SMPS voedingen

Bericht door **b_force** » vr 03 jul 2009, 0:39

Volgens mij heeft Jacco ook ooit een class-d ontwerp succesvol op een SMPS gedraaid, maar dat zal ik hem even moeten vragen.

Ik snap negatieve ervaringen niet helemaal wat betreft rimpel ed van schakelende voedingen. De schakel freq ligt namelijk veel en veel gunstiger.
Zegmaar rond de 65kHz ipv 100Hz!!!!!!

Nogmaals, je elco's (in feite lowpass filter) werken daarvoor vele malen effectiever. Dit klopt ook met de bevindingen die ik vandaag heb opgedaan en de theorie is ook te verifiëren met simulaties.
Dus hoe "men" er bij komt dat de ruis vele malen hoger ligt vind ik, volgens theorie, simulatie en praktijk, lariekoek. f=(2*Pi*R*C)^-1

Wat een nadeel zou kunnen zijn van een hoge(re) schakel freq is dat je veel sneller instabiliteit krijgt. Echter zijn er genoeg technieken en componenten tegenwoordig om dat zeer goed te krijgen. (denk bv een low-esr condensators en snelle diodes). Wat dat betreft zal een SMPS wellicht problemen geven in digitale circuits die rond deze hoge schakel freq werken. Audio zit daar niet eens in de buurt van.

50Hz (of 100Hz) van het lichtnet is eigenlijk gewoon een waardeloze freq om goed mee te kunnen werken als je gelijkspanning wilt hebben.

Overigens vallen de "kleine" condensators in SMPS voedingen ook wel mee. Degene die ik had had ruim 6600uF aan boord. Dat is ruim zat om alle klappen een op te vangen.

Pjotr · Bericht door **Pjotr** » vr 03 jul 2009, 9:32

Tssssja Bart, je voedt wel een 20W ampje met een voeding die 150W continue kan levern..........

Bericht door **b_force** » vr 03 jul 2009, 9:57

Pjotr schreef:
Tssssja Bart, je voedt wel een 20W ampje met een voeding die 150W continue kan levern..........

Nee ,dan heb je niet goed gelezen (of begrepen).

Ik heb in mijn vorige post gezegd dat ik TWEE voedingen had. Een van 24V en 6.5A en een kleinere voeding van 12V 4,2A.
Die laatste heb ik dus gebruikt voor mijn versterkertje.
Ik heb dus 2 x20W (nog iets meer) gevoed met 50W, daar is niks overdreven aan.

sterremuur · Bericht door **sterremuur** » vr 03 jul 2009, 10:22

De Meanwell van 24 volt 6.5 A ga ik vanmiddag bij Van Dijken ophalen.
Kost maar 39 euro en dan heb je een (bijna) 200 W voeding.
Deze sluit ik aan op het 2 x 100 W versterkertje van Sure Electronics dat ik gisteren heb ontvangen.
Deed het trouwens goed op twee in serie geschakelde gel-accu's.
Wat me wel opviel was een enorme storing op de FM-band als ik met de hand het koelplaatje aanraakte. Antennetje van de tuner hing er overigens vlak naast. Inblikken dus!

Pjotr · Bericht door **Pjotr** » vr 03 jul 2009, 19:15

b_force schreef:
Pjotr schreef:
Tssssja Bart, je voedt wel een 20W ampje met een voeding die 150W continue kan levern..........
Nee ,dan heb je niet goed gelezen (of begrepen).

Ik heb in mijn vorige post gezegd dat ik TWEE voedingen had. Een van 24V en 6.5A en een kleinere voeding van 12V 4,2A.
Die laatste heb ik dus gebruikt voor mijn versterkertje.
Ik heb dus 2 x20W (nog iets meer) gevoed met 50W, daar is niks overdreven aan.

Ok , ok

Wat je nog eens kunt doen is om de amp aan te sturen met bursts van zeg 10 kHz. Kijk dan een hoe de voeding reageert met de scoop. Als het goed is mag hij geen undershoot dan wel overshoot vertonen. Dan is het regelcircuit ok voor deze toepassing.

Bericht door **b_force** » vr 03 jul 2009, 22:49

Ik ken iemand die trouwens SMPS voedingen gebruikt voor stappenmotoren (met iets van 3Nm bij 1400 toeren pm, das niet niks) die flink worden mishandeld. (pieken van dik 10A !)

Als er iets echt een ramp is, is het wel het aansturen van motoren. De pieken die je daar bij krijgt zijn niet mis.
Daarbij hoesten motoren altijd gigantisch veel rommel terug op de voedingslijn.

Ook daar geven die Meanwell voedingen geen ene krimp. Grootste plus punt vond hij (en ik ook) dat de voedingsspanning zo gigantisch stabiel blijft. Op volle belasting zakt hij dus maximaal 5mV in. Met een trafo + elco's is dat wel anders. Daar heb je dat rond de 70-80% belasting de spanning al veel harder gaat inzakken.

Pjotr · Bericht door **Pjotr** » vr 03 jul 2009, 23:37

Ja, ja. stappenmotoren zijn geen versterkers, al maken ze ook herrie

Doe die meting maar eens die ik hiervoor voorstelde. Benieuwd naar het resultaat.

Bericht door **b_force** » vr 03 jul 2009, 23:43

Pjotr schreef:
Ja, ja. stappenmotoren zijn geen versterkers

Much worse than !!!

daniel · Bericht door **daniel** » za 04 jul 2009, 6:54

b_force schreef:
Pjotr schreef:
Ja, ja. stappenmotoren zijn geen versterkers
Much worse than !!!

mwa, hoeveel last zal een stappenmotor hebben van rimpel (AC!) op je voedingslijnen vergeleken met een versterker?

dat die voeding maar 5mV inzakt, zegt weinig. Dat zegt dat het regelsysteem voor DC goed werkt. Maar werkt het ook goed voor AC?

Chris_T · Bericht door **Chris_T** » za 04 jul 2009, 11:15

Ik moet zeggen dat mijn ervaringen met geschakelde voedingen ook niet al te best zijn, de schakelfrequentie van de adapters die ik heb gebruikt was nogal afhankelijk van de belasting.
Soms zo erg zelfs dat het in het hoorbare audiogebied kwam.
Nu zal het wel zo zijn dat de schakelfrequenties van die adaptertjes wat een de lage kant zullen hebben gezeten, maar ik neem aan dat het ook met voedingen die op 65kHz of meer schakelen ook gebeurd.
Klankmatig klonken ze ook voor geen meter, de muziek werd er heel hard en dynamiekloos van.

Een even groot probleem is de aarding ervan.
Deze voedingen moeten geaard worden anders zweeft de halve voedingspanning op de -.
Ik heb zo menig geluidskaartje naar de filestijnen geholpen voordat ik dit ontdekt had (adapters hadden nota bene geen aarde....).

Ook heb ik toen met een paar lineaire voedingen gespeeld die zwaar overgedimensioneerd waren (12V, 10A labvoeding voor een 2x15W versterkertje), maar daar klonk het ook niet lekker op.
Erg duf en dode muziek kwam ermee uit.

Persoonlijke conclusie van mij is dat de gewone trafo-gelijkrichter-elco voeding, goed gedimensioneerd echt het beste is voor muziek.
Rimpel is eigenlijk geen (hoorbaar) probleem omdat de gain van de versterkers toch relatief laag zijn (26dB zo'n beetje).
Enig onderdeel waar het wel kritisch is, is bij de voorversterker omdat de rimpel daar anders vrolijk in de eindtrap wordt meeversterkt.

Ik wil daarmee niet mijn kop in de grond steken, maar ben wel erg sceptisch geworden bij lineaire/geschakelde voedingen.

Edit:
Schiet me net te binnen dat dit bij Klasse A versterkers een heel ander verhaal kan worden, aangezien deze vrijwel een continue belasting vormen.

Pjotr · Bericht door **Pjotr** » za 04 jul 2009, 12:57

Hallo Sikalot.

Sikalot schreef:
.....................Klankmatig klonken ze ook voor geen meter, de muziek werd er heel hard en dynamiekloos van...............

Ja, dat is typisch het gevolg van het dynamisch gedrag van een geregelde voeding.

De regellus moet vrijwel 1e orde zijn wil dat goed gaan (of beter, klinken). Dat geldt zowel voor lineaire voedingen als voor geschakelde voedingen. Al is dat met een lineaire voeding wel makkelijker te realiseren.

Hypex heeft met de SMPS180 erg veel moeite gedaan om de problemen die jij omschrijft op te lossen. Bruno heeft daar erg zijn best op gedaan en het is ook niet voor niets dat het bijna een jaar langer heeft geduurd dan de bedoeling was voordat Hypex hem goed genoeg vond eer hem op de markt te brengen.

Bericht door **b_force** » za 04 jul 2009, 13:01

Ik ben dan erg benieuwd wat voor voedingen dat waren allemaal?

Want in feite staat die schakel freq volledig los van de belasting. Het is nmlk enkel een middel om zodat het principe van een trafo werkt. De belasting gaat dan volledig via de trafo.
Kijk ook in SMPS voedingen hebben je goedkoop rot spul dat niet geschikt is. Maargoed zulke dingen heb je ook bij lineaire voedingen. We moeten natuurlijk wel eerlijk blijven. Geen simpele adaptertjes vergelijken met ene goed gedimensioneerde lineaire voeding. Er zijn namelijk ook goed gedimensioneerde SMPS voedingen.

@ Daniel.
Dat de voedingslijn zo weinig in zakt zegt juist heel veel!!
Het zegt onder andere hoe stabiel de voeding is bij grote belastingen. Je hebt er nmlk niks aan als je opeens flink veel stroom hebt en je spanning zakt volledig in. Resultaat is flinke vervorming omdat je wel een bepaald amplitude wilt uitsturen, maar de voedingslijnen deze spanning niet meer hebben. Dit is minstens zo erg als wat rimpel.

Overigens was de rimpel redelijk gelijk aan wat ze bij Meanwell opgeven in de datasheet. Zo rond de 120mV volledig belast.
Met een extra laagdoorlaat filter er achter wordt dat uiteraard lager.

Pjotr · Bericht door **Pjotr** » za 04 jul 2009, 13:18

Hallo Bart,

Je lijkt wel een verkoper

Laat nu eerst een een burst-test zien van zo'n voeding. Gewoon hoe ie reageert op bursts van 10 KHz met een herhaalfrequentie van zeg 20 Hz. Hebben we tenminste iets concreets...

Was jij nou van meten is weten?

Bericht door **b_force** » za 04 jul 2009, 13:50

Ik ben zeker niet altijd voor meten is weten, aangezien meten niet altijd weten is, als je niet weet wat je meet

Daarom eerst altijd logisch beredeneren.

Ik probeer geen verkoper te zijn, maar ik merk gewoon dat er een hoop vooroordelen zijn van bepaald dingen, waarvan ik me afvraag of ze wel volledig eerlijk getest zijn. Het enige wat ik wil zeggen is dat een SMPS een prima alternatief kan zijn, zeker als je de prijzen er van bekijkt!
Ik snap niet dat SMPS voedingen al heel erg lang succesvol voor allerlei dingen gebruikt worden en dat iets simpels als audio versterken in eens te veel is.

Ik zal even kijken of ik een opstelling kan maken waar ik een lineaire trafo van 50W en die SMPS van 50W direct naast elkaar vergelijk. (beiden dus 12V).

cve · Bericht door **cve** » za 04 jul 2009, 22:53

Persoonlijke conclusie van mij is dat de gewone trafo-gelijkrichter-elco voeding, goed gedimensioneerd echt het beste is voor muziek.
Rimpel is eigenlijk geen (hoorbaar) probleem omdat de gain van de versterkers toch relatief laag zijn (26dB zo'n beetje).
Enig onderdeel waar het wel kritisch is, is bij de voorversterker omdat de rimpel daar anders vrolijk in de eindtrap wordt meeversterkt.

Ik wil daarmee niet mijn kop in de grond steken, maar ben wel erg sceptisch geworden bij lineaire/geschakelde voedingen.

Sluit helemaal aan bij mijn ervaringen. Nogmaals, ik geloof best dat de opzet van Hypex veel beter zal zijn, maar die van bijvoorbeeld Coldamp etc. zijn gehoormatig echt een ramp. Geschakelde voedingen zullen misschien in een aantal opzichten prima meten maar beter klinken doen ze niet. Blijkbaar spelen er ook nog andere zaken een rol, zoals wel vaker in onze hobby.
Een goede geschakelde voeding zal waarschijnlijk in de allereerste plaats dan ook specifiek voor audio toepassingen moeten zijn ontwerpen. Ik blijf dan ook nieuwsgierig naar de Hypex en de rest laat ik voorlopig links liggen.

Co

Bericht door **jeroen_d** » za 04 jul 2009, 23:23

b_force schreef:
Ik ben zeker niet altijd voor meten is weten, aangezien meten niet altijd weten is, als je niet weet wat je meet
Daarom eerst altijd logisch beredeneren.

Dus jij hebt beredeneerd dat de burst test die pjotr voorstelt geen probleem zal zijn? Waar deed je dat? Ik zag geen redenatie vanuit de stappenmotor test, behalve dat die worst case is, wat een onbewezen stelling is in de context van audio.

Daarnaast, elke engineer die een circuit heeft ontworpen op bepaald gedrag, gaat controleren via metingen of het ook echt doet wat je wilt. De test die pjotr voorstelt, is gericht op audiokwaliteit, lijkt me verstandig dus om uit te voeren.

Meten is weten en het lijkt me niet moeilijk om te begrijpen wat je in de test volgens pjotr aan het meten bent.

Bericht door **b_force** » za 04 jul 2009, 23:52

Jeroen, die opmerking sloeg enkel en alleen op de uitspraak "meten is weten". Verder had die opmerking op deze discussie geen enkele betekenis. (was een opmerking in het algemeen, vandaar de smilies)

Dus ik beweer, of beredeneer nog niks over de burst test.

Nogmaals, binnenkort ga ik eens kijken of ik een meting kan doen.

daniel · Bericht door **daniel** » zo 05 jul 2009, 11:08

b_force schreef:

@ Daniel.
Dat de voedingslijn zo weinig in zakt zegt juist heel veel!!
Het zegt onder andere hoe stabiel de voeding is bij grote belastingen. Je hebt er nmlk niks aan als je opeens flink veel stroom hebt en je spanning zakt volledig in. Resultaat is flinke vervorming omdat je wel een bepaald amplitude wilt uitsturen, maar de voedingslijnen deze spanning niet meer hebben. Dit is minstens zo erg als wat rimpel.

Overigens was de rimpel redelijk gelijk aan wat ze bij Meanwell opgeven in de datasheet. Zo rond de 120mV volledig belast.
Met een extra laagdoorlaat filter er achter wordt dat uiteraard lager.

De reden waarom die meting gesuggereerd wordt is juist omdat het inzakken niet alles zegt. De datasheet noch dc metingen geven hierin uitsluitsel.

De impact op de versterker van het inzakken van de DC of het verschijnen van een grote rimpel is anders. Daarvoor hoef je de amp niet tot clippen te laten komen. Inzakken van DC zorgt in het ergste geval voor wat minder gain, rimpel daarentegen voor vervorming.

Vergelijk het met de stabiliteit van een versterker. Daarbij gaat het ook niet om het DC gedrag. Dat wordt pas spannend met AC en niet-ohmse belastingen.

Bericht door **b_force** » zo 05 jul 2009, 12:23

Ehm maar als ik nog maar 30V aan voedingspanning over houdt ipv 40V, dan betekent het dat ik dus minder ver uit kan sturen.
De spanningsversterking blijft gewoon hetzelfde (die stel je nmlk in met een aantal weerstanden), dit betekent dat bij het zelfde ingangssignaal het signaal eerder gaat clippen omdat je nu nog maar tot 30V uit kan sturen ipv 40V.

Dit gedrag is met een simulatie zo te bekijken. Daar volgt ook uit dat de voedingsspanning die inzakt de vervorming als een gek omhoog schiet.

Ik zeg ook niet dat DC gedrag alles zegt, maar het zegt wel iets over de stabiliteit van de voeding en dus of de voedingsspanning gehandhaafd wordt en je dus niet last krijgt van het feit dat bij hetzelfde ingangssignaal je spanningsversterker opeens "teveel" versterkt, zodat het hele zooitje gaat clippen.

Mochten er overigens problemen zijn met rimpel/ruis van de voeding zelf (had ik niet) dan kun je die natuurlijk altijd nog met passieve netwerkje te lijf gaan. Op die manier krijg je de voeding ook compleet "stil".

Pjotr · Bericht door **Pjotr** » zo 05 jul 2009, 13:10

daniel schreef:
De impact op de versterker van het inzakken van de DC of het verschijnen van een grote rimpel is anders. Daarvoor hoef je de amp niet tot clippen te laten komen. Inzakken van DC zorgt in het ergste geval voor wat minder gain, rimpel daarentegen voor vervorming.

Om verwarring te voorkomen: Het gaat hier niet over de 100 Hz rimpel t.g.v. het lichtnet maar om signaal geïnduceerde variaties op de voedingsspanning.

Iedere versterker heeft een bepaalde PSSR (Power supply signal rejection). Soms is die heel goed zoals van de UcD's, soms ook heel slecht zoals van de Hiraga Le Monstre die ik lang geleden eens bouwde. Bij lage frequenties is ie meestal behoorlijk goed waardoor je geen last zult hebben van b.v. de netrimpel. Bij oplopende frequenties neemt de PSSR echter af. Vaak begint dat slechter worden al bij 100 Hz of nog lager.

Dat betekent dat variaties in de voedingsspanning t.g.v. het uitsturen van de versterker, terugkomen als vervorming in het uitgangssignaal. Met name in het middengebied en op hogere frequenties. Daarom is het zo belangrijk dat de voeding juist op hogere frequenties geen krimp geeft.

Geregelde voedingen hebben de nare eigenschap om op snelle belastingsvariaties nog al eens te reageren met overshoot of zelfs een gedempte trilling. Dat ziet er op de scoop uit als spikes. En nu juist die snelle spikes vind je weer gemakkelijk terug in het uitgangssignaal. Ze regelen dus wel perfect de DC maar doen dat beduidend minder op hogere frequenties. Daar moet dan weer de uitgangselco de variaties opvangen.

Bericht door **b_force** » zo 05 jul 2009, 13:15

Maar die spikes kun je toch gewoon wegfilteren? (zoals je zelf zegt met de elco)
Zeker als ze ergens op de 65kHz zitten. Dat probleem is dan toch opgelost?

Even vraagje over burst test (want daar ben ik niet zo thuis in namelijk).
Je spuigt gewoon als ingangsignaal van je versterker steeds een signaal van een bepaalde frequentie met een bepaalde tijdsduur ?

Pjotr · Bericht door **Pjotr** » zo 05 jul 2009, 13:22

Een burst maken: Men neme een 10 KHz sinus en schakelt die met 20 Hz aan en uit.

Met een (gratis) progje als Goldwave maak je dat met de equation editor vrij snel.

Bericht door **b_force** » zo 05 jul 2009, 13:33

Pjotr schreef:
Een burst maken: Men neme een 10 KHz sinus en schakelt die met 20 Hz aan en uit.

Met een (gratis) progje als Goldwave maak je dat met de equation editor vrij snel.

Daarvoor hebben we op school hele mooi sinus generators die dat volgens mij kunnen.
Anders kun je er twee in serie zetten

Pjotr · Bericht door **Pjotr** » zo 05 jul 2009, 13:56

Alsjeblieft: Hier een 2 minuten 10 kHz burst (@44.1 KHz mono wav)

Bericht door **b_force** » zo 05 jul 2009, 14:04

Oef, klinkt lekker door je koptelefoon

brrrrr

Ik zal even kijken of ik iets kan testen. Nu wil het wel zo zijn dat mijn vertrouwde Iiyama Vision Master Pro 452, helaas behoorlijk stoort.