Class-D für elektrostaten mit 1000% Wirkungsgrad?

Meinst du das ernst?

Natürlich ist ein Elektrostat mit Class-D-Amp kein Perpetuum Mobile. Wie sollte der auch Erergie erzeugen?

Der Energie-Erhaltungssatz gilt. Der Elektrostat kann nicht die gesamte Energie zurückspeisen, die als Schall abgegebene Energie fehlt.

Zudem addieren sich die Wirkungsgrade nicht - wo kämen wir da hin - sie plutimiezieren (äh wie hieß das, Detlef?) sich. Das heißt, wenn der Amp 95% Wirkunsgrad hat und der Elektrostat 80% - was SEHR optimistisch ist - sind wir bei 76%.

Das war ein Scherz. Oder bist du grad genauso tüdelich im Kopp nach Hause gekommen wie ich?

Gruß, Hauke

Real lassen sich Wirkungsgrade üner 100% nicht erreichen. Der reale Wirkungsgrad in meiner Rechnung ist sogar 0%. Aber ein ESL braucht fast nur Blindleistung. Und wenn man die rechnet erhält man 1000%.

Natürlich meine ich nicht den Akustischen Wirkungsgrad, der ist extrem klein. Aber daher ist es umso wichtiger einen großen elektrischen Wirkungsgrad zu haben.

Z.B.
100 W Netzteil
und 1000W Class-D Endstufe

Class-D Verstärker haben im allgemenen eine sehr hohen Wirkungsgrad (90-95%). Die Nutzleistung ist also ungefähr 10 mal größer als die im Verstärker verbrauchte Leistung.

Das stimmt noch.

100 W Netzteil und 1000W Class-D Endstufe

Da liegt der Denkfehler. Vielmehr würde der Amp bei einem 100W Netzteil im günstigsten Fall 95W Ausgansleistung produzieren.

Ich denke eher bei dir liegt der Denkfehler vor. Wenn ich eine Induktivität in Reihe mit dem ESL schalte, wird im Resonanzfall die mehrfache eingespeiste Spannung an der Kapazität anliegen. Also auch ein mehrfaches der Blindleistung.

Ist dann aber nur als Sirene zu gebrauchen.

Ein class D Verstärker kann das Gleiche nur breitbandiger.

Davon red ich gar nicht.

100 W Netzteil und 1000W Class-D Endstufe

Aus einem 100W Netzteil kannst Du an der Endstufe niemals 1000W Ausgangsleistung ziehen.

Wenn es keine echte Leistung sondern Blindleistung ist geht das schon. Die Energie mit der der ESL aufgeladen wurde fließt bei der endladung wieder un die Pufferkondensatoren zurück.

Hallo,

der ESL muss Wirkleistung aufnehmen, sonst kann er keine (Akustische) Leistung abgeben. Er kann sich nicht wie ein idealer Kondensator verhalten.

Um der Gesamtwirkungsgrad einer Kette zu berechnen, darf man nicht die %-Zahlen multiplizieren, sondern Eta.

z.b.
Netzteil Wirkungsgrad 90% = Eta 0,9
Endstufe Wirkungsgrad 95% = Eta 0,95

Gesamtwirkungsgrad = 0,9 * 0,95 = 0,855 = 85,5%

@ schuhmann

ich glaube der Denkfehler ist, dass du die vom ESL zurückgeliefete Blindleistung, als Wirkleistung siehst.

und mit Blindleistungen lässt sich kein Wirkungsgrad errechnen, da die Wirkung fehlt.

Thomas

Es stimmt wohl dass sich mit einer aufgenommenen
Wirkleistung von Bsp 100W, ein Vielfaches an
Blindlistungen "provozieren" lässt.

siehe zB Zeilenendstufe vom Fernseher, etc...

Nur kann man keine Vorteile daraus ziehen.
Der class D kann die Blindleistung zwar
wieder in die Siebung aufnehmen, musste sie aber
davor ebenso zur Verfügung stellen, also
kein Effekt.
Der AB muss die geforderte und schließlich
zurückgelieferte Blindleistung in Wärme umwandeln,
noch schlechter.

Insgesamt mindert eine verhandene Blindkomponente
den Wirkungsgrad, da ja auch durch die Blindströme
Spannungsabfälle in den Leitungen entstehen; diese
machen sich als Wirkleistungsverlust bemerkbar.

Das die Blindkomponente den Wirkungsgrad mindert, ist mir klar. Bei einem elektrostatischen Lautsprecher ist sie aber auf jeden Fall vorhanden. Er verhält sich wie ein Kondensator mit parallel geschalteter Ohmscher Last. Deshalb nimmt sein Wirkungsgrad linear mit der Frequenz ab.

Bei hohen Frequenzen ist der Wirkungsgrad dann sehr schlecht und man braucht sehr leistungsstarke Verstärker.

Wenn man die Blindkomponente vernachlässigt ist der Wirkungsgrad aber sogar sehr hoch, da es aufgrund der hohen Spannungen kaum zu ohmschen Verlusten kommt.

Die 1000% bedeuten keine magische Energievermehrung, sondern die Effiziens im Vergleich zu linearen Endstufen bestimmten Wirkungsgrades.

In die Berechnung des Wirkungsgrades geht die Wirkleistung, nicht die Blindleistung.
Die spielt nur indirekt eine Rolle, da deren Ströme oft zusätzliche "wirkliche" Verluste verzeugen - und zwar vor allem bei klassischen ab-Endstufen.

Die Verluste bei einem ESL werden in der Prakis vor allem durch Kompensationsnetzwerke und den Übertrager bestimmt, das eigentliche Panel ist dagegen ziemlich perfekt.

Die Verluste bei class-d sind fast ausschließlich abhängig vom Strom und zwar ziemlich unabhängig von seinem Phasenwinkel.

Es ist durchaus normal mit Wirkungsgraden über 100% zu rechnen. Ein Brennwertkessel (Zentralheizung) erreicht über 100% des Heizwertes vom Gas. Und so wird er auch angegeben.

Und wenn so ein Verstärker an einem Elektrosaten 20 mal effizienter ist als einer, der an einer ohmschen Last 50% wirkungsgrad hat, dann kann man das auch als 1000% schreiben.

Ich habe es vor allem mal so provokativ in den Titel gestellt um Antworten zu provozieren.

Allerdings interressiert es mich vor allem ob jemand damit schon Erfahrungen gemacht hat. Denn theoretich sollte alles so funktionieren. Allerdings steckt immer der Teufel im Detail.

Hi schuhmann,

auf der DIY-Messe lief meine class-d Elektronik an den Elektrostaten von Capaciti. Man hat also gesehen und gehört, dass sowas durchaus gut funktionieren kann.
Ich habe hier noch Panels von Audiostatic rumstehen und auch das funktioniert prächtig.
Ein Kunde hat die Panels von einer großen ML daran und ist auch angetan. http://hifiakademie.de/?id=0.3.20.5

Mir wäre es zwar sehr recht, wenn ich über das Einspeisegesetz die Anlage finanzieren könnte (Wirkungsgrad >100%), aber auch so bin ich recht zufrieden

Ich hoffe du denkst nicht, dass ich an Wunder glaube. Energie erzeugen wird der Verstärker nicht. Aber so eine kleine Spitze habe ich vielleicht verdient.

Aber mich würde es doch interressieren, welche Leistungsaufname der Verstärker hat, wenn er bei z.B. 10kHz eine bestimmte Spannung erzeugt(was bei einer bestimmten Impedanz ja einer bestimmten Blindleistung entspricht).

schuhmann schrieb:

Es ist durchaus normal mit Wirkungsgraden über 100% zu rechnen. Ein Brennwertkessel (Zentralheizung) erreicht über 100% des Heizwertes vom Gas. Und so wird er auch angegeben.

Das ist ein Fehler, bei dem durch frühere Tricksereien auf einemal ein Wert über 100% herauskommt. Natürlich völliger Unsinn.

schuhmann schrieb:

Und wenn so ein Verstärker an einem Elektrosaten 20 mal effizienter ist als einer, der an einer ohmschen Last 50% wirkungsgrad hat, dann kann man das auch als 1000% schreiben.

Dann darfst du schreiben, dass eine Gerätekombination "20 mal effizienter ist" als eine andere - über 100% kommst du dabei trotzdem nicht.

Der Energieerhaltungssatz ist immer gültig!

Hi schuhmann,

wie gesagt, sind die Verluste bei class d vor allem vom Ausgangsstrom abhängig. Die Ausgangsspannung ist ja sowieso nur hinter dem Filter zu messen - direkt an der Schaltstufe kann man immer näherungsweise einen Rechteck messen - wenn auch mit entsprechend moduliertem Puls-Pausen-Verhältnis.
Von daher "sieht" die Schaltstufe nur den Ausgangsstrom, nicht die Ausgangsspannung.

Schaue doch mal auf
http://hifiakademie.de/?id=1.8.4.2

Gerade bei höheren Leistungen sind die I2R-Verluste dominant.
Bei Endstufen für Leistungen über 200W verwendet man FETs mit einem Ron meist unter 50mOhm.
Selbst bei 10A ergibt dass dann nur 5W an Verlustleistung.

Hallo,

es stimmt schon, dass ein Elektrostat im "Prinzip" einen idealen Kondensator darstellt. Dass dieser hingegen nur kapazitive Blindleistung aufnimmt, ist so nicht ganz richtig. Dass dieser keine Wirkleistung aufnimmt stimmt nur für den stationären Betrieb bei Gleichspannung. Wird eine Wechselspannung an das Teil gelegt kommt es zur Bewegung der Membranfolie. Einfach ausgedrückt: Nach dem Gesetz Kraft*Weg=(Wirk-)Arbeit wird sehrwohl Wirkleistung benötigt, um die Luftmolekühle vor der Folie herzuschieben und hinter der Folie nachzuziehen. Diese Wirkarbeit wird über die sog. "Strahlungsimpedanz" an die umgebenden Raum übertragen.
Eine recht interessante Darstellung der Verhältnisse kann man hier nachlesen:
http://www.mdw.ac.at...tt05lautsprecher.pdf

LG Walter

@Walter38 Der Ohmsche antei der Last ict ber huhen Frequenzen zu vernachlässigen.

@hreith
Tolle Seite hast du da. Das war eine menge Arbeit und vor allem die Gliederung in all die Unterpunkte sind eindruchsvoll.

Es würde mich aber nicht wundern wenn bei hohen Frequen und damit bei nidriger Impedanz des ESL die Leistungsaufname des Verstärkers kleiner ist als die abgegebene Blindleistung.

Frage zur Terminologie wie würdest du den wirkungsgrad des verstärkers messen, wen die Ausgabgsbllindleistung höher als die leistungsaufname ist.

Hi,

der unbeschaltete ESL verhält sich schon sehr kondensatorhaft ist aber in dieser Form nicht mit üblichen amps ansteuerbar. Durch den in der überwiegenden Mehrzahl der Fälle verwendeten Übertrager verhält sich die Kombination ESL+Übertrager eben nicht so, wie es an der Impedanzkurve auch ablesbar ist. Eigentlich nur in einem Bereich von einigen hundert Hz bis wenigen kHz istt ein kondensatorisches Verhalten zu sehen, darunter und darüber ein induktives (bzw. eine Kombination davon--Resonanz).
Das Verhalten wird sehr stark durch die Konzeption des ESL selbst und der Qualität des Übertragers bestimmt, wobei gute Übertrager mehr der kapazitiven Natur des ESL durchlassen als schlechte Übertrager, sprich der Phasenwinkel ist größer.
Elektrisch segmentierte Panele -Audiostatic et al- sind dabei unkritischer als unsegmentierte ala ML, die aneinem guten Übertrager stellenweise über 80° Phasendrehung verursachen und damit viele Verstärker vor eine unlösbare Aufgabe stellen (zur Beruhigung: MLs eigene Übertrager sind von einer minderen Qualität und verursachen daher wesentlch geringere Phasendrehungen.)
Die amps von Huberth jedenfalls lieferten selbst an unsegmentierten Panelen (>1nF) mit gutem Übertrager (1:75) eine stabilere und überzeugendere Vorstellung als viele teurere ´analoge´ Verstärker.

DerESELman