meine Endstufe lahm, obwohl kein Kurzschluss vorhanden ist.

Anbei habe ich noch meinen Schaltplan hinzugefügt. Nach meiner Endstufe kommt ein Tiefpass wie er oben im Prinzip gezeigt ist.

Ich weis absolut nicht wo mein Fehler ist, da ich mich beim Design an die Application Note (http://www.irf.com/technical-info/appnotes/an-1144.pdf) von IR gehalten habe.
Weiterhin habe ich mir noch dieses PDF zu rate gezogen: http://www.inductor.com/irf/iraudamp4a.pdf (Schaltplan auf S. 30)

Wie gesagt bei sehr kleinen Lautstärken (ungefähr die Lautstärke eines Handylautsprechers) funktioniert die Schaltung auch, jedoch sobald ich etwas lauter drehe geht der Treiber in den Fehlerfall. Eigentlich sollte die Endstufe 100W können.
Es muss irgendwas den Treiber zerstören, ich weis jedoch nicht was und woher das kommt.

Ich wäre sehr dankbar wenn mir jemand helfen könnte, ich habe absolut keine Idee woran es liegt.

Danke schon mal im vorraus :)

xy(R)

E-Mail

21.03.2020,
12:21

@ heinz blinn

Probleme mit Class-D-Audioverstärker / Digitalendstufe

» hallo und sevus zusammen ich ,gelernter Orgejbauer (electronic) habe mir
» angewöhnt ,grundzätzlich immer zwischen endstufe und lautsprecher einen
» ausgangselko und einen widerstend min.2,5 ohm ,je nach leistung 5-10 watt
» zu schalten.500mf bis 4700mf (muss doppelte betriebsspannung
» aushalten!!!)bei Class "d" für beide leitungen also plus und minus
» ausgangsleitung. der sinn- vestärker einschaltstrom und gleichstrom und
» spannungsspitzen vom lautsprecher vernhalten.man kann auch eine softstart
» electronic mit relais verwenden.. diese sache macht am krach nicht viel aus
» ,schützt aber den amp und den lautsprecher...

Und für diesen Unsinn musstest du einen 8 Jahre alten Thread ausgraben?

heinz blinn

E-Mail

21.03.2020,
12:00

@ heinz blinn

Probleme mit Class-D-Audioverstärker / Digitalendstufe

hallo und sevus zusammen ich ,gelernter Orgejbauer (electronic) habe mir angewöhnt ,grundzätzlich immer zwischen endstufe und lautsprecher einen ausgangselko und einen widerstend min.2,5 ohm ,je nach leistung 5-10 watt zu schalten.500mf bis 4700mf (muss doppelte betriebsspannung aushalten!!!)bei Class "d" für beide leitungen also plus und minus ausgangsleitung. der sinn- vestärker einschaltstrom und gleichstrom und spannungsspitzen vom lautsprecher vernhalten.man kann auch eine softstart electronic mit relais verwenden.. diese sache macht am krach nicht viel aus ,schützt aber den amp und den lautsprecher...

heinz blinn

E-Mail

21.03.2020,
11:47

@ franky90

Probleme mit Class-D-Audioverstärker / Digitalendstufe

» » Hallo Frankie90
» »
» » » Das mit den Kondensatoren habe ich schon einmal gelesen und werde es
» » mal
» » » ausprobieren.
» » » Welche Kondensatorgröße (Kapazität) wäre denn angemessen? Ich sehe
» auch
» » » oft dass mehrere parallel geschalten werden, ist dies Sinnvoll?
» »
» » Ja, das macht Sinn, weil oft der Stromanstieg schnell ist und trotzdem
» » hohe Pufferkapazität gefordert ist.
» »
» » Ich würde hier einen impulsfesten Polypropylen-Kondensator mit >= 4.7 uF
» » parallel zu zwei Low ESR Elko mit je 470 uF empfehlen, das müsste für
» eine
» » 100W Endstufe reichen.
» »
» » Mit vielen freundlichen Grüssen Thomas
»
» Hallo ich wollte nur sagen dass ich es mit den Kondensatoren ausprobiert
» habe und es wesentlich besser wurde vielen dank für dienen Rat :)

franky90(R)

07.12.2012,
06:10

@ Thomas Kuster

Probleme mit Class-D-Audioverstärker / Digitalendstufe

» Hallo Frankie90
»
» » Das mit den Kondensatoren habe ich schon einmal gelesen und werde es
» mal
» » ausprobieren.
» » Welche Kondensatorgröße (Kapazität) wäre denn angemessen? Ich sehe auch
» » oft dass mehrere parallel geschalten werden, ist dies Sinnvoll?
»
» Ja, das macht Sinn, weil oft der Stromanstieg schnell ist und trotzdem
» hohe Pufferkapazität gefordert ist.
»
» Ich würde hier einen impulsfesten Polypropylen-Kondensator mit >= 4.7 uF
» parallel zu zwei Low ESR Elko mit je 470 uF empfehlen, das müsste für eine
» 100W Endstufe reichen.
»
» Mit vielen freundlichen Grüssen Thomas

Hallo ich wollte nur sagen dass ich es mit den Kondensatoren ausprobiert habe und es wesentlich besser wurde vielen dank für dienen Rat :)

franky90(R)

29.11.2012,
15:12

@ Thomas Kuster

Probleme mit Class-D-Audioverstärker / Digitalendstufe

»
» Ja, das macht Sinn, weil oft der Stromanstieg schnell ist und trotzdem
» hohe Pufferkapazität gefordert ist.
»
» Ich würde hier einen impulsfesten Polypropylen-Kondensator mit >= 4.7 uF
» parallel zu zwei Low ESR Elko mit je 470 uF empfehlen, das müsste für eine
» 100W Endstufe reichen.
»
» Mit vielen freundlichen Grüssen Thomas

Vielen Dank für die wirklich kompetente Antwort :)
Ich werde es dann mal ausprobieren und hoffe dass mein problem beseitigt ist :)

Thomas Kuster

E-Mail

29.11.2012,
09:23

@ franky90

Probleme mit Class-D-Audioverstärker / Digitalendstufe

Hallo Frankie90

» Das mit den Kondensatoren habe ich schon einmal gelesen und werde es mal
» ausprobieren.
» Welche Kondensatorgröße (Kapazität) wäre denn angemessen? Ich sehe auch
» oft dass mehrere parallel geschalten werden, ist dies Sinnvoll?

Ja, das macht Sinn, weil oft der Stromanstieg schnell ist und trotzdem hohe Pufferkapazität gefordert ist.

Ich würde hier einen impulsfesten Polypropylen-Kondensator mit >= 4.7 uF parallel zu zwei Low ESR Elko mit je 470 uF empfehlen, das müsste für eine 100W Endstufe reichen.

Mit vielen freundlichen Grüssen Thomas

geralds(R)

Homepage E-Mail

Wien, AT,
29.11.2012,
09:19

@ Gerd

Probleme mit Class-D-Audioverstärker / Digitalendstufe

hi,

Der Fakir schläft gut auf einem Nagelbrett, fühlt
sich darauf sauwohl!!
So ists wohl, einen sauguten Verstärker mit Büroklammern
vollzuspicken.
Da werden die Nackenhaare Stahldraht hart... :-D
Hör dir das mal an! Kann ich nur empfehlen!
Frag den Inder, der weiß es!!!! :-P

Grüße
Gerald
---

--
...und täglich grüßt der PC:
"Drück' ENTER! :wink: Feigling!"

Gerd(R)

29.11.2012,
07:02

@ geralds

Probleme mit Class-D-Audioverstärker / Digitalendstufe

» 50µH entspricht etwa der Induktivität einer Büroklammer

Stark! Wo kann man solche Büroklammern kaufen?

Uns wo bekommt man so großes Papier, um diese überhaupt verwenden zu können ?!?!?

Hier hat sich jemand aber völlig verhauen.

Eine Kurzwellenspule mit 10 Windungen und Durchmesser 70mm hat gerade mal knapp 4µH

Eine Windung mit 1 Meter Durchmesser liegt ebenfalls in diesem Bereich...

--
Ein Tröpfchen Öl von Zeit zu Zeit
trägt vieles bei zur Haltbarkeit!

I got 14 channels of shit in the TV.... Pink Floyd

franky90(R)

28.11.2012,
22:02
(editiert von franky90
am 28.11.2012 um 22:05)


@ franky90

Probleme mit Class-D-Audioverstärker / Digitalendstufe

hier habe ich noch das Layout der Endstufe hinzugefügt

franky90(R)

28.11.2012,
21:48
(editiert von franky90
am 28.11.2012 um 21:48)


@ Thomas Kuster

Probleme mit Class-D-Audioverstärker / Digitalendstufe

» Hallo franky90
»
» hoffentlich has Du für D2/D4 keine 1N4004 verwendet ! Das sind langsame
» Netzgleichrichtdioden mit 1A Stromtragfähigkeit und haben nichts in einer
» D_Endstufe zu suchen. Zudem muss die Speisespannung mit einer Kombination
» von Wickelkondensator/Elko möglichst nahe bei den Endstufentransistoren
» abgestützt werden, weil sonst die Induktivität der Speisezuleitung zu
» Überspannung führt.
»
» Mit vielen freundlichen Grüssen Thomas

Nein das habe ich nicht, die Diode habe ich falsch in den Schaltplan gezeichnet, aber danke für den Hinweis ich werde es gleich im Schaltplan ändern :). Ich habe die BYV27-200 Diode verwendet, die glaube ich angemessen sind.

Das mit den Kondensatoren habe ich schon einmal gelesen und werde es mal ausprobieren.
Welche Kondensatorgröße (Kapazität) wäre denn angemessen? Ich sehe auch oft dass mehrere parallel geschalten werden, ist dies Sinnvoll?

franky90(R)

28.11.2012,
21:45
(editiert von franky90
am 28.11.2012 um 21:46)


@ geralds

Probleme mit Class-D-Audioverstärker / Digitalendstufe

» Du hast nur den Endstufenteil gepostet. - Wie ist der gesamte Verstärker?

» - vielleicht liegt der, liegen die Fehler schon da vorne.
» Hast auch Bilder vom Aubau, die du hier reinstellen kannst?

Meine PWM-Modulationsstufe ist genau so aufgebaut wie sie in der PDF ist. Diese sieht eigentlich ganz ordentlich aus. Wie du unten im Bild sehen kannst.


» Vorschlag auch:
» Zeichne bitte den Schaltplan sauber, so wie es sich gehört.
» li->re, oben->unten, -->> Funktionsgruppen
» Vermeide unnötige hinundher Kreuzungen, insb. durch Bauteile durch;
» 'igitt'.

ja das tut mir leid ich versuche den Schaltplan zu ändern :)

» --->
» Edit:
» Das sollte dir zu denken geben, ist ein Auszug aus deinem Pdf auf Seite
» 7.
»
»
»

Wie gesagt, da meine Modulation exakt aus den gleichen Bauelementen besteht wie in der PDF und die PWM (für mich zumindest) sauber aussieht, dürfte das Problem hier glaube ich auch nicht liegen.

» Ja, was ich in deiner Schaltung übersehen habe... Thomas
» hat es gesagt: die Dioden, 1N400x ... gehören dort nicht hin.
» Obwohl ich es eh indirekt sagte -- "Bauteile verwenden, die
» der Hersteller vorschlägt.- Nach der Applikationsschaltung
»
» Solche Dioden kannst bei Relais verwenden, oder bei
» Trafos zum Gleichrichten, aber nicht in HF- geschaltete Verstärker.

Ja die Dioden habe ich falsch in Eagle eingebunden, da ich diese zuerst nicht im Layout vorgesehen habe, und erst nachträglich auf die Platine gelötet habe. Ich habe die BYV27-200 verwendet, die glaube ich angemessen sind.

Thomas Kuster

E-Mail

28.11.2012,
08:39

@ franky90

Probleme mit Class-D-Audioverstärker / Digitalendstufe

Hallo franky90

hoffentlich has Du für D2/D4 keine 1N4004 verwendet ! Das sind langsame Netzgleichrichtdioden mit 1A Stromtragfähigkeit und haben nichts in einer D_Endstufe zu suchen. Zudem muss die Speisespannung mit einer Kombination von Wickelkondensator/Elko möglichst nahe bei den Endstufentransistoren abgestützt werden, weil sonst die Induktivität der Speisezuleitung zu Überspannung führt.

Mit vielen freundlichen Grüssen Thomas

geralds(R)

Homepage E-Mail

Wien, AT,
28.11.2012,
08:14
(editiert von geralds
am 28.11.2012 um 09:01)


@ franky90

Probleme mit Class-D-Audioverstärker / Digitalendstufe

----»
» Hm das habe ich mir auch schon gedacht, habe aber dieses pdf gefunden wo
» es jemand auf einer lochrasterplatine aufgebaut hat:
»
» http://www.widatec.com/CAE.pdf
»
» Da müssen doch die parasitären L und C's noch größer sein oder nicht?

-----
Ja und nein,

Sein Aufbau und Bauteilwahl und dessen Toleranzen machen auch viel aus.
Ein Lochraster ist sicher funktionell, aber nicht das Richtige für optimale Funktion.
Auf einer Seite im pdf hat er eh einen Ausschnitt gezeigt.
Naja, sind fette Lötpatzer, die die Drähte einhüllen.
Am Ende seiner Doku meinte er von einem guten Klang zu hören, welchen auch seine befragten bejahen.....
hmm,,,,, ist recht subjektiv; besonders dan
wie "zufrieden" er sich mit seiner Ausführung gibt.

ABER!!! Hochachtung! Echt und ehrlich! Es ist keine leichte Aufgabe.

Hast gute Messgeräte? -- ein schnelles Oszi, über 100MHZ,
dann kannst die HF-Transienten besser finden.

NF könnte, zB. alles ok sein, aber HF macht er zB. einen "Kurzen".
Schau mal mit dem Oskar, ob es irgendwo überschneidende Schaltflanken gibt, dort wo es nicht erlaubt ist zB.
Ein Strom-spike könnte sich dann ans Ende hin zu einem satten Spannung-Impuls herausmausern.
Eine PWM ist in der Modulation recht komplex und sehr dynamisch.
Da darf aber kein "Bit" abhauen.
Über- Unterschwinger der Signale, HF-Aufschlag auf dessen zu bereinigen.

Du hast nur den Endstufenteil gepostet. - Wie ist der gesamte Verstärker?
- vielleicht liegt der, liegen die Fehler schon da vorne.
Hast auch Bilder vom Aubau, die du hier reinstellen kannst?

Naja, leider gehts via Forum vorerst nur global.
Mehr Infos wären bitte von Vorteil. - ""Bauteiltoleranzen"" mit beachten
und entsprechende Massnahmen im Aufbau und Schaltplan durchführen.

Vorschlag auch:
Zeichne bitte den Schaltplan sauber, so wie es sich gehört.
li->re, oben->unten, -->> Funktionsgruppen
Vermeide unnötige hinundher Kreuzungen, insb. durch Bauteile durch; 'igitt'.

--->
Edit:
Das sollte dir zu denken geben, ist ein Auszug aus deinem Pdf auf Seite 7.




Ja, was ich in deiner Schaltung übersehen habe... Thomas
hat es gesagt: die Dioden, 1N400x ... gehören dort nicht hin.
Obwohl ich es eh indirekt sagte -- "Bauteile verwenden, die
der Hersteller vorschlägt.- Nach der Applikationsschaltung

Solche Dioden kannst bei Relais verwenden, oder bei
Trafos zum Gleichrichten, aber nicht in HF- geschaltete Verstärker.


Grüße
Gerald
---

--
...und täglich grüßt der PC:
"Drück' ENTER! :wink: Feigling!"

franky90(R)

28.11.2012,
07:06

@ geralds

Probleme mit Class-D-Audioverstärker / Digitalendstufe

» Hi,
»
» Also, ich nehme mal an, du hast exakt die angegebhhttp://www.widatec.com/CAE.pdfw.widatec.com/CAE.pdfnen Bauteile jemandder
» Applikation verwendet.
»
» -- Dann hast du ziemlich sicher ein anderes Print-Layout.
» Tja, dann hast schon eines der vielen Probleme. -- HF Richtlinien sind
» angesagt.
»
» Hakelig sind die Parasiten C; und auch die L's, verstreut auf dem Print,
» meist zwischen den Funktionsgruppen.
» Schau mal bei IRF auf Erfahrungsberichte. Vielleicht findest
» Richtungshinweise.
»
» Der Schaltplan ist in Bezug auf einen Class-D Amp. leider nur unzureichend
» aussagekräftig.
» Der Aufbau ist das Wichtigste.
» Der S-Plan ist sicher schon richtig, falls du dich an den Vorschlag von
» IRF gehalten hast.
»
» Grüße
» Gerald
» ---

Hm das habe ich mir auch schon gedacht, habe aber dieses pdf gefunden wo es jemand auf einer lochrasterplatine aufgebaut hat:

http://www.widatec.com/CAE.pdf

Da müssen doch die parasitären L und C's noch größer sein oder nicht?

geralds(R)

Homepage E-Mail

Wien, AT,
27.11.2012,
21:09
(editiert von geralds
am 27.11.2012 um 21:12)


@ franky90

Probleme mit Class-D-Audioverstärker / Digitalendstufe

» Hallo Zusammen,
»
» ich möchte eine Class-D-Audioendstufe aufbauen (Prinzip:
» http://de.wikipedia.org/wiki/Digitalendstufe).
»
» Der Verstärker funktioniert auch soweit, die Musik kommt aus dem
» Lautsprecher.
»
» Jedoch nur bei kleinen Leistungen. Wenn ich die Leistung erhöhen möchte
» (durch aufdrehen der Lautstärke) geht dies bis zu einem gewissen grad gut
» und dann schaltet sich die Endstufe ab, obwohl noch lange nicht die
» Leistungsgrenze erreicht ist. Danach geht nichts mehr auch nicht nach
» einem aus und wieder einschalten der Versorgungsspannung.
»
» Nach austauschen des Treibers ging die Schaltung wieder aber das Problem
» blieb (nach dem Lauterdrehen ging der Treiber wieder kaputt und musste
» getauscht werden). Somit vermute ich den Fehler beim Treiber.
»
» Der Treiber IRS20957 den ich verwende hat eine interne Schutzfunktion
» gegen Überstrom und Unterspannung. Diese Schutzregelung tritt nach dem
» Fehlerfall permanent in Kraft und legt somit meine Endstufe lahm, obwohl
» kein Kurzschluss vorhanden ist.
»
» Anbei habe ich noch meinen Schaltplan hinzugefügt. Nach meiner Endstufe
» kommt ein Tiefpass wie er oben im Prinzip gezeigt ist.
»
» Ich weis absolut nicht wo mein Fehler ist, da ich mich beim Design an die
» Application Note (http://www.irf.com/technical-info/appnotes/an-1144.pdf)
» von IR gehalten habe.
» Weiterhin habe ich mir noch dieses PDF zu rate gezogen:
» http://www.inductor.com/irf/iraudamp4a.pdf (Schaltplan auf S. 30)
»
» Wie gesagt bei sehr kleinen Lautstärken (ungefähr die Lautstärke eines
» Handylautsprechers) funktioniert die Schaltung auch, jedoch sobald ich
» etwas lauter drehe geht der Treiber in den Fehlerfall. Eigentlich sollte
» die Endstufe 100W können.
» Es muss irgendwas den Treiber zerstören, ich weis jedoch nicht was und
» woher das kommt.
»
» Ich wäre sehr dankbar wenn mir jemand helfen könnte, ich habe absolut
» keine Idee woran es liegt.
»
» Danke schon mal im vorraus :)
»
» .http://www.elektronik-kompendium.de/forum/upload/20121127195830.jpg

---
Hi,

Also, ich nehme mal an, du hast exakt die angegebenen Bauteile aus der Applikation verwendet.

-- Dann hast du ziemlich sicher ein anderes Print-Layout.
Tja, dann hast schon eines der vielen Probleme. -- HF Richtlinien sind angesagt.

Hakelig sind die Parasiten C; und auch die L's, verstreut auf dem Print, meist zwischen den Funktionsgruppen.
Schau mal bei IRF auf Erfahrungsberichte. Vielleicht findest Richtungshinweise.

Der Schaltplan ist in Bezug auf einen Class-D Amp. leider nur unzureichend aussagekräftig.
Der Aufbau ist das Wichtigste.
Der S-Plan ist sicher schon richtig, falls du dich an den Vorschlag von IRF gehalten hast.

Grüße
Gerald
---

--
...und täglich grüßt der PC:
"Drück' ENTER! :wink: Feigling!"