Schakelende voeding (SMPS) voor buizenversterkers.

De rest......
(streaming-/computeraudio graag in de daarvoor aangewezen forumgroep)

Moderators: Barry2001, Beheerdersteam

Gebruikersavatar
mtb
Berichten: 1299
Lid geworden op: ma 29 dec 2008, 16:44
Locatie: Zoetermeer
Contacteer:

Schakelende voeding (SMPS) voor buizenversterkers.

Bericht door mtb »

Ik heb daar al eerder over geschreven, zie o.a. http://forum.zelfbouwaudio.nl/viewtopic.php?f=7&t=23597 (zie daar de bijlage's voor de theorie), maar het principe volgens http://forum.zelfbouwaudio.nl/viewtopic.php?f=8&t=22986 is beter geschikt:
STP.PNG
Als voorbeeld nemen we een EL84-versterker, maar je kan het ook voor andere versterkers aanpassen.
Willy's versterker heeft 4xEL84 en 4xECC83 met een Vh (in serie) van 12V6 bij 2A1 in stereo, dus een warme Rh van 6Ω en 26W.
De stereo-anode-belasting bij ca. 300Va is 0A2, dus 60W en de nominale Ra=1k5Ω.
Totaal hebben we dus met verliezen 100W nodig en gebruiken we een goedkope standaard 115V-scheidingstrafo
Die leveren een hogere open-spanning om de vrij hoge inwendige weerstand (Rser) te compenseren bij nominale belasting, zie http://forum.zelfbouwaudio.nl/viewtopic ... &start=100.
De Rser wordt na gelijkrichting en afvlakking anders (=Ri) dan die bij AC-belasting,
De Va is een boost-converter met in CCM (lees eerst de theorie, voordat je reageert!) een overdracht van Va=Vi/(1-D) en dus D=1-Vi/Va=1-150/300=50%, omdat je ca. 150Vi overhoudt bij nominale belasting en de laagste netspanning.
De Vh is een fly-back-converter met een overdracht van Vh=Vi*D/((1-D)*n) en n=11 bij een duty-cycle van 50% voor 12V6.
Dat klopt dus allemaal wel goed met de simulatie en de spoel/trafo is zo gekozen, dat ie bij nominale belasting nog in CCM zit, de spoel loopt dan per periode niet leeg, wat voor minder EMI zorgt.
We gaan Vh (en/of Va) regelen met een PWM-IC'tje, dus wordt vervolgd.
Gebruikersavatar
Willy_61
Berichten: 1883
Lid geworden op: di 05 aug 2014, 12:51
Locatie: Mol, België

Re: Schakelende voeding (SMPS) voor buizenversterkers.

Bericht door Willy_61 »

Michiel, kan je me de volgende keer de LtSpice-asc.file even mee posten?
Gebruikersavatar
mtb
Berichten: 1299
Lid geworden op: ma 29 dec 2008, 16:44
Locatie: Zoetermeer
Contacteer:

Re: Schakelende voeding (SMPS) voor buizenversterkers.

Bericht door mtb »

Ik was te optimistisch met de Ri van de 100VA-trafo.
De Rser (bij wisselstroom) wordt Rs+Rp/n² en volgens Willy's metingen (zonder bij te wikkelen!) is Rs 7Ω bij 129V, Rp=23Ω en n²=(231V/129V)²=3,21, dus Rser=14Ω2.
Vanwege de piekstromen door Rser wordt de gelijkstroom Ri ca. 4x hoger:
STPa.PNG
Ri=(180V-143V)/642mA=58Ω en er gaat 16W verloren in de trafo bij een belasting van 90W en het rendement is dus 85%.
Dat moet wel beter kunnen met bijv. een 200VA-trafo, maar die zal wel meer rustvermogen trekken.
Sjieker lijkt me PFC, want dan lopen er geen piekstromen door de trafo.
Bijlagen
STP.ZIP
(2.2 KiB) 59 keer gedownload
Gebruikersavatar
mtb
Berichten: 1299
Lid geworden op: ma 29 dec 2008, 16:44
Locatie: Zoetermeer
Contacteer:

Re: Schakelende voeding (SMPS) voor buizenversterkers.

Bericht door mtb »

Het maximale rendement wordt bereikt bij een ohmse wisselstroombelasting (dus zonder piekstromen).
Voor de 100VA-115V-trafo met een Rser van 14Ω2, wordt de stroom 100W/115V=0A87 en het verlies dus I².Rser=11W en het rendement 100/111=90%.
Dat zou met PFC ook bijna haalbaar moeten zijn, maar dat valt in de simulatie wel tegen en het simuleren schiet ook niet op, dus iets om later nog eens te proberen.
Met een gewone UC3843 gaat het ook goed:
STP3.PNG
Ik heb voor de netfrequentie 500Hz genomen, om de simulatie te versnellen, bij 50Hz moet je C1 10x groter nemen voor hetzelfde resultaat.
C2 en C3 kunnen ook groter voor minder rimpel, maar zo zie je nog iets.
Om de schakelverliezen te beperken, schakelen we met 50kHz en er gaat ca. 2W verloren in T1, maar de gate-sturing kan wel beter.
Bijlagen
STP3.zip
(1.87 KiB) 60 keer gedownload
Gebruikersavatar
mtb
Berichten: 1299
Lid geworden op: ma 29 dec 2008, 16:44
Locatie: Zoetermeer
Contacteer:

Re: Schakelende voeding (SMPS) voor buizenversterkers.

Bericht door mtb »

Ik heb de schakeling aangepast, zodat ie ruim 300Va levert bij 12,6Vh en er minder dan 1W in T1 verloren gaat:
STP3a.PNG
Als je voor R1 een potmeter neemt, kan je de spanning instellen, want met een lagere gaat het ook goed en heb je minder verliezen.
In het blauw staan goedkope alternatieven van bijv. https://www.eoo-bv.nl/.
Bijlagen
STP3a.zip
(1.95 KiB) 64 keer gedownload
Gebruikersavatar
mtb
Berichten: 1299
Lid geworden op: ma 29 dec 2008, 16:44
Locatie: Zoetermeer
Contacteer:

Re: Schakelende voeding (SMPS) voor buizenversterkers.

Bericht door mtb »

Voor de populaire CTA2+ heb je voor mono ca. 40W nodig inclusief een ECC83 extra voor een toonregeling.
De gloeispanning wordt dan in serie ca. 32V bij 0A3 gloeistroom.
We gaan uit van een goedkope 100VA-trafo voor stereo.
We maken twee mono-voedingen om goedkope/courante onderdelen te kunnen gebruiken, dus wordt de DC-Ri x2 zo groot in een mono-simulatie:
STP4c.PNG
Bij een netspanningsvariatie van +/-10% blijft de Vh perfect op 32V, maar Va/Vh=n/D (zie de formules uit het begin van dit topic) en loopt dus mee met de duty-cycle D, maar blijft binnen 250-300V voor het beste resultaat met een ca. 8kΩ-UGT.
Bijlagen
STP4c.zip
(1.69 KiB) 58 keer gedownload
Gebruikersavatar
mtb
Berichten: 1299
Lid geworden op: ma 29 dec 2008, 16:44
Locatie: Zoetermeer
Contacteer:

Re: Schakelende voeding (SMPS) voor buizenversterkers.

Bericht door mtb »

Voor een strakkere Va kunnen we die beter terugkoppelen en Vh aansturen met een stroombron, zoals in het oorspronkelijke CTA2-ontwerp:
STP4d.PNG
Als je de elco's 10x zo groot neemt, is er geen rimpel meer te zien.
De duty-clycle komt niet boven 50%, zodat we de UC3845 kunnen gebruiken, wel zo veilig!
Voor dit eenvoudige ontwerp heb je nog een +/-15V hulpvoeding van ca. 1W nodig, die meestal wel aanwezig is, maar die kunnen we ook maken met wat extra onderdelen.
Bijlagen
STP4d.zip
(1.89 KiB) 53 keer gedownload
Gebruikersavatar
mtb
Berichten: 1299
Lid geworden op: ma 29 dec 2008, 16:44
Locatie: Zoetermeer
Contacteer:

Re: Schakelende voeding (SMPS) voor buizenversterkers.

Bericht door mtb »

Door Vh negatief aan te sluiten plus R9, C8 en D8 hebben we geen hulpvoeding nodig:
STP5a.PNG
We hebben wel een dubbele wikkeling voor L2/3 nodig, maar dat is niet zo moeilijk:
gewoon twee draadjes tegelijk bij wikkelen op een 1mH/1A1-spoel.
Ik moet nog wat testjes doen en ga er waarschijnlijk een printje voor ontwerpen, dus wordt vervolgd.
Bijlagen
STP5a.zip
(1.96 KiB) 51 keer gedownload
Gebruikersavatar
b_force
Ook commercieel actief
Berichten: 12445
Lid geworden op: di 18 apr 2006, 13:27
Locatie: West Friesland
Contacteer:

Re: Schakelende voeding (SMPS) voor buizenversterkers.

Bericht door b_force »

Waarom neem je niet een kant en klaar spoeltje van bijvoorbeeld Coil craft?
Die hebben 1:7 en 1:10 spoelen speciaal voor dit doeleinde voor een heel mooi prijsje!
Het idee is nog steeds leuk, maar uiteindelijk komt het allemaal op print layout neer.
Zo mis ik bijvoorbeeld al een snubber parallel aan de MOSFET die je echt wel nodig gaat hebben ivm ringing (en met deze spanningen gaan die pieken best behoorlijk worden).
Daarnaast is het ook slim om wat meer aandacht te besteden aan de gate resistor.
Op die manier kun je ook wat ringing wegwerken.
Helaas is die ringing sterk afhankelijk hoe de PCB ontworpen wordt, dus daar kun je op dit moment nog niet heel veel aan berekenen.
Gebruikersavatar
mtb
Berichten: 1299
Lid geworden op: ma 29 dec 2008, 16:44
Locatie: Zoetermeer
Contacteer:

Re: Schakelende voeding (SMPS) voor buizenversterkers.

Bericht door mtb »

Het ‘mooie’ van dit ontwerp is dat D1 de drain-spanning ‘snubt’, je kan dit zelf controleren door LTspice IV te downloaden (gratis!), ook met een slechtere K(oppeling) wordt Vd niet te hoog.
We hebben hier een n nodig van 4 met een dubbele wikkeling en die ben nog niet tegen gekomen bij de standaard trafo'tjes, wellicht dat sommigen wel zijn aan te passen, maar zo goedkoop zijn ze niet en de 1mH/1A1-spoel kost maar €1,45!
Je wikkelt er een laag of wat af, om de Al-waarde te bepalen, dan wikkel je secundair erbij en daar overheen de afgewikkelde draad.
Ik laat dubbelzijdige doorgemetaliseerde printjes maken, zodat de schakel-massa gescheiden kan worden.
Gebruikersavatar
Willy_61
Berichten: 1883
Lid geworden op: di 05 aug 2014, 12:51
Locatie: Mol, België

Re: Schakelende voeding (SMPS) voor buizenversterkers.

Bericht door Willy_61 »

Michiel je mag voor mij een printje reserveren, dit ontwerp is het testen in de nieuwe CTA zeker waard.
Gebruikersavatar
b_force
Ook commercieel actief
Berichten: 12445
Lid geworden op: di 18 apr 2006, 13:27
Locatie: West Friesland
Contacteer:

Re: Schakelende voeding (SMPS) voor buizenversterkers.

Bericht door b_force »

mtb schreef:
Het ‘mooie’ van dit ontwerp is dat D1 de drain-spanning ‘snubt’, je kan dit zelf controleren door LTspice IV te downloaden (gratis!), ook met een slechtere K(oppeling) wordt Vd niet te hoog.
We hebben hier een n nodig van 4 met een dubbele wikkeling en die ben nog niet tegen gekomen bij de standaard trafo'tjes, wellicht dat sommigen wel zijn aan te passen, maar zo goedkoop zijn ze niet en de 1mH/1A1-spoel kost maar €1,45!
Je wikkelt er een laag of wat af, om de Al-waarde te bepalen, dan wikkel je secundair erbij en daar overheen de afgewikkelde draad.
Ik laat dubbelzijdige doorgemetaliseerde printjes maken, zodat de schakel-massa gescheiden kan worden.
Het 'mooie' is dat je zulk soort dingen absoluut niet kunt simuleren! [-X
Overigens gaat het hier niet wat je uiteindelijk op je uitgang krijgt, maar meer over je MOSFET heen.

Ik heb een 1500W Class-D module ontworpen met ±90V voedingsspanning.
Uit die ervaring kan ik je vertellen dat een LTSpice echt helemaal niks doet qua simulaties met alle rommel die je gaat krijgen.
Hoog frequente schakelende versterkers/voedingen met hoge spanningen/stromen is 90% print ontwerp en goede keuze qua onderdelen.
(Low ESR en ferrietjes zijn hier zeker op z'n plek!!)
De waardes zul je dan vervolgens met de hand moeten tweaken om zo je EMI onder de knie te krijgen.
(Tenzij je heel erg goed bent en jaren ervaring hebt in hoogfrequent PCB ontwerp, maar dan nog)

De ervaring leert dat meeste diodes niet voldoende geschikt zijn om je schakel troep op te vangen.
Om die reden zie je ook overal RC-snubber circuitjes en andere trucjes.
Je zult ook zeker meerdere condensators moeten gaan toevoegen (parallel zetten van lage en hoge waardes) om zo impedantie van je buffering/onderdrukking goed te krijgen.
Anders fietsen al die schakelpulsjes er zo langs.

Persoonlijk zou ik ook zeker gaan voor een geshielde trafo gaan (ringkern of eentje die helemaal ingekapseld is).
Begrijp mij niet verkeerd, het idee en initiatief is leuk!! :goedzo:
(Ik heb ook nog een dergelijk idee op de plank liggen, maar momenteel andere prioriteiten)

Maar zie aub niet de bovengenoemde dingen over het hoofd
Just my 2 cents
(bij mij klapte door de zelfde reden de eerste twee pre-prototypes direct uit elkaar)
Gebruikersavatar
mtb
Berichten: 1299
Lid geworden op: ma 29 dec 2008, 16:44
Locatie: Zoetermeer
Contacteer:

Re: Schakelende voeding (SMPS) voor buizenversterkers.

Bericht door mtb »

Zoals ik al schreef, valt het bij een boost-convertor allemaal wel mee:
Demo-100W.PNG
Zie ook http://www.mouser.com/ds/2/149/FEB112-189204.pdf, daar staan ook tips voor de PCB-layout.
Maar waar kan ik die Coilcraft standaard trafo'tjes o.i.d. vinden, want dat is wellicht een goed alternatief?
Deze hoeven geen hoge scheidingsspanning te hebben, omdat ze on-line gebruikt worden.
Gebruikersavatar
b_force
Ook commercieel actief
Berichten: 12445
Lid geworden op: di 18 apr 2006, 13:27
Locatie: West Friesland
Contacteer:

Re: Schakelende voeding (SMPS) voor buizenversterkers.

Bericht door b_force »

In tegendeel, met boost convertors kan het zelfs nog moeilijker worden.
Ik ken convertors die het niet eens doen als je niet aan een goede PCB layout en de juiste componenten houdt. Dat is dan net een 12V convertertje, laat staan 200-300V!.
Door die hoge spanning wordt het bijvoorbeeld al ongelooflijk lastig goede low esr condensatoren te gebruiken. Ook simpele 100nf zijn voor die spanningen niet echt te krijgen in np0 (ceramisch gaat je hier behoorlijk tegenwerken en is verre van stabiel) en ivm de hoge schakelpieken/ringing (die naar de 500-1000V kunnen gaan!), worden je snubber circuitjes ed ook ineens veel moeilijker ivm power dissipatie (je weet wel P=V^2/R). Doordat je MOSFETs moet gebruiken die een hoge spanningen kunnen handelen (liefst toch minimaal 1,5 tot 2 keer de normale spanning!), gaan bv de capaciteiten van de gate ed omhoog. Dit resulteert in meer gedoe met ringing

Tot nu toe heb ik van al die dingen nog weinig gezien hoe dat aangepakt gaat worden.
Het concept is zeker niet onhaalbaar, maar met schakelende voedingen/boosters/convertors, moet je helaas wel ineens heel veel meer huiswerk doen. In veel gevallen is het bv al moeilijk de feedback loop stabiel te krijgen.

Via Google en diverse forum (DiyAudio en diysmps) kun je genoeg informatie hier over vinden (al is het een vrij pittige kluif). Iedereen is het er toch wel over eens dat print-layout en een goed design (= zorgen dat alle rommel minimaal blijft) de sleutels zijn.

Ik hoor mensen denken, maar hoe zit het dan met die chinese ebay convertors? Nou, veel van die convertors houden het dan niet lang vol, gaan snel kapot, zijn niet of nauwelijks beschermd tegen overbelasting. Werken in veel situaties helemaal niet. Geven een ongelooflijk hoeveelheid schakelende rommel af (ik heb ze gehad waarbij bv de radio volledig wegviel). Of zijn zelfs gevaarlijk! In 90% van de gevallen halen ze de specs helemaal niet. (300W met een koelblokje van 40x40mm, riiiiiight)
Gebruikersavatar
Ah!buis
Berichten: 16682
Lid geworden op: ma 15 nov 2010, 22:36
Locatie: Overijse

Re: Schakelende voeding (SMPS) voor buizenversterkers.

Bericht door Ah!buis »

Tja, wat moet je hier mee ... Ik lees regelmatig wat hier door mtb uitgebroed wordt, wel leuk, maar boeit niet echt.Als je toch al met een trafo+gelijkrichter begint is het nog maar een moeilijke manier voor een gestabiliseerde voeding te krijgen.Andere spanningen, kwestie van wat wikkelen op een ringkern.Wel zo eenvoudig.
Als het op het net was en de schakeltrafo de scheiding dan ben je van die dikke trafo af en zit er muziek in.
Maar schakelingen op 't net mag hier niet, eigenlijk wat tegen de vooruitgang in.Veel toestellen hebben geen gewone trafo meer.Als je zo'n ding ontwerpt en uittest met een scheidingstrafo om uiteindelijk de boel in een geïsoleerde doos te zetten met enkel de net-aansluiting en de gebruiksspanningen naar buiten moet 't toch kunnen :sure:
Een tijdje geleden, ik weet niet meer hoe dat zo kwam, laten zien hoe iemand een elektronische halogeen trafo ombouwde voor buizenvoeding.
Hier nog een voorbeeld van een toepassing, heet 70W omdat ie ook op 80V nog werkt, maar kan wel 100W doen als je je beperkt tot 230V ±15%.
Anne
Bijlagen
TOP249Y-toep.pdf
(1.15 MiB) 101 keer gedownload
Gebruikersavatar
b_force
Ook commercieel actief
Berichten: 12445
Lid geworden op: di 18 apr 2006, 13:27
Locatie: West Friesland
Contacteer:

Re: Schakelende voeding (SMPS) voor buizenversterkers.

Bericht door b_force »

Je hoeft natuurlijk niet met een trafo te beginnen Anne.
Je zou bijvoorbeeld een 19V of 24V net adapter kunnen gebruiken (aka laptop voeding, hoewel 48V zou nog wat mooier zijn, ivm lagere step up)
Als je daarvan de uitgang voldoende ontstoort en filtert, kun je best wel een nette spanning krijgen (mits de schakelfrequentie hoog genoeg is).
Op die manier kun je een tamelijk lichtgewicht geheel maken.

Mooiste is natuurlijk een SMPS met 300V uitgang.
Blijkbaar is de markt niet groot genoeg of zijn buizenliefhebbers te puristisch.
Je ziet namelijk weinig fabrikanten (zelfs in en gitaar/pro wereld) daar energie in steken.
Buizen zijn leuk, maar je tilt je vaak een ongeluk door de hoeveelheid koper (trafo, smoorspoel en uitgangstrafo).
Als je de hoeveelheid koper zou kunnen beperken tot enkel de uitgangstrafo, schiet je al een heel eind op.

Anders is het idd nogal ver gezocht.
Eerst met een net trafo naar een lage spanning (voor je gloei en dergelijke) en dan vervolgens weer helemaal terug naar 300V.
Niet bepaald een efficiënte manier zeg maar, daar ben ik het mee eens.
Zoiets kan bv wel weer leuk zijn voor een RMAA filter met buizen of andere kleine schakelingen, waar je maar 10-20mA max nodig hebt.
Of dan denk ik even aan effectpedalen voor gitaar (zulk soort producten zijn al een paar jaar op de markt).

Zolang gewicht en ruimte geen issue zijn, is er niet echt een reden om voor SMPS te gaan.
Sowieso zul je voor een SMPS een speciale trafo moeten laten wikkelen (wat ook direct een van de moeilijkste dingen is tijdens ontwikkeling van een SMPS). Dan kun je natuurlijk ook gewoon met dezelfde moeite een normale trafo laten wikkelen.
Hoewel je met 220-240Vac secundair toch wel het merendeel van alle schakelingen kunt maken.
Gebruikersavatar
Barry2001
Algemene moderator
Berichten: 15172
Lid geworden op: zo 22 mar 2009, 16:57
Locatie: Hengelo
Contacteer:

Re: Schakelende voeding (SMPS) voor buizenversterkers.

Bericht door Barry2001 »

Heb me ook wel eens afgevraagd waarom je het niet meer ziet, een schakelende voeding voor een buizenbak. Het lijkt dat een dergelijke voeding sneller op de wisselende belasting kan reageren die een versterker vraagt. Voordeel is zoals b_force al zegt dat je van die hernia bakken af bent, voedingstrafo + smoorspoel. Nadeel is betrouwbaarheid, een conventionele voeding gaat gewoon niet stuk. Misschien de diodes ooit eens, kans dat een schakelende voeding de geest geeft is groter, ook al gebruik je goede merk elco's met een lage ESR. Repareer nog wel eens wat voor deze en gene, kom vaak de digitale ontvangers (tv) tegen. Werken 1 of 2 jaar, ook al denk je dat je 'm hebt uitgezet staat íe nog stiekum aan 24/7, vaak prut elco's erin die het begeven.
Gebruikersavatar
b_force
Ook commercieel actief
Berichten: 12445
Lid geworden op: di 18 apr 2006, 13:27
Locatie: West Friesland
Contacteer:

Re: Schakelende voeding (SMPS) voor buizenversterkers.

Bericht door b_force »

Die radio's ed zijn eigenlijk geen goed voorbeeld wat er met dergelijke voedingen kan.
Op al die producten wordt elke cent bespaard (zelfs van grote gewaardeerde merken!).
Dat komt niet ten goede van het eindproduct en daardoor hebben ze vaak problemen en houden ze er na een paar jaar mee op.
Zeker TV's is een drama (met name de elco's inderdaad).
Wat weer mooi meegenomen is, aangezien de consument dan weer een nieuwe moet kopen!

Overigens is het juist veel moeilijker een SMPS te ontwerpen die een wisselende belasting kan handelen.
Zulk soort voedingen zijn eigenlijk veel beter in het leveren van continu belastingen (dat heeft voornamelijk te maken met de terugkoppeling(en)).
Daarnaast kan een schakelende voeding maximaal maar een factor 1.2 - 1.4 piek leveren.
Met een trafo en een flinke batterij aan elco's kun je met gemak 2-3 (en soms kortstondig zelfs 4) halen.

Nu is dat voor audio schakelingen thuis niet zo'n groot probleem.
In plaats van een 100W voeding, maak je gewoon een 150W voeding om het gemis te compenseren (als je er al aan komt!)
Echter in de professionele wereld wordt dat allemaal een beetje lastig.
Daar zit je meestal al aan je limieten (1500W ofzo) en begint warmte een serieus probleem te worden.
Een flinke line-array of 21 inch subwoofer weegt sowieso wel wat, dus 10Kg extra voor een voeding maakt dan toch niet zo gek veel meer uit.
Dat is een van de redenen waarom sommige fabrikanten nog voor (ouderwetse) trafo's kiezen.
Daarnaast zijn de ontwikkelingskosten gigantisch veel lager natuurlijk.

Er zijn volgens mij wel wat veranderingen aan de gang ivm regelgeving.
Alles boven een bepaald vermogen (300W ofzo?) moet middels een SMPS gedaan worden.
Ergens wel begrijpelijk ivm de gigantische verspilling van koper.
Gebruikersavatar
mtb
Berichten: 1299
Lid geworden op: ma 29 dec 2008, 16:44
Locatie: Zoetermeer
Contacteer:

Re: Schakelende voeding (SMPS) voor buizenversterkers.

Bericht door mtb »

Het gaat hier om een online-voeding van nog geen 100W, dus hou op met bangmakerij bij hoge vermogens!, of open een topic van bijv. “offline-SMPS>200W”
Ik gebruik een 115V-scheidingstrafo om rond 50% duty-cycle in CCM (voor lage EMI en ringing) uit te komen bij ca. 300Va en uiteraard ook vanwege het zelf bouwen/experimenten!
Hierbij nog een verhaal over ringing en het simuleren/beperken daarvan:
SMPS-leak.PDF
(299.03 KiB) 154 keer gedownload
Wellicht kunnen Bart of Barry alvast een beginnetje maken voor een PCB-layout, zodat we daar allemaal wat aan hebben?!
En als iemand een beter SMPS-trafo'tje weet, graag een link.
Gebruikersavatar
b_force
Ook commercieel actief
Berichten: 12445
Lid geworden op: di 18 apr 2006, 13:27
Locatie: West Friesland
Contacteer:

Re: Schakelende voeding (SMPS) voor buizenversterkers.

Bericht door b_force »

Leackage elements?
We hebben het hier niet over leackage! =;
We hebben het hier over ringing dat geïntroduceerd wordt door de capacteit en inductie van de MOSFET(s), spoel/trafo en PCB tracks.
Deze verschijnselen verdwijnen niet uit zichzelf natuurlijk en zijn inherent aan schakelende signalen, fundamenteel!
Hoe hoger de frequenties, stromen en/of spanning, hoe moeilijker het wordt.
Rond de 300V is zeker hoog!

Om een idee te krijgen met 70-80V kun je al ringing pieken meten van boven de 120V bij een slecht ontwerp en onvoldoende filtering/component keuze op de juiste plaats. Overigens ontstaan deze problemen al zonder belasting.

En sorry, maar een dergelijke print zou voor mij een fulltime baan betekenen.
Daar gaat echt veel te veel tijd en energie voor mij in zitten om dat er 'eventjes' gratis en voor niks bij te doen.
Daarnaast gaan hier tenminste 3 prototypes aan vooraf en ik heb op dit moment niet (meer) de spullen om mee te meten
(denk aan een 100-200Mhz scope, goede stabiele voeding, warmte camera ed)
Ik heb in het verleden al een hoog vermogen Class-D gedaan en andere gelijksoortige projecten, dus heb inmiddels wel een idee wat erbij komt kijken.
Persoonlijk zou ik ook voor een compleet ander concept gaan (en zeker niet voor LT, mooie producten, maar verkrijgbaarheid is niet altijd even goed en ze zijn duur)
Ook zul je de nodige SMD componenten moeten gaan gebruiken, waardoor het voor veel hobbyisten niet meer interessant is.
Piet1950
Berichten: 475
Lid geworden op: wo 18 mei 2016, 15:34
Locatie: Alblasserwaard

Re: Schakelende voeding (SMPS) voor buizenversterkers.

Bericht door Piet1950 »

Een buizenversterker met schakelende voeding, dat vind ik een goed idee. Daardoor is mijn zwaarste versterker (in vermogen) helemaal niet zo zwaar (in gewicht). Zie het bijgevoegde plaatje. Dus laat mtb maar gewoon door knutselen. Ik vind zijn schakelingen wel leuk.

Piet
6336a versterker open.jpg
Gebruikersavatar
ray5150
Berichten: 28143
Lid geworden op: vr 13 apr 2007, 23:56
Locatie: s-Gravenhage

Re: Schakelende voeding (SMPS) voor buizenversterkers.

Bericht door ray5150 »

Een zeer grondig gemodificeerde Velleman met KT88's ?
Gebruikersavatar
b_force
Ook commercieel actief
Berichten: 12445
Lid geworden op: di 18 apr 2006, 13:27
Locatie: West Friesland
Contacteer:

Re: Schakelende voeding (SMPS) voor buizenversterkers.

Bericht door b_force »

@ Piet
Dan heb je het dus over een een SMPS op netspanning.
Daar heb ik ook wel voor!!! (smoorspoel ed is dan ook niet meer nodig)
Het design van die dingen is significant meer ingewikkeld dan wat mtb nu heeft.
Dan MOET je volledig geïsoleerd gaan werken en heb je de nodige filtering nodig op de netspanning ed.
De schakeling van mtb is om via een bestaande voeding te boosten naar hoogspanning.
Zoals Anne zie ik daar niet zo het nut van in, je wint er niks mee qua gewicht of wat dan ook.
Gebruikersavatar
Barry2001
Algemene moderator
Berichten: 15172
Lid geworden op: zo 22 mar 2009, 16:57
Locatie: Hengelo
Contacteer:

Re: Schakelende voeding (SMPS) voor buizenversterkers.

Bericht door Barry2001 »

@Piet: heb je wat meer info? Zo te zien heb je inkoopmodules gebruikt?

@mtb: heb eigenlijk al wel zoiets in de planning staan, een SMPS (niet meer dan 100W) om buizen van sap te voorzien. Heb al veel layouts gemaakt met een schakelende voeding (aantal aviation, ook high power), maar heb minder ervaring met het ontwerpen ervan. In elk geval ben ik bekend met de zaken waar je op een pcb mee uit moet kijken.

Wel 2 dingen: smd ontkom je haast niet aan zoals b_force ook al aangeeft omdat veel van deze vaak vrij recente controllers niet meer in pin through verkrijgbaar zijn, maar dat hoeft geen struikelblok te zijn. Als je een probleem hebt met smd solderen ga je toch in de komende jaren tegen steeds meer beperkingen aan lopen :mrgreen: 2e is de uitdaging om dit in 2 lagen te doen. Industrieel komt 2 lagen weinig meer voor, je wilt vaak niet onderbroken gnd vlakken, voldoende koper voor je power, etc. Kostprijs wordt dan een ander verhaal, als ik bij iTead kijk is een 100x100mm bordje 4 laags 5x (!) zo duur als een 2 laags bordje. Maw even een bordje voor prototyping komt direkt aan in de portemonnee. Overweging.

Het wordt in elk geval wel een eigen ontwerp, en het gaat ff duren. In de zomermaanden heb ik andere hobby's, dit is wat mij betreft meer voor als de dagen weer korter worden.
Gebruikersavatar
b_force
Ook commercieel actief
Berichten: 12445
Lid geworden op: di 18 apr 2006, 13:27
Locatie: West Friesland
Contacteer:

Re: Schakelende voeding (SMPS) voor buizenversterkers.

Bericht door b_force »

Waarom 2 lagen?
Ik vind 4 laags nog zeker wel betaalbaar.
Bij I-tiet kost dat $100 voor tien stuks = $10 per bordje.
Dat vind ik zeker te doen en geeft je een VEEL beter design.
Uiteindelijk moet je het iets groter zien en direct rond de 50 bordjes bestellen, dan gaat de kostprijs flink omlaag.
Overigens zijn er nog een paar andere Chinezen die het nog voor iets minder doen voor 10 stuks (en ook goede ervaring mee).
Ik ben eventjes de adressen kwijt.

De grootste uitdaging hier, is een geschikte trafo te laten wikkelen.
Als je dan namelijk toch bezig bent, kun je net zo goed een tweede secundaire uitgang maken voor de gloeispanning.
Maar die dingen worden enkel in 100+ stuks geleverd.
Een ander goed punt is om het design voor verschillende spanningen te maken.
Dat maakt het wel iets gecompliceerder, maar ik denk dan aan 170V, 250V en 300V.
En dan uiteindelijk een los design voor >400V (die spanning maakt het design ineens een stuk gecompliceerder)

Ik heb al een aantal designs liggen. Mijn voorkeur is nog steeds met de hoofdcomponenten van IRF.
Plaats reactie

Terug naar “Overige Audio-elektronica”