Probleme bei der Ruhestromjustage

du hast den Transistor für die Ruhestromeinstellung auch mit auf den Kühlkörper montiert?

Ja klar! Eigentlich alles wie vorgeschrieben verbaut.

Ich weiss es nicht, aber es könnte eine Erklärung geben:

Wenn Du einen riesigen Kühlkörper verwendest, wird eigentlich die ganze Abwärme weg transportiert, sodass der Kühlkörper nicht sehr warm wird. Die zugeführte Leistung wird dauernd abegleitet.
In diesem Fall hast Du am Transistor, der als Wärmefühler funktioniert dauernd eine tiefe Temperatur und somit lange einen hohen Ruhestrom. Da kannst Du den Ruhestrom auf 300mA einstellen und das bleibt so, weil sich ja damit der Kühlkörper nicht entscheidend erwärmt. Da ist der Ruhestrom von Anfang an konstant.

Oder Du hast einen sehr knappen Kühlkörper. Da steigt die Temperatur schon bei 100mA auf einen höheren Wert, sodass der Wärmesensor-Transistor den Ruhestrom reduziert. Wenn Du ihn durch Aufregeln überlisten willst, musst Du den Ruhestrom recht hoch einstellen, was eine hohe Kühlkörper-Temperatur bedeutet.

Wenn Du nun das kalte Gerät einschaltest und der Ruhestrom hat eine Grundeinstellung, die eine hohe Temperatur zur Folge hat, ist der Einschaltstrom schon sehr hoch, um nicht zu sagen gefährlich hoch.

Also Frage:
Hast Du die richtigen Kühlkörper verwendet und den Wärmefühler richtig montiert?

Guten Tag.

Die geschilderte Problematik ist nicht unbekannt. Was zu beachten ist um eine stabile Ruhestromregelung zu erzielen wurde hier im Forum bei der Beschreibung von Endstufenprojekten mehrfach z.B. von Zucker, Gegentakt, ... hilfreich analysiert. Suchmaschine benützen.

Mein Senf:

Wenn der Ruhestrom mit zunehmender Temperatur steigt spricht dies für einen unkorrekten Kühlkörper oder / und Wärmeübergang der Halbleiter. Hier hilft es den Transistor, welcher für die Ruhestromkompensation zuständig ist direkt auf einen der Endhalbleiter zu kleben oder ihn gemeinsam mit diesem Huckepack zu verschrauben (und natürlich mechanische Fehler der Kühlung zu beseitigen).

Bei dir ist es jedoch genau umgekehrt, das spricht für einen reichlich dimensionierten Kühlkörper, oder das gibt es, wenn z.B. die Messtemperatur des Ruhestromfühlers von den Treibertransistoren beeinflusst wird, bzw. wenn ein Missverhältnis der Erwärmung von Endstufen Halbleiter und Treibertransistoren vorhanden ist. Bei nur ersterem würde obiger Tipp vermutlich nicht helfen. Hier ein anderer, ich glaube recht unbekannter, Trick welcher dir meiner Einschätzung gut helfen kann. Zum Ruhestrom-Transistor eine Z-DIODE parallel schalten (Wert austesten, er wird ca. zwischen 2,7 – 7,5 Volt liegen) . So erhöht sich der Ruhestrom unterhalb einer bestimmten Temperatur nicht mehr bzw. sinkt je nach Montageort der Z-Diode sogar (Mich stört es nicht, wenn bei frierendem Atem noch nicht die volle Klanggüte erreicht wird).

Auf diesen Trick bin ich bei der Reparatur von Verstärkern gestoßen, welche in einer Diskothek im Winter sofort beim Einschalten mehrfach defekt gingen. „Ich versteh das gar nicht, er hat gestern bis zum Schluss mit voller Leistung fehlerfrei funktioniert“ lautete die Aussage des Betreibers. Die Diskothek war außerhalb der Öffnungszeiten nicht beheizt und kühlte sich auf mehrere Minusgrade ab. Das verursachte den Tod der Endstufen beim Einschalten durch zu hohen Ruhestrom.

Direkte Antwort zu den Fragen:

450mA sind noch nicht kritisch (im Datenblatt IRF Strom bei Versorgungsspannung Leerlauf der Endstufe), ich vermute jedoch das der Strom bei sehr kalter Umgebungstemeratur, wie oben geschrieben, noch deutlich weiter, gefährlich, steigt

Soweit meine Erfahrung mit dem Elektor Amp reicht ist nicht das unterschiedliche Verhalten der Mosfets ursächliches Problem. Ich habe deinen Aufbau nicht gesehen, vermute jedoch vorsichtig die Ursache könnte von einem unglücklichen Temperaturverhältnis zwischen Treiber & Endhalbleitern herrühren.


Gute Zeit.

Danke für eure Antworten!

Hier mal ein Link zum Schaltbild:
http://www.spicelab.de/nf_elektor.htm

Mittlerweile habe ich beide Kanäle wieder am Laufen. Aber obwohl nun bei beiden die gleichen IRF540/9540 (ohne "N", aber nicht gematcht) verbaut sind, zeigen sie ein unterschiedliches Temperaturverhalten.

Beim 1. Kanal (wie oben beschrieben) steigt der Ruhestrom nach dem Einschalten auf ca 400-450 mA an (bei 29° Umgebungstemp.), um dann langsam auf 200 mA zu fallen.
Das könnte im Winter eng werden
Das Trimmpoti ist dabei in 3/4-Stellung.

Beim 2. Kanal (soeben repariert) beginnt der Ruhestrom bei ca. 220 mA, sinkt dann auf 200 mA ab und bleibt da auch sehr stabil. Ist mir fast unheimlich, aber so würde ich es mir wünschen ;). Auch hier ist der Ruhestrom stabiler mit den IRFs ohne "N"!
Das Poti ist dabei allerdings fast voll aufgedreht (einen Tick weniger aufgedreht springen die FETs nicht an). Das könnte ich zwar ändern, z.B. durch verkleinern von R21 (bei T7), aber solange es auch so geht ...


OK, eine unterschiedliche Thermokopplung an den KKs könnte natürlich sein, die Transistoren sind aber identisch und ziehmlich fest montiert.
Die KK sind auch eher zu klein als zu groß (°K/W weiß ich aber nicht mehr). Jedenfalls werden sie auch ohne Signal gut warm, was mMn aber auch für gute Wärmekopplung spricht.

Im 1. Kanal mußte ich u.a. die LEDs D1 und D2 tauschen, welche wohl eine höhere Durchflußspannung aufweisen. Dadurch erhöht sich der Strom durch die Diff-Verstärker T1-T4 und die T8/T9 etwas, was die unterschiedliche Potistellungen evtl. erklären könnte?


Etwas Sorgen mache ich mir wg. des hohen Einschalt-Ruhestroms des 1. Kanals (vor allem im Winter), da ich derzeit keinen DC-Schutz für die Lautsprecher eingebaut habe (ist auch Hops gegangen). Das könnte übel für die LS sein, wenn nochmal ein FET abrauchen würde.

Hat jemand einen Tip für eine einfache DC-Schutzschaltung. Die Schaltung braucht nur ein Relais (auf der Amp-Platine) zu trennen, falls eine gewisse Gleichspannung am Ausgang anliegt.

Hallo Gundi,

die Mosfet sind in Sourceschaltung eingesetzt. Eine Öffnung entsteht also nur, wenn über die Treiber im Ruhezustand eine Art Spannungsteiler von der Mitte über die Treiber und R24 entsteht. Bleibt T10 zu, kann T12 nicht öffnen, da sein Gitterpotential = dem Sourcepoteantial ist. Es muß also mittels des Ruhestromes T10 leicht geöffnet werden.
Leider ist das Schaltbild nicht richtig zu erkennen, so daß ich hier mit der Bauteilbezeichnung etwas raten muß.
Durch die unterschiedlichen Ugs der Mosfet können diese schon ab 2V, manchmal erst ab 4V Ugs Differenz öffnen.

Um das zu kompensieren sind R24 und R27(?) unterschiedlich, auch R25 und der Emitter-R des T11 sehen verschieden aus.
Mittesl dieser R kann für jede Seite eine zusätzliche Differenz am Gitter der Mosfet justiert werden.

Hat T12 eine Ugs von 4V, R24 einen Wert von 160R, dann müssen in etwa 25mA fließen, um eben diese 4V Spannungsabfall an R24 zu erwirken, was ja dann bekanntlich zum Öffnen von T12 führt. Hat der Mosfet aber eine Ugs von nur 3V, dann braucht es nur 19mA Querstrom von R24 über T10 zur Mitte, um ihn zu öffnen. Hast Du aber in dem Fall die 25mA eingestellt (weil bspw. der untere Mosfet noch nicht will), dann ist natürlich T12 in dem Fall schon voll da und lässt einen guten Isd fließen.

Einen zusätzlichen Einfluß haben die unterschiedlichen Ube der Treiber. Auch wenn das manchmal als nicht viel erscheint, können 100mV Differenz zwischen dem NPN und dem PNP große Wirkungen haben.

Um nun nicht 2 Ruhestromeinsteller einbringen zu müssen, solltest Du an R24 und R27 (der Kollektor-R von T11) "spielen" aber vorsichtig. Damit kann man dann individuell auf die Mosfet und deren Öffnung eingehen.

Auch eine generelle Absenkung des Ruhestromes ist möglich. Dabei wird bis zum Teil X der Leistung der Strom nur über den Treiber geholt, darüber der Mosfet angebunden.

Und natürlich muß T7 mit seiner Kühlfläche voll auf den Kühler zwischen beide Mosfet geschraubt werden (natürlich isoliert). Beide Treiber müssen auch auf den Kühler, sonst ist die thermische Regelkette nicht geschlossen.

viele Grüße

So langsam habe ich die Faxen dicke

Nach meinen Messungen (leider nur mit Multimeter) war nun alles i.O., Ruhestrom nach ca. 15 Min stabil bei ca. 200 mA, +/- 2 mV Offset am Ausgang, alle Spannungen im grünen Bereich ...

Also mal die LS angeschlossen und es kommt Musik raus

Nach wenigen Minuten musste ich aber feststellen, daß aus dem linken Kanal ein leises Zwitschern/Prasseln kommt, besonders aus dem Hochtöner vernehmbar
Das Geräusch kommt nicht aus dem Vorverstärker, sondern definitiv aus der Endstufe.

Was könnte das sein?
Kann ein defekter bzw. angeschlagener Transistor solche Geräusche verursachen? Oder ein anderes Bauteil?
Ich will jetzt nicht nochmal jedes Bauteil auf gut Glück austauschen müssen

Ich bin kurz vor der Aufgabe mit diesem Verstärker.
Ich denke, ich kaufe mir doch was Neues.

Zuerst mal vier Dinge:

Normalerweise hat eine MOSFET-Schaltung keinen Temperaturfühler-Transistor. Üblicherweise wird dem FET eine feste Vorspannung zugeführt, die seinen Ruhestrom einstellt, denn der FET hat ja eine genau umgekehrte Strom-Temperaturkurve als ein bipolarer Transistor. Damit ist die Thermostabilisierung eigentlich unnötig.

Zweitens ist bei einer MOSFET-Schaltung eine Kurzschlusssicherung sehr einfach zu verwirklichen. Man begrenzt einfach mit einer Zenerdiode die Gate-Sourcespannung. Dann hat man eine einfache, aber wirkungsvolle Strombegrenzung und wenn der Transistor dann warm wird, regelt er den Strom ja selbständig zurück. So etwas fehlt hier generell.

Drittens sind Schaltungen, bei welchen die Signalausgabe an den verbundenen Kollektoren oder Drains geschieht, sehr schwingungsgefährdet.

Viertens haben MOSFET recht grosse Toleranzen untereinander, sodass Abweichungen in diesem Sinne durchaus möglich sind. Und ganz nebenbei, wenn man die Datenblätter der verwendeten MOSFET anschaut, so haben wir es hier nicht im geringsten mie einem Paar zu run. Der IRF 540 hat einen Drainstrom von rund 10A bei einer Gatespannung von 4,5V, der 9540 benötigt dazu etwa 6V.
Wenn man also Deiner Schaltung eine Strombegrenzung einfügen wollte, müsste man im einen Fall eine ZD 6,2 und im anderen eine ZD 4,7 einbauen.


Was ist zu tun?

Zuerst würde ich mal die eben erwähnten Zenerdioden einbauen. Damit kann der Strom nicht über etwa 15A steigen.

Dann würde ich mal die Schaltung auf Schwingen untersuchen. Dazu ist aber ein Oszilloskop nötig und zwar ein richtiges, nicht PC mit Soundkrte, denn es geht da um Frequenzen von bis zu einigen MHz.
Auch wenn man so eine Schaltung simuliert und alle Bauteile ins Schaltbild einträgt, fehlen die Induktivitäten, Kapazitäten und Widerstände der Verdrahtung. Und weil sowohl über die Speisung als auch ganz extrem über die Masse Verkopplungen möglich sind, wäre selbst mit dem Nachbilden einzelner "Verdrahtungskomponentn" nicht jede denkbare Verkopplung nachgebildet.
Das heisst, allenfalls Leitungen anders verlegen, Leitungen kürzen, weitere Schwingschutz-Kondensatoren und -Widerstände einbauen, kurz, das Layout nochmals unter die Lupe nehmen. Stell hier mal ein Bild deines Gerätes ein, dann kann man Dir allenfalls bei der Verdrahtungsverbesserung helfen.

Das nächste wäre der Temperaturfühler.
Im Schaltbild ist sowohl T7 als auch T10 und 11 mit einer Kühlung versehen.
T7 soll thermisch an die Endtransistoren gekoppelt sein, T10 und 11 dürfen NICHT am Kühlkörper befestigt werden, sondern müssen separat gekühlt werden.

Ich würde zwischen Kollektor T7 / R10 und Kollektor T8 / Basis T10 einen Widerstand einfügen (Wert müsste ermittelt werden. Auf dem Schaltbild kann man die Zahlen nicht gut genug erkennen, um das hier nachzurechnen). Das würde mal die Wirkung des Temperaturfühlers reduzieren.
Durch einen weitern Widerstand parallel zu C9 müsste die Basisspannung wieder auf den alten Wert gebracht werden. Das Verhältnis dieser beiden Widerstände zueinander ergibt die Wirksamkeit des Temperaturfühlers.

Hallo Richard,

Das nächste wäre der Temperaturfühler. Im Schaltbild ist sowohl T7 als auch T10 und 11 mit einer Kühlung versehen. T7 soll thermisch an die Endtransistoren gekoppelt sein, T10 und 11 dürfen NICHT am Kühlkörper befestigt werden, sondern müssen separat gekühlt werden.

Das würde ich nicht tun. Der Ruheströmling muß mit den Treibern in thermischen Kontakt stehen, werden sie warm muß der Ruhestömling dicht machen. Er kann aber nur zu machen, wenn er genauso erwärmt wird, wie alles andere, sonst tut er das irgendwann.
Die Mosfet werden ab X °C einen höheren Rdson annhemen und werden deshalb von sich aus weniger Id zulassen, der aber bei 100°C immer noch 20A betragen darf, da kommen wir aber hier niemals hin.
Zur Temp-Gegenkopplung am Ruheströmling selber kann man einen Emitter-R für diesen verwenden, muß allerdings mit zur Verfügung stehenden Uce passen.

Die Z vorm Gitter ist sicher gut zu gebrauchen.

Erstmal Danke für eure ausführliche Hilfe!

Der Verstärker ist auf den originalen Elektor-Platinen aufgebaut. Die Transistoren T7 und T10-T13 sind in einer Reihe auf den KK montiert.

Hier mal ein Link zum Elektor-Artikel: http://www.ggebler.de/950077.pdf

Ist zwar die Beschreibung der IGBT-Version, bis auf die Endtransistoren und das Netzteil entspricht sie aber meinem HEXFET-MPA.

Die Kabelwege sind so kurz wie möglich. Z.Z. besteht die Netzteilsiebung sogar nur aus den auf der Platine befindlichen 2x10000 uF.

Der Ruhestrom ist ja jetzt recht stabil, außer dem relativ hohen Einschaltstrom (bei kaltem Verstärker) in einem Kanal.

Mich stören im Moment nur diese Geräusche aus der einen Endstufe (ist übrigends die mit dem hohen Einschalt-Ruhestrom).
Können diese durch defekte bzw. grenzwertige Bauteile verursacht werden oder sind es eher Einstreuungen?
Oder deuten diese Geräusche gar auf eine schwingende Endstufe hin (keine Ahnung, ob man ohne Oszi feststellen kann, daß eine Endstufe schwingt)?

Ich sollte mal den daneben stehenden PC ausschalten , der hat aber bisher nie Probleme gemacht.

Hallo Henry,

entweder muss der Thermofühler die Endstufe oder die Treiber überwachen. Werden die Treiber überwacht, geht das. Dann hat aber die Endstufe noch keine Überwachung, was aber bei MOSFET auch nicht nötig ist, wie ich erwähnt habe.

Oder wir überwachen die Endstufe. Der Strom der Treiber würde ja direkt den Strom der Endtransistoren beeinflussen, sodass dort mehr Wärme entstehen würde.

Was nicht geht, dass alles auf dem selben Kühlkörper montiert ist. Wird der Thermo wärmer, reduziert er die Basisspannung von T10 und 11 und damit den gesammten Ruhestrom.

Wird T10 und 11 wärmer, erhöht sich deren Ruhestrom und damit die Gatespannungen an den MOSFET, also auch deren Ruhestrom.

Das bedeutet, dass eine Wärmekopplung von T10 und T11 mit den Endtransistoren gerade kontraproduktiv ist, weil es eine Rückkopplung bewirkt.

@gundi
Auch wenn Elektor die Montage aller Transistoren auf dem gemeinsamen Kühlkörper empfiehlt, ist es Unsinn. Wenn Du nicht die gleichen Kühlkörper verwendest oder es gibt sonst irgendwelche baulichen Abweichungen, so kann sich das bereits auswirken.

Wenn eine Endstufe schwingt, so hast Du im Ruhefall, also ohne Signal, andere Spannungswerte an den Transistoren. Das ist mit einem normalen Multimeter messbar. Du müsstest mal da alles nachmessen, die Werte ins Schaltbild eintragen
und hier einstellen.

Das Geräusch kann durchaus von einem schwingenden Verstärker kommen und das Schwingen kann, da es hochfrequent ist, voll auf dem Hochtöner landen und diesen zerbrutzeln (ein unangenehmes Geräusch...)

Was nicht geht, dass alles auf dem selben Kühlkörper montiert ist. Wird der Thermo wärmer, reduziert er die Basisspannung von T10 und 11 und damit den gesammten Ruhestrom. Wird T10 und 11 wärmer, erhöht sich deren Ruhestrom und damit die Gatespannungen an den MOSFET, also auch deren Ruhestrom.

Ja aber doch Richard. Werden die Treiber und End-T gemeinsam gleichwarm und hängt der Ruheströmling ebenfalls auf derselben Wärmequelle, dann schließt sich der Regelkreis und die Einstellung des Ruhestromes geht analog zur Wärmeentwicklung einher, also senkt oder hebt sich.
Eine Verzögerung passiert nur, wenn die Montage des Ruheströmlings nicht an den Wärmequellen geschieht, sondern sie erst einen Weg x zurücklegen muß, ehe sie am Fühler ist. Gibt es aber keinen Thermokontakt, dann kann der Ruheströmling auch keinen Einfluß nehmen. Er muß aber beide Stufen überwachen, also Treiber und End-T (wobei das, wie Du geschrieben hast, beim Mosfet nicht das Problem ist).

Das Bild oben von der Sufe ist völlig ok, ganz nahe
beieinander und in einer Höhe. Keramikscheiben drunter und somit eine 1A Wärmeübertragung.

Ich weiß, Du weißt mehr aber das Ding mit der Regelkette lass ich mir so nicht einfach von den Bemme nehmen.

Was eine eventll. Schwingneigung angeht:
Beide Gitter-Vor-R dienen eigentlich im Zusammenhang mit der Gitter-C einer Unterdrückung. Möglicherweise müssen beide oder auch nur einer dieser Widerstände etwas erhöht werden.

Auch der Platinenaufbau im Bild ist m.E. ok, einzig die Lastmassestrippe würde ich da nicht hintun. Sie sollte direkt zwischen die Ladeelkos des Netzteils kommen, wo man normalerweise auch den ZMP anbringt.

zucker schrieb:

Werden die Treiber und End-T gemeinsam gleichwarm und hängt der Ruheströmling ebenfalls auf derselben Wärmequelle, dann schließt sich der Regelkreis und die Einstellung des Ruhestromes geht analog zur Wärmeentwicklung einher, also senkt oder hebt sich.

So sehe ich das auch.
Wenn T7,T10 und T11 wärmer werden, erhöhen sich deren Ruheströme und damit die Gatespannungen der FETs.
Vorrausgesetzt die Wärmekopplung über den KK ist gut, sinkt gleichzeitig der Strom durch die FETs durch die Temperaturerhöhung, was dann durch die höhere Gatespannung ausgeglichen wird.
Sieht für mich nach einer korrekten Regelung aus

Keramikscheiben drunter und somit eine 1A Wärmeübertragung.

Z.Z. habe ich Silikonscheiben montiert. Vielleicht sollte ich mal Keramikscheiben probieren.

Was eine eventll. Schwingneigung angeht: Beide Gitter-Vor-R dienen eigentlich im Zusammenhang mit der Gitter-C einer Unterdrückung. Möglicherweise müssen beide oder auch nur einer dieser Widerstände etwas erhöht werden.

Die habe ich schon etwas erhöht (22 statt 15 Ohm), da ich die 15er zum Zeitpunkt des Erstaufbaus nicht vorrätig hatte.
Sollte ich die Widerstände weiter erhöhen? In anderen MOSFET-Endstufen liegen diese Widerstände oft im Bereich um 100 Ohm.
Welche Nachteile wären dadurch zu erwarten?

Auch der Platinenaufbau im Bild ist m.E. ok, einzig die Lastmassestrippe würde ich da nicht hintun. Sie sollte direkt zwischen die Ladeelkos des Netzteils kommen, wo man normalerweise auch den ZMP anbringt.

Der zentrale Massepunkt befindet sich momentan auf der Platine zwischen den beiden Elkos, da ich derzeit keine externe Siebung eingebaut habe.


Das Zwitschergeräusch könnte euren Ausführungen zufolge also durchaus auf eine schwingende Endstufe hindeuten.
Komisch, da ich die originale HEXFET-Schaltung im Zuge der Reparaturarbeiten an das Update der IGBT-Version angepasst habe. Dort wurden laut Elektor einige Widerstände geändert, um die Endstufe stabiler zu machen.
U.a. habe ich jetzt auch die Spule am Ausgang drin (allerdings ohne den Paralell-R). Die hatte ich früher immer weggelassen.

Gruß, Guido

Wenn T7,T10 und T11 wärmer werden, erhöhen sich deren Ruheströme und damit die Gatespannungen der FETs.

Eben nicht!!
Wenn T7 wärmer wird, steigt zwar sein Strom, damit nimmt aber die Basisvorspannung der Treiber ab und damit nimmt deren Strom und der Strom der Endtransistoren ab. Diese zwei Funktionen sind also gegenläufig!

Wenn T 10 und 11 wärmer werden, erhöht sich deren Strom und damit der Strom der Endtransistoren, also schaukelt sich DIESE Wärmeverkopplung auf!

Sollte ich die Widerstände weiter erhöhen? In anderen MOSFET-Endstufen liegen diese Widerstände oft im Bereich um 100 Ohm. Welche Nachteile wären dadurch zu erwarten?

Das würde ich auch so vorschlagen. Tatsächlich nimmt durch die Kapazität der FET die Grenzfrequenz ab, aber sie liegt dabei immer noch bei rund 250kHz bei den 100 Ohm.

Hai.
Ich hoffe, mich auf dem Schaltplan nicht verlesen zu haben: Vergrößere C10 und eventuell auch C5. Vielleicht wird es besser.
C.

richi44 schrieb:

Wenn T7 wärmer wird, steigt zwar sein Strom, damit nimmt aber die Basisvorspannung der Treiber ab und damit nimmt deren Strom und der Strom der Endtransistoren ab. Diese zwei Funktionen sind also gegenläufig! Wenn T 10 und 11 wärmer werden, erhöht sich deren Strom und damit der Strom der Endtransistoren, also schaukelt sich DIESE Wärmeverkopplung auf!

Wenn T10 und T11 wärmer werden, sollten ja auch die End-FETs wärmer werden. Diese verringern aber doch ihren Strom bei Erwärmung (negativer Temp.-Koeff.)?
Also dürfte sich da ja nichts aufschaukeln?

Die Erhöhung der Gate-Widerstände und C5/C10 werde ich mal ausprobieren.

Ja, aber:
Wenn wir einfach mal einen zu hohen Ruhestrom annehmen, dann werden die MOSFET warm. Und damit heizen sie die Treiber auf, welche den Ruhestrom weiter erhöhen.
Ich sage ja, eigentlich ist gar keine Temperaturüberwachung nötig. Das machen die FET von sich aus.
Aber wenn man sowas macht, dann sollte man es richtig machen. Wenn man die Treiber auf den selben Kühlkörper wie die FET montiert, arbeitet der Temperatureinfluss der Treiber der stabilisierenden Temperaturkurve der FET entgegen.
Und ob es sich aufschaukelt, hängt wirklich von der Stärke des Einflusses auf die Treiber ab. Das müsste man im Einzelfall untersuchen.

Noch was:
Hast Du den Kühlkörper an Masse gelegt?

richi44 schrieb:

Noch was: Hast Du den Kühlkörper an Masse gelegt?

Achja, gut daß du mich daran erinnerst. Zum Thema Erdung des Gehäuses wollte ich schon länger mal was fragen
Ich bin mir nämlich nicht sicher, ob ich das richtig gemacht habe.

Also der KK ist nicht auf Masse!
Ich habe alle Buchsen isoliert eingebaut und das Gehäuse mit dem Schutzleiter des 3-adrigen Netzkabels verbunden.
Der KK hat Kontakt mit dem Gehäuse.

Anfangs (ist wie gesagt ca. 10 Jahre her) hatte ich ein 2-adriges Netzkabel und das Gehäuse über die Chinchbuchsen auf Masse liegen (ergo auch den KK), so wie es im Elektor-Artikel dargestellt wurde.
So war die Brummunterdrückung zwar etwas besser, bei einem versehentlichen Kurzschluß (den genauen Hergang weiß ich nicht mehr) war der Strom aber über die Masseleitung der Chinchbuchsen abgeflossen, wobei mir die entsprechenden dünnen Leiterbahnen auf der Platine durchgebrannt waren.

Bei einem anderen Versuch mit zentralem Massepunkt am Gehäuseboden (mit isolierten Chinchbuchsen) war ein deutliches Brummen zu vernehmen.

Hallo,

Mich stören im Moment nur diese Geräusche aus der einen Endstufe (ist übrigends die mit dem hohen Einschalt-Ruhestrom). Können diese durch defekte bzw. grenzwertige Bauteile verursacht werden oder sind es eher Einstreuungen?

Solche Störgeräusche(prasseln, zirpen, ungleichmäßiges rauschen) werden oft durch "angeknackste" Halbleiter erzeugt. Möglich ist auch, dass das Gerät schwingt....Ein Oszilloskop sollte wirklich schon vorhanden sein, damit man sowas gleich auschliessen, und weitersuchen kann.

Du kommst aus NRW ? Wo genau?

Wenn ich mal von einem normalen Verstärker mit Metallgehäuse ausgehe, so ist auch bei Selbstbau die Gehäusemasse gleich der Audiomasse, also dem zentralen Massepunkt. Dies einfach mal, damit keine statischen Störungen (kapazitive Einkopplung) einstreuen können.
Wenn jetzt der Netztrafo der entsprechenden Schutzklasse entspricht und die ganzen Netzleitungen doppelt isoliert sind (jedenfalls nach Schweizer Vorschrift) ist eine Schutzerdung nicht nötig.
Entsprechen die Einbauten nicht dieser Schutzklasse, MUSS der Schutzleiter UND die Audiomasse auf dem Gehäuse landen.

Wenn Du nun das Gehäuse am Schutzleiter hast, aber keine Verbindung zur Audiomasse besteht, ist im eigentlichen Sinne die Schaltung nicht gegen Brummeinstreuungen geschirmt und der Kühlkörper nicht in Bezug auf Audio geerdet.

Wenn Du etwas ohne Schutzleiter bauen willst, dann "steck Dein Gerät in einen Kunststoffsack" (im übertragenen Sinne) Du hast noch die Blechabschirmung auf Audiomasse, aber keinen äusseren Kontakt mit dem Metall. Du brauchst also quasi ein Blechgehäuse im Blechgehäuse, innen an Masse, ausssen an Schutzleiter.

Und das wegen den durchgebrannten Leiterbahnen: Wenn mal das Gehäuse am Massepunkt liegt, musst Du ja explizit den Kurzschluss auf die Cinchbuchsen machen. Jedenfalls würde ich die Massen nahe am Verstärkereingang als Cinchmasse verwenden und nicht der zentrale Massepunkt irgendwo mitten in der Schaltung (mit Lautsprecherstrom überlagert).

Jetzt will ich auch noch meinen Senf dazugeben:
1. Der Verstärker wird wohl recht wahrscheinlich schwingen, daher die Zirpgeräusche, manchmal hört man die Hüllkurve solch einer (oft unsymmetrischen) Schwingung. Ein defektes Teil ist auch nicht ganz auszuschließen, aber eher zu höchstens 10% wahrscheinlich.
Also organisiere einen Oszillographen !!! und hänge das Gerät ran und sieh, ob es unnormale Kurven am Ausgang gibt, de rreine Sinus eines Generators stellenweise von einer Art Schleier verhüllt wird etc.

2. Zum Ruhestrom: T7 T10 T11 müssen auf einen Kühlkörper. Denn T7 stellt die Basisvorspaanung für T10 und 11 bereit, hat deren Temperatur also zu messen und zu kompensieren. Wenn er dies tut, bleibt die Vorspananung für die FETs richtig und konstant und ihr Ruhestrom bliebe gleich.

3. Ich schreibe "" und deshalb muss ich noch mal auf den weit verbreiteten FET Irrtum hinweisen:

Ihr TK ist gegenläufig zu dem von Transistoren. FALSCH !! Bzw. nur bedingt richtig- für größere Ströme
Dazu mal einfach das Datenblatt vom IRF 540 von IRF runterladen und dort mal Figure 3 ansehen


Was sehen wir da ? Zwei Kurven eine für 25 Grad und eine für 175 Grad. UNd die schneiden sich erst bei ca. 5,2 Volt Ugs =ca. 1,8 A.
Also verhält sich der Fet links vom Schnittpunkt temperaturmäßig wie ein Transistor !! und erst rechts davon genau anders rum - nämlich selbst Ruhestromsenkend bei steigender Erwärmung. (Das sieht man dort am geringeren Strom bei höherer Temperatur.)


Alles klar ??? Nie wieder vergessen!!

Das macht die exakte Temperaturkompensation eines FETs natürlich fast unmöglich und auch der von "gegentakt" mal eingebrachte Vorschlag einen bipolaren Transi und einen Fet in Reihe als Wärmefühler zu benutzen stirbt dadran, das zu dessen exakter Funktion, beim Fühlerfet der gleich Querstrom erforderlich ist, damit dies funktioniert. (Grund siehe Diagramm 3)


Also wäre hier wieder eine gewisse thermische Kopplung von T7 mit den EndFETs doch nicht ganz so schlecht.
Also engste Kopplung mit T10;11 ;weitere Kopplung mit T12 T13. Evenuell reicht dazu aber bereits die Strahlungswärme des Kühlkörpers bzw. die steigende Innentemperatur.
Oder auch einfach alles auf einen KK montieren. Beim anderen Kanal geht das ja recht gut.

Ende der Aufklärung für heute - meine Frau holt gerade Wein aus dem Keller....

Schönen Abend auch Euch noch

Ultraschall schrieb:

1. Der Verstärker wird wohl recht wahrscheinlich schwingen, daher die Zirpgeräusche, manchmal hört man die Hüllkurve solch einer (oft unsymmetrischen) Schwingung. Ein defektes Teil ist auch nicht ganz auszuschließen, aber eher zu höchstens 10% wahrscheinlich.

Ist wohl wirklich so, daß der Verstärker schwingt.
Ich hatte ein paar Teile durch Teile aus der Grabbelkiste ersetzt, womöglich war eines davon nicht mehr so gut.

Ultraschall schrieb:

Also organisiere einen Oszillographen !!! und hänge das Gerät ran und sieh, ob es unnormale Kurven am Ausgang gibt, de rreine Sinus eines Generators stellenweise von einer Art Schleier verhüllt wird etc.

Ehrlich gesagt, habe ich keine Lust mehr, noch tagelang auf Fehlersuche zu gehen. Das Teil ist über 10 Jahre alt, die Siebelkos dementsprechend wahrscheinlich nicht mehr so toll, die Platine ziehmlich mitgenommen/geflickt ...

Ich werde mir lieber mal was Neues zulegen

Ultraschall schrieb:

Was sehen wir da ? Zwei Kurven eine für 25 Grad und eine für 175 Grad. UNd die schneiden sich erst bei ca. 5,2 Volt Ugs =ca. 1,8 A. Also verhält sich der Fet links vom Schnittpunkt temperaturmäßig wie ein Transistor !! und erst rechts davon genau anders rum - nämlich selbst Ruhestromsenkend bei steigender Erwärmung. (Das sieht man dort am geringeren Strom bei höherer Temperatur.) Alles klar ??? Nie wieder vergessen!!

Danke für die Aufklärung!
Hätte man ja auch selber drauf kommen können
Aber ich werd's mir merken.

Gruß
Guido

Hallo,

Also organisiere einen Oszillographen !!!

da Gundi ja aus NRW kommt, hätte ich ihm so ein Ding für ein paar Wochen unentgeltlich ausgeliehen....Aber er will ja nicht mehr

Hi!

Ja, Danke für dein Angebot
Aber ich habe wirklich keine Lust mehr, viel Zeit in das Teil zu investieren.

Andererseits:
Ein kompletter Neuaufbau wäre noch denkbar, da ich noch ein neues Platinenpärchen rumliegen habe.
Evtl. komme ich ja doch noch auf dein Angebot zurück (BTW: ich komme aus dem Kreis Heinsberg).

Beim Neuaufbau würde ich dann einige Sachen anders machen:
- Doppeltransistoren in der Eingangsstufe
- Relais und Einschaltverzögerung auf der Platine weglassen, stattdessen z.B. ein DC30-Modul von Thel einbauen
- Neues Netzteil für mehr Leistung
- evtl. IGBTs statt HEXFETs
- oder 2 Pärchen HEXFETs am Ausgang
- ...

Na, mal schauen

Moin!

Ich hätte nochmal eine Frage zur Schaltung:


Könnte man die Sicherungen F1/F2 in den Drainleitungen der FETs durch Widerstände ersetzen (0R1/5W, wie in der IGBT-Version), zumindest zeitweise während des Abgleichs?
Dann könnte man den Ruhestrom einfacher messen und müsste nicht immer Widerstände in die Betriebsspannungsleitung einschleifen

Und noch 'ne Frage:
Darf man die Gegenkopplungswiderstände R5/R6 (2k/84R5) etwas verändern? Ich denke so an 1k2/100R, da mir die Spannungsverstärkung zu groß ist und ich den 84,5 Ohm nicht vorrätig habe.

Ich würde die Sicherungen während des Abgleichs durch einen Widerstand ersetzen.

Prinzipiell kann man die Gegenkopplung verändern. Zu beachten ist erstens, dass durch eine Änderung des Längswiderstandes (Deine 1,2k) die Grenzfrequenz verändert wird. Um soviel %, wie Du den Widerstand verkleinerst, musst Du den Parallelkondensator vergrössern. Sonst kann es zu wildem Schwingen der Schaltung kommen.

Und zweitens verbessert eine stärkere Gegenkopplung den Frequenzgang und den Klirr. Aber das nur statisch. Je grösser bei einer Schaltung die Leerlaufverstärkung ist und je kleiner die Verstärkung mit Gegenkopplung ist, umso kritischer wird sie auf TIM-Klirr und auf Schwingneigung.

Und es gibt noch einen Punkt, der erwähnt werden muss:
Wenn der Eingang am einen Transistro angreift, die Gegenkopplugn aber am anderen, so hängt die einwandfreie Funktion der Schaltung von deren Gleichtaktverhalten ab.

Betrachten wir mal T1 und 2.
Wenn an beiden Basen identische Signale anliegen (beide verbunden), so ändert sich die Emitterspannung beider Transistoren. Und weil diese an einer Konstantstromquelle hängen (T6), ändert sich der Kollektorstrom nicht und damit bleibt die Kollektorspannung konstant. Es kommt nichts heraus, was auch gewollt ist.
Je nach Spannungswert dieser Kollektorspannung kann es, zumindest theoretisch passieren, dass die Basisspannung in die Nähe der Kollektorspannung kommt. Dann ändert der Transistor sein Verhalten und es treten schlagartig hohe Verzerrungen auf.

Wenn man also die Eingangsspannung relativ hoch wählt, um einen geringen Klirr zu bekommen (geringe Schaltungsverstärkung / starke Gegenkopplung), ist es vorteilhafter, die Schaltung als Inverter zu betreiben. Dann werden beide Signale, also der Eingang und die Gegenkopplung, auf eine gemensame Basis geführt. Das Resultat an der Basis ist praktisch Spannung NULL, und damit kann es nicht passieren, dass die Basisspannung in die Nähe der Kollektorspannung gerät.

Im vorliegenden Fall ist die Gefahr relativ gering, aber besonders bei Schaltungen mit OPV am Eingang mit entsprechend geringerer Speisespannung darf man dies nicht vernachlässigen.

Hi!

So, die beiden HEXFET-Amps laufen wieder
Den Ruhestrom durch die IRFs habe ich auf ca. 130 mA eingestellt, mit den 200 mA aus dem Elektor-Artikel wird mir das Dingen zu warm

Mit dem Ohr direkt am Lautsprecher ist noch ein leichtes Brummen und Rauschen zu hören, das liegt aber wahrscheinlich an der bescheidenen Siebkapazität (2x10000 uF/Kanal) und den 10 Jahre alten Elkos.

Da ich das Netzteil komplett neu aufbauen müsste (2x22 V~ sind etwas wenig) und ein DC-Schutzmodul auch noch fehlt, werde ich mir trotzdem etwas komplett Neues mit etwas mehr Leistung gönnen (siehe Paralell-Thread).

Tschüss HEXFET-MPA

Gruß
Guido

gundi schrieb:

Moin! Ich hätte nochmal eine Frage zur Schaltung: .... Könnte man die Sicherungen F1/F2 in den Drainleitungen der FETs ..... Und noch 'ne Frage: Darf man die Gegenkopplungswiderstände R5/R6 (2k/84R5) etwas verändern? Ich denke so an 1k2/100R, da mir die Spannungsverstärkung zu groß ist und ich den 84,5 Ohm nicht vorrätig habe.

Es ist die Sourceleitung, nicht die Drainleitung! Das nur zur Klarstellung, deshalb ist der N-Kanal Typ IRF9... oben. Das entspricht bei einer Transistorendstufe der Emitterschaltung(Emitter ist da wechselspannungsmäßig mit Masse verbunden-hier erfolgt diese Wechselstromverbindung über die Elkos der Speisespannung.)

Wenn man die Gegenkopplung so verändert, das die Verstärkung kleiner wird, steigt die Schwingneigung des Verstärkers.
[Ich hatte schon öfters den Eindruck das einige Entwickler die Stabilität erst durch (unnötig) große Verstäkung in den Verstärker hineinbringen. Nicht so das Wahre.]

"Versuch - macht kluch."

Teste, notfalls ein paar der kleinen Kondis ändern.(Die im Difff-Verstärker und der über den 2K Widerstand)

Ultraschall schrieb:

Es ist die Sourceleitung, nicht die Drainleitung! Das nur zur Klarstellung, deshalb ist der N-Kanal Typ IRF9... oben. Das entspricht bei einer Transistorendstufe der Emitterschaltung(Emitter ist da wechselspannungsmäßig mit Masse verbunden-hier erfolgt diese Wechselstromverbindung über die Elkos der Speisespannung.)

Ja, stimmt natürlich.

Ultraschall schrieb:

Wenn man die Gegenkopplung so verändert, das die Verstärkung kleiner wird, steigt die Schwingneigung des Verstärkers. [Ich hatte schon öfters den Eindruck das einige Entwickler die Stabilität erst durch (unnötig) große Verstäkung in den Verstärker hineinbringen. Nicht so das Wahre.]

Ich verstehe sowieso nicht, warum die Endstufen oft so empfindliche Eingänge (~1V für Vollaussteuerung) haben.
I.d.R. hängen doch Vorverstärker davor, die das Hochpegelsignal z.B. eines CD-Players normalerweise auch schon verstärken (meine Selbstbau-Vorstufe verstärkt 3-5 fach, genau habe ich das nicht mehr im Kopf).
Dadurch befindet sich das Lautstärkepoti bei Zimmerlautstärke im untersten Einstellbereich, wo WIMRE der Kanalgleichlauf des Potis nicht ideal ist.

Ultraschall schrieb:

Teste, notfalls ein paar der kleinen Kondis ändern.(Die im Difff-Verstärker und der über den 2K Widerstand)

Wie gesagt, der Verstärker scheint ja nun stabil zu laufen (mit Verstärungsfaktor 16x). Um ganz sicher zu gehen, müßte ich zwar mal einen Oszi dranhängen, aber da ich ja sowieso plane, die Endstufe auszutauschen, erspare ich mir den Aufwand

PS: Wieso werden die Quotes nicht richtig angezeigt?

(Psst, weil Du eine /q zuviel drin hattest und der HF Code nicht gehakt war. )