Verstärker mit integriertem Buck-Converter

Audioverstärker für größere Leistungen haben immer schon das Problem der Verlustleistung, sprich Abwärme. Nicht nur ist sie teuer, sondern man muss auch noch Geld in die Hand nehmen um sie „weg zu kühlen“. Als Lösung dafür hat man gerne zwischen verschiedenen Spannungsversorgungen umgeschaltet. Also z.B. bei kleineren Signalen nur 35V verwenden und sobald das Signal nahe an die (aktuelle) Grenze kommt auf die höhere Versorgung umschalten. Oder aber man geht gleich auf den Klasse-D Hype und schaltet nur mit unterschiedlichem Tastverhältnis voll ein, voll aus und filtert die Trägerfrequenz hinterher mittels LC-Filter wieder heraus. Leider ist dieses Filter natürlich nicht ideal…

Einen interessanten Zwischenweg hat eine japanischer Hersteller schon vor fünf Jahren ausprobiert. Und ich habe das aus Interesse mal nachsimuliert: (nicht alle Bauteile sind 100% passend)

Amp2_schematic

Hierbei wird ein Gegentakverstärker mit zwei DCDC-Wandlern ausgestattet. Auf Kosten einiger Volt Aussteuerbereich werden überschüssige Spannung nicht in Wärme verwandelt sondern in dicke 4,7µF Folienkondensatoren als Gegenspannung geladen. Ein kleinerer Transistor gleicht dann die Unterschiede zwischen Soll-Strom und Spulenstrom aus, so dass tatsächlich ein einigermaßen ansehnliches Signal herauskommt:

Amp2_plot

Wie man auf dem Plot unten sehen kann, gibt aber doch leider größere Fehler um den Nulldurchgang (rote Linie). Hängt vielleicht mit zu wenig Ruhestrom zusammen, auf jeden Fall aber damit, dass beim Nulldurchgang immer erst ein Mal die Schwellspannungen der FETs erreicht werden müssen, bevor weiterer Strom in die Last fließen kann. (LTSpice file)

Dennoch ein intersanntes Projekt und ich frage mich, ob man nicht mit Bootstrapping, etwas ist ja schon vorhanden, es gleicht aber nur 0,7V einer Transistors aus, sich eine Spannung über den Rails herstellen lass könnte um dann den Buck durchgehend laufen lassen zu können?

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