30W an 4 Ohm: Welche Ausgangs-Transistoren ?

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krachkiste
Stammgast
#1 erstellt: 19. Apr 2009, 11:44
Hallo HiFi-Gemeinde,

ich plane grade an einem Verstärker, der etwa 30W an 4Ohm pro Kanal liefern soll, bzw. was aus einem 2x12V Trafo halt so rauskommt.

Im Groben und Ganzen ist es ein "Blameless"-Design mit CFP Ausgangsstufe.

Da die Leistung ja recht gering ist habe ich vor Endtransistoren im TO220-Gehäuse einzusetzen.

Dazu habe ich bis jetzt nur die MJE15030/1 gefunden, die dafür in Frage kommen würden.

Nun die Frage, eignen die sich? Hat da wer Erfahrungen? (dem Papier nach sollte es ja gehen)

Mir macht etwas Sorgen, dass die etwas schwach auf der Brust sind, was die Stromverstärkung bei hohen Strömen angeht. Das geht (nach dem Papier) mit meinen 2SC3953/A1538 Treibern gerade so noch auf. (Ich rechne mit etwa 4A spitze)

Dem Papier nach fände ich die 2SA1186/C2837 eigentlich genau richtig, nur sind die halt in nem größeren Package (TO3P).
Kann da jemand sagen, wie die sich so machen oder gar "klingen" (ich trau's mich kaum "" zu schreiben ,weil letztendlich solls ja eben gerade nicht "klingen")
Außerdem verunsichert mich etwas das Reicheltangebot mit 0.56€ das Stück. Ist das nicht verdächtig zu billig, oder bin ich nur paranoid?

Ideal wäre halt ein Mittelding zwischen den beiden in einem TO220 Gehäuse, vielleicht kennt da ja jemand was.

Würde mich über eure Meinungen, Erfahrungen, Vorschläge, etc. freuen.

Grüße,
KrachKiste
On
Hat sich gelöscht
#2 erstellt: 19. Apr 2009, 12:16
Hallo,

die 15030/1 klingen gut, die reichen dafür und habe ich auch eingebaut. Du hast ja sowieso nur 15W Dauerleistung bei 2x12V.
Der Ic max beträgt 8 A. Das bedeutet, daß sie darüber durchbrennen aber nicht, daß man sie im Audiobereich so weit betreiben sollte. Die 2sa1186... haben zwar 10 A Spitze aber nicht unbedingt mehr hfe bei 4A. Auf den ersten Blick würde ich sagen, die Streudaten sind größer. Außerdem sind die einen mit 30MHz angegeben und die anderen mit nur 10MHz. Die anderen würde ich vielleicht ausmessen, ansonsten "klingen" die genauso.

Siehe bei beiden nach:
Stromverstärkung über Ic (25°)
Verstärkungs-Bandbreitenprodukt
Pv über Temperatur z.B. bei 100°C

Grüße
On
U=R*I
Stammgast
#3 erstellt: 19. Apr 2009, 13:52
Nach D. Self soll es ja auch bei geringen Pegeln lohnenswert sein, die Ausgangstransistoren zu doppeln, wegen dem höheren hfe bei kleinen Strömen (Beta-Droop) und wegen der Abschwächung der Crossover- oder Switchoff-Distortion (hab vergessen welche).

Edit: Dein Blameless-Schaltplan würde mich interessieren...


[Beitrag von U=R*I am 19. Apr 2009, 13:53 bearbeitet]
rebel4life
Inventar
#4 erstellt: 19. Apr 2009, 13:56
Wenn du dir Sorgen über den Verstärkungsfaktor machst, dann kannst du ja auch einfach eine Darlingtonschaltung aufbauen, der "vordere" Transistor muss ja nicht so viel aushalten.

MFG Johannes
Gustav____
Ist häufiger hier
#5 erstellt: 19. Apr 2009, 16:51

Mir macht etwas Sorgen, dass die etwas schwach auf der Brust sind, was die Stromverstärkung bei hohen Strömen angeht. Das geht (nach dem Papier) mit meinen 2SC3953/A1538 Treibern gerade so noch auf. (Ich rechne mit etwa 4A spitze)


@rebel4life

lolig, die Treiber Transistoren bilden mit den Endtransistoren eine Darlingtonstufe, noch eine Stufe bringt wohl mehr Probleme mit sich als dass sie welche löst.


[Beitrag von Gustav____ am 19. Apr 2009, 16:52 bearbeitet]
krachkiste
Stammgast
#6 erstellt: 19. Apr 2009, 17:25

On schrieb:
Du hast ja sowieso nur 15W Dauerleistung bei 2x12V.

An 8 Ohm würde ich dir rechtgeben. Auf welche Annahmen/Erfahrungen beziehst du deine Aussage.

On schrieb:

Der Ic max beträgt 8 A. Das bedeutet, daß sie darüber durchbrennen aber nicht, daß man sie im Audiobereich so weit betreiben sollte. Die 2sa1186... haben zwar 10 A Spitze aber nicht unbedingt mehr hfe bei 4A. Auf den ersten Blick würde ich sagen, die Streudaten sind größer. Außerdem sind die einen mit 30MHz angegeben und die anderen mit nur 10MHz. Die anderen würde ich vielleicht ausmessen, ansonsten "klingen" die genauso.


Ah OK, ich habe ein Datenblatt von SanKen zu denen (1186) gesehen. Da stand drinn, die würden bis 60MHz gehen.

Wenn das aber so ist, werd ich vielleicht doch entweder die 2SA1943/C5200 oder populäre äquivalente nehmen, oder zwei von den MJE15030ern parallel schalten. Wobei ich die parallelschaltung eher vermeiden wollte und dann lieber auf ein größeres package gehe, wenn sich nicht noch ein geeigneterer TO220er findet, der ohne parallelling auskommt.


rebel4life schrieb:
Wenn du dir Sorgen über den Verstärkungsfaktor machst, dann kannst du ja auch einfach eine Darlingtonschaltung aufbauen, der "vordere" Transistor muss ja nicht so viel aushalten.

MFG Johannes

Nicht direkt um den Verstärkungsfaktor. Die SA1538/... gehen nur bis 200mA, und mit linearem HFE nur bis weniger als 100mA.
Mit einem HFE der Endtransistoren von 100 bis zum Ende reicht das rein rechnerisch ja locker. Nur wenn der dann auf 30 oder so absinkt gehen die Treiber halt auf dem Zahnfleisch.
Ich wollte speziell diese als Treiber verwenden weil sie halt besonders schnell sind.


U=R*I schrieb:

Edit: Dein Blameless-Schaltplan würde mich interessieren...

Ist noch nicht ganz fertig. Der Plan sollte etwa in zwei Wochen endgültig stehen. Ich werd vielleicht erstmal eine "Vorabversion" präsentieren, dass es nicht gar so lange dauert.
Ich habe vor, das ganze möglichst noch dieses Jahr zum Abschluss zu bringen, sprich fertig auf- und eingebaut zu haben.


[Beitrag von krachkiste am 19. Apr 2009, 19:08 bearbeitet]
spy-op
Hat sich gelöscht
#7 erstellt: 20. Apr 2009, 00:42
Hallo

Mein Transistor Vorschlag sind 2SA1930/2SC5171 für die Treiber, die sind zwar nur halb so schnell wie die Sanyo,s aber weil sie audio Transistoren sind wahrscheinlich linearer. Klanglich sind sie etwas bass stärker als zum Beispiel BD139/140, und für den Ausgang die von dir schon erwähnten 2SA1943/2SC5200 die klingen für mich am ausgewogensten von den 15 Amper Transistoren, wo hingegen Sanken mir etwas zu kernig Klingen.

Das ist nur meine Persönliche Meinung, denn Transistor Klang dürfte es ja eigentlich nicht geben.

Gruss
Dan


[Beitrag von spy-op am 20. Apr 2009, 00:44 bearbeitet]
krachkiste
Stammgast
#8 erstellt: 20. Apr 2009, 01:22
Ja die 2SA1930/2SC5171 sehen gut aus. Meinst du mit Bass-stärker, lauteren Bass, oder definierteren Bass? (Letzteres nehm ich gern in kauf )
Kann man das überhaupt in Worte fassen? Macht wahrscheinlich eh wenig Sinn zuviel Energie darauf zu verwenden, das zu beschreiben.

Als Treiber für Stufen in größeren Leistungsklassen gefallen mir die so auf den ersten Blick jedenfalls schon mal deutlich besser als die MJE15er.

Werd mir wohl doch noch mal das Japanangebot von Reichelt komplett reinziehen. Bin mir sicher, dass ich die auch schonmal auf dem Auswahl-Tablet hatte, dann aber damals mangels Urteilsvermögens einfach aussortiert hab.

Bei den 5200/1943 hat mir Reichelt welche von isc zugeschanzt, hoffe die sind OK.
spy-op
Hat sich gelöscht
#9 erstellt: 20. Apr 2009, 01:49

Meinst du mit Bass-stärker, lauteren Bass, oder definierteren Bass? (Letzteres nehm ich gern in kauf ;))


Ich würde es als Schwärzer beschreiben, den so ein kleiner untersied kann das ganze Klangbild eines Verstärkers in eine andere Richtung verschieben.

Bei den 5200/1943 würde ich mich an Toshiba halten, obwohl es davon schon recht viele Fälschungen gibt.

Wenn der aufdruck nur schlecht zu lesen ist, und die Rückseite nicht gewölbt sondern gerade wie sie seien sollte ist, sollte es ein original sein.

Gruss
Dan


[Beitrag von spy-op am 20. Apr 2009, 02:01 bearbeitet]
krachkiste
Stammgast
#10 erstellt: 20. Apr 2009, 23:16

spy-op schrieb:
Bei den 5200/1943 würde ich mich an Toshiba halten, obwohl es davon schon recht viele Fälschungen gibt.

Hm, ok. Muss ich mal schaun wo ich die herbekomme.


OK, hier mal die angedrohte Vorabversion.

Ist sicher noch die eine oder andere Ungereimtheit drinn, aber es ist schonmal so ziemlich, wo die Reise hingeht.
spy-op
Hat sich gelöscht
#11 erstellt: 21. Apr 2009, 00:04
Wieso hast du dich für CFP Ausgang entschieden, und was hat der 18db Tiefpass für vorteile?

Gruss
Dan
krachkiste
Stammgast
#12 erstellt: 21. Apr 2009, 00:33
Irgendwo muss ich ja anfangen Erfahrungen zu sammeln. Das CFP konzept klang für mich erstmal relativ überzeugend, also will ich das mal ausprobieren.

18dB - Tiefpass? Wo is da einer?
spy-op
Hat sich gelöscht
#13 erstellt: 21. Apr 2009, 00:37
C4/R15/C3

Sorry ich sehe gerade das das ein Hochpass und kein Tiefpass ist.

Gruss
Dan


[Beitrag von spy-op am 21. Apr 2009, 00:41 bearbeitet]
krachkiste
Stammgast
#14 erstellt: 21. Apr 2009, 00:47
2-Pole-Compensation

mehr OLG im mittleren Audioband als bei Dominant-Pole-C, aber im HF-Bereich "identisches" Verhalten.

Sollte meines wissens nach (LTC und Self) nur 12dB/oct maximal haben und in der Gegend von OLG=0dB wieder 6dB/oct.

EDIT: Auf die genauen Werte habe ich mich da noch nicht festgelegt...


[Beitrag von krachkiste am 21. Apr 2009, 00:53 bearbeitet]
U=R*I
Stammgast
#15 erstellt: 21. Apr 2009, 13:25

krachkiste schrieb:
EDIT: Auf die genauen Werte habe ich mich da noch nicht festgelegt...


Auch da würd mich die Amplituden- bzw. Phasenreserve interessieren . Weißt du Richtwerte (für die Reserven, nicht die Bauteile) oder machst du's per Trial & Error?

Edit: Deine Schaltung schaut interessant aus, im Prinzip wie von Self vorgeschlagen. Hast du mal mit einer Kaskode-VAS experimentiert? Was bringen D1 und D2 im vergleich zu nem Widerstand?

Viele Grüße
Patrick


[Beitrag von U=R*I am 21. Apr 2009, 13:27 bearbeitet]
krachkiste
Stammgast
#16 erstellt: 21. Apr 2009, 18:23

U=R*I schrieb:

krachkiste schrieb:
EDIT: Auf die genauen Werte habe ich mich da noch nicht festgelegt...


Auch da würd mich die Amplituden- bzw. Phasenreserve interessieren . Weißt du Richtwerte (für die Reserven, nicht die Bauteile) oder machst du's per Trial & Error?

Edit: Deine Schaltung schaut interessant aus, im Prinzip wie von Self vorgeschlagen. Hast du mal mit einer Kaskode-VAS experimentiert? Was bringen D1 und D2 im vergleich zu nem Widerstand?

Viele Grüße
Patrick

Nachdem ich es bis jetzt noch nicht geschafft habe vernünftige BJT-Modelle für die Ausgangsstufe in LTC aufzutreiben oder zu erstellen, sind meine Simulationen was den Punkt der Stabilität angeht eher ungenau.

Insofern bleibt mir eigentlich nur LTC-Aided Trial n Error übrig.

Mir ist nur bekannt, dass es eigentlich 90° und damit 6dB/oct im 0dB-Durchgang sein sollen. Allerdings scheint mir das eher illosorisch, da ich den 0dB-Punkt sonst gefühlt bei 100kHz, oder so, setzen müsste, und das kanns ja nicht sein.

Ich komme momentan etwa so bei 11 MHz und 130° raus. Allerdings mit BCW68G und 2N2219A als EndT- und 2N5550/2N5401 als TreiberT-Modelle.

Die Phasenreserve von der idealisierten Kompensation alleine ist locker ausreichend. Das wären astreine 92°. Allerdings wird es mit den ganzen Parasitäten drumherum wohl recht knapp. Da werd ich also experimentieren müssen. Obwohl ich bei 130° schon eher optimistisch eingestellt wäre, wenns denn tatsächlich 130° werden...

Die Kaskode Idee fand ich anfänglich auch recht interessant, aber mit zunehmender Beschäftigung erschien sie mir immer unsinniger. Insbesondere die Eleminierung der (nichtlinearen) CB-Kapazität der VAS Transistoren und die damit verbundene Linearisierung der VAS, sehe ich mit dem Betaenhancer genauso gelöst und - wie ich finde - sogar einfacher.

Experimentiert mit Kaskode habe ich noch nicht.

Die Dioden sollen den durch die Bufferstufe eigentlich zu hohen TempCo des Biasgenerators wieder reduzieren. Zugleich kompensieren sie hoffentlich auch Schwankungen der Umgebungstemperatur. Siehe entprechendes Kapitel bei Self.
Möglicherweise werde ich sie durch Fühler Transistoren auf den BufferTs ersetzen.

Da wird evtl. auch etwas Praxis-Arbeit nötig werden.
krachkiste
Stammgast
#17 erstellt: 10. Jul 2009, 15:11
Hallo,

nach einiger Zeit habe ich es also nun endlich geschafft den oben angesprochenen Amp zu bauen.


Zuerst das Netzteil.

Im großen und ganzen nichts besonderes. Der Trafo ist ein 80VA 2x15V Talema vom Bürklin. Gleichrichter GBU6B, Siebelkos 22m und zwei getrennt gesicherte +-Rail-Paare. Neben jeder Sicherung sitzt eine LED, die anzeigt, wenn die Sicherung durch ist.

Die Leerlaufspannung ist etwa +-23V.
Bei Volllast (gemssen bei etwa 80W) sinds noch etwa +-17V.








Hier die Schaltung, so, wie ich sie aufgebaut habe. Sind ein paar Veränderungen zum obigen Plan drinn.












Interessanter Punkt ist die Stabilität.
Ohne jegliche Vorkehrungen Schwingt er leider mit etwa 68MHz vor sich hin.
In meinem vorläufigen Testaufbau habe ich jetzt ein 2mm Alublech unter den gesamten Aufbau gepackt und dieses direkt an der Eingangsbuchse mit der Signalmasse verbunden. An dieser Stelle trifft auch der Schutzleiter ein. So ist die Schwingneigung jetzt auf ein brauchbares Maß unterdrückt. (Irgendwie sind noch ein paar kleine Pulse drauf, die mit 68MHz ausschwingen, die aber nicht zu stören scheinen.)

Durch Simulationen mit LTC hab ich noch die Möglichkeit gefunden, die Basen der 2SA/SC Treiber mit je einer kleinen Kapazität von etwa 6p8 gegen Masse zu beschalten. Ich vermute aber, dass ich die Kapazität gegen das Gehäuse (im Moment das Alublech) für diesen Zweck nutzen kann.

DC-Offset ist etwa 20mV.

Ve habe ich vorerst auf etwa 5mV eingestellt. Detailierte Untersuchungen zur Stabilität von Ve muss ich noch durchführen.
Das Bias-Poti hätte durchaus ein Spindeltrimmer sein können, bzw. die Dimensionierung im Biasgenerator könnte noch etwas Finetuning vertragen, um den Einstellbereich des Potis zu optimieren.

Klanglich bin ich sehr zufrieden. Um das überhaupt einschätzen zu können muss ich wahrscheinlich erstmal wieder mein Gehör auf aktuellen Stand bringen und bilden.
Beschreiben ist ja sowieso immer so ne Sache, aber ich finde im Moment (noch) nichts, was ich an dem "Klang" beschreiben könnte/müsste, was ich jetzt einfach mal als positives Zeichen werte.

Interessant wäre natürlich noch ein direkter Vergleich mit einem SymAsym. Mal sehen, werd ich dann warscheinlich nur dafür einen aufbauen müssen.
Kay*
Inventar
#18 erstellt: 10. Jul 2009, 15:58

Ich vermute aber, dass ich die Kapazität gegen das Gehäuse (im Moment das Alublech) für diesen Zweck nutzen kann.


.. um Störungen einzukoppeln?

als Transen wären mir Sanken 3854/1490, sofern es die noch gibt (waren seinerzeit im Denon PMA-260 verbaut)
oder 4476/1694, eingefallen
krachkiste
Stammgast
#19 erstellt: 10. Jul 2009, 16:19

Kay* schrieb:

Ich vermute aber, dass ich die Kapazität gegen das Gehäuse (im Moment das Alublech) für diesen Zweck nutzen kann.


.. um Störungen einzukoppeln?

Eigentlich, um diese Kapazität zu "erzeugen", die den Amp stabil macht.


als Transen wären mir Sanken 3854/1490, sofern es die noch gibt (waren seinerzeit im Denon PMA-260 verbaut)
oder 4476/1694, eingefallen

Meine Suche galt vor allem TO220 Transistoren. Quasi sowas wie die 5200/1943 nur in klein für weniger Leistung.
blink-182
Neuling
#20 erstellt: 13. Jul 2009, 07:51
wie wäre es mit bd 243 und 244 ?
vertragen zwar nur max. 6 Ampere aber ich glaube das geht sich schon aus .
ich habe mkt diesen transistoren bis jetzt eigentlich nur gut erfahrungen gemacht .


liebe grüße
krachkiste
Stammgast
#21 erstellt: 13. Jul 2009, 10:50
Danke für die weiteren Tipps.

Ich sehe schon, ich hätte einen neuen Thread aufmachen sollen, da es sich ab Post#17 eher um eine Projekt-Vorstellung oder auch "Update" handelt.

Ich habe mich letztendlich doch für die 2SA1943/2SC5200 entschieden, einmal mangels veritabler Alternativen, und weil ich sie schon da hatte.
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