Den største, jeg har hidtil har forsøgt mig med, var en 2kW  højspændingsenhed til en SSB linear amplifier (HF amatørgrej) med 4 powerfets i brokobling.  Det var tilbage i 90'erne engang.

Den startede simpelthen ved at man tastede mikrofonen. Opstartstid ca 0,05 sekunder. Glødestrømmen til udgangsrøret i forstærkeren kom fra en almindelig transformer, så det var en slags hybrid.

Henrivende simpel, men uden foldback/strømbegrænsning eller noget, der ligner. Kravene til strømkvalitet er ikke så store i den aktuelle applikation. SSB er alligevel én stor 3. harmonisk forvrængning.

Med en skruetrækker i hver hånd og en tang i den anden kom den til at virke til sidst. Powerfets har den kedelige egenskab, at de ikke lukker ned så hurtigt (gate kapacitet) som de åbner, og broen havde tendens til at kortslutte sig selv. SE eller PP opstillinger er væsentligt nemmere at have med at gøre. SE kan give virkningsgrad op til 88%. PP ligger lavere, fordi en halv primærvikling pr. definition altid ligger brak. Brokobling giver en enormt høj virkningsgrad, men er som sagt vanskelig.

Bill-of-materials på en SE 275W SMPS er ca. 3-400 kr. afhængig af, hvad printet koster. PP 600W ligger omkring 850 kr. grundet den ret så dyre trafo. 2kW kostede mere sved end penge og blev bygget af forhåndenværende stumper, så den er svær at prissætte. Jeg mener at huske at fet'erne kostede omkring kr. 200/stk. dengang. Primærviklingen var af 6mm Ø kobberrør!

Man har mulighed for at bygge to SMPS'er sammen ved at synchronisere den ene med den anden således, at man ikke får interferens mellem dem. På den måde kan man bygge en sejg strømforsyning til stereo med to helt adskilte sektioner. Harman Kardon har ikke levet forgæves.

En fundamental forskel mellem SMPS og analog PSU ligger i ladekondensatorerne:
I en SMPS er det uinteressant med store ladekondensatorer, idet strømreserverne er dynamisk reguleret af switch transistoren og  feedback kredsløbet. Kondensatoren skal kun glatte ud sammen med droslen på sekundærsiden.

Eksempel: Hvis man i en analog forstærker gengiver en bastone med en frekvens på 20Hz,  vil det aktuelle strømforbrug på et givet sted af sinuskurven blive målt og kompenseret for af SMPS'en 10.000 gange pr. hele sinus forløb (200.000/20).

Hvis man regner lidt på det kommer man til resultatet, at fødeimpedansen fra SMPS'en er nær nul. Ved høje frekvenser burde regnestykket så være dårligere (det er det også), men det bliver i et omfang kompenseret af ladekondensatorens gode egenskaber ved høje frekvenser.

Man har således lidt et ben i hver lejr. Intet er 100% perfekt, hverken en analog eller en SMPS, men man kan komme tæt på.

Sådan som forstærkeren 'ser' strømforsyningen gælder det, at hvis belastningen fordobles, fordobles strømmen også uden at spændingen dykker, altså en tilsyneladende udgangsimpedans på 0 ohm, hvilket skulle være ideelt, men switcherens kompensation for den øgede belastning kommer først lidt efter, så der bliver lidt ripple som funktion af belastningen. Ripplen består af switching frekvensen/2 moduleret med audiofrekvensen.

En kedelig ting ved  SMPS er,  at fødeimpedansen ikke ændrer sig lineært med frekvensen eller strømmen på en SMPS: Det er en kompleks funktion og pr. definition ulineær, men vi er så langt nede i værdier, at det næppe har nogen praktisk betydning.

Det er samme problemstilling i klasse D forstærkere, hvor man i virkeligheden bygger en SMPS, som moduleres med audio: Der skal hugges en hæl og klippes en tå i begge tilfælde.

Som hovedregel bør man af samme årsag - uanset om det er en digital forstærker eller en SMPS - vælge sin switching frekvens 5-10 gange højere end den højeste audiofrekvens , man ønsker at gengive. Det er min egen tommelfingerregel  uden egentligt belæg, men der er sikkert eksperter, som har fine forklaringer på det.

Jeg har ikke, som de store fabrikker, brugt tusindvis af timer til analyser og A-B lyttetests, så alt kommer an på en subjektiv vurdering.

Hvad bruger man af spænding/strøm til din type opstilling? Jeg offentliggør gerne et diagramforslag  og nogle data på transformeren.


__________________
Basso Continuo

Hvis man laver en reguleret PSU, vil man også få switchmode forsyningens fordel med lav udgangsimpedans langt oppe i frekvensområdet.

Ulempen er så: lavere effektivitet og at den fysisk set er større.

Man slipper så til gængæld for switchmode forsyningens Hf støj.

__________________
Mvh Lennart

Nyt DIY system under opbygning...

LGrau har selvfølgelig helt ret: En reguleret analog strømforsyning kan have samme egenskaber m.h.t. lav impedans ved høje frekvenser - men:

En analog reguleret strømforsyning er en operationsforstærker med de styrker og svagheder, der ligger i alle andre forstærkere såsom modkoblingskredsløb (spændings feedback) og ft på regulator transistoren.

Typisk har man et problem med denne transistor, idet den skal have HF-mæssige egenskaber som er mindst  en størrelsorden (x10) bedre end den tilsluttede forstærkers udgangstrin, og så får man alle fasedrejningsfænomenerne som medkobling og selvsving forærende som en bonus.

Træerne vokser ikke ind i himlen, og i den slags opstillinger ser man oftest udgangen shuntet med et antal 1u og 0,1u kondensatorer for at kompensere for fasedrejning og dermed selvsving ved høje frekvenser - og så er vi tilbage hvor vi startede.

LGrau antyder (?), at en reguleret analog er lettere at fremstille end en SMPS, men det er ikke sandt. Problemerne er blot nogle andre. Universalsløsningen eksisterer ikke. Havde jeg den, var Bill Gates ikke verdens rigeste mand: Jeg var.

HF lækage er intet stort problem med SMPS'er, hvis man designer dem ordentligt. Som i alle andre tilfælde skal man være omhyggelig med at undgå jordsløjfer og i øvrigt holde alt behørigt jordet jordet og afskærmet, bruge ordentlige mellemkabler og stik - så går det faktisk udmærket.

Den vanskeligste SMPS jeg har prøvet, føder 10 stk. Neumann KM56 kondensator mikrofoner med direkte opvarmede rør (+120V og 1,4V). Nul støj ved -72dBA niveau. Det lod sig gøre, men jeg sagde ikke, at det er nemt. Ret skal være ret: Den indeholder et ECL82 som stabilisatorrør til den superkritiske anodespænding, så det er en hybrid - men stadig en switcher.

I de tilfælde, hvor man skal føde klasse D forstærkere med deres kolossale spidsbelastninger tror jeg, at en SMPS generelt slår en analog til enhver tid - og så er den billigere. Eller burde være det.

Meget er i sidste ende netop et spørgsmål om tro og audio-religiøs overbevisning og hvad man mener, man kan høre.

For at citere salig Avery Fisher, som påstod at have opfundet HiFi: 'Hvis det lyder godt, er det godt.'


__________________
Basso Continuo

Hej Basso.

Tak for det fyldestgørende svar.

Jeg har ikke nogen erfaring med konstruktion af strømforsyninger, men umiddelbart ville jeg have troet at en reguleret forsyning ville være den mest simple at bygge.

Men ud fra dit indlæg lader det ikke til at det er umuligt at lave fornuftige SMPS forsyninger som DIY'er.

Men at det sagtens kan lade sig gøre at lave det støjsvagt burde jeg egentlig vide, i mobiltelefonerne bruges der stepup konvertere til forsyning af backlight led'er.
Antennen sidder få cm fra stepup-konverterne og opererer med signale som er microscopiske i forhold til den leverede spænding til backlighten. Men alligevel ødelægges antennesignalet ikke totalt. 

__________________
Mvh Lennart

Nyt DIY system under opbygning...

Spæningen kan variere fra 2x24V AC til 2x50V AC alt efter hvor meget effekt jeg vil trække ud af modulerne.
Jeg vil helst trække maksimalt ud af dem, og har derfor brug for en 2x50V AC (+/-69V DC) 1000VA strønforsyning. Det vil få modulerne til at yde 2x280W RMS 8 Ohm og 2x540W RMS 4 Ohm - rigligt til mig.

Svat til LGram:

Lad nu ikke mit åndshovmod forskrække dig: Teknologien er udviklet af mennesker og kan bruges af sådanne.

Specielt ST Micro (http://www.st.com) har tonsvis af application notes med print layout pg detaillerede anvisninger.

Hvad de intet skriver om, er filtrering, ripple og støj: Det er vigtigt at bruge ferrit drosler med symmetriske viklinger således, at common-mode støj, som er den væsentligst komponent, filtreres bort. Med andre ord: Der skal også sidde en ½ drossel i 0-ledningen.

Det og så anvendelse af kondensatorer, som er beregnet til formålet, er hemmeligheden. Man kan regne sig til filtrene eller man kan prøve sig frem. Den sidste metode parret med lidt sund fornuft er i praksis den bedste.

Holder du dig nede under ca. 275W, kan du sagtens bygge en af ST's modeller uden dybtgående kendskab til elektronik. Pprøv at kigge på deres websider.


__________________
Basso Continuo

Svat til daniels:

OK, jeg skal i juledagene forsøge at strikke et diagram sammen på sådan en. Det kan vel offentliggøres på DIY siderne i dette forum eller også lægger jeg diagrammerne ud som pdf'er på et website. Du hører nærmere.


__________________
Basso Continuo

Lyder godt!