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Antwort auf: DIY Verstärker – Welcher? Einsteiger!

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#16854
Emigrant

Grüß Gott miteinander,

ich lese hier im Forum schon eine Weile mit und bin machmal über die gewagten Thesen ein wenig erschrocken. Warum? Ich verdiene meinen Unterhalt damit, dass ich mich mit Audiotechnik im professionellen Bereich gut auskenne. Ich will hier nicht klugsch…, sondern dem geneigten Leser nur ein paar Erfahrungswerte zugänglich machen.
Als Beispiel nehme ich einen Verstärker nach dem AB-Prinzip, den ich vor kurzem zur Reparatur und zum Abgleich auf meinem Tisch hatte.
Das Gerät arbeitet intern mit Versorgungsspannungen von +/- 100V DC.
Alle Messungen wurden mit sinusförmigen Signalen mit sehr geringen Verzerrungen durchgeführt.
Bei sinusförmigen Signalen ist das Verhältnis von Scheitelwert zu Effektivwert die Wurzel aus 2 (= 1,4141…).
Das Messgerät ist ein kalibrierter Audioprecision System One Dual Domain.

Der Effektifwert der Ausgangsspannung an einem realen Lastwiderstand von 4 Ohm beträgt ca. 57V.
Der Spitzenwert liegt demnach bei ca. 80,6V.
Die Verzerrungen liegen bei den Messungen unter 1%.
Der effektive Strom durch den Lastwiderstand und demzufolge auch durch die Endstufentransistoren liegt bei 14,25A.
Die abgegebene Leistung beträgt also P = U² / R, also ca. 812W rms.
Die maximal abgegebene Spitzenleistung beträgt demzufolge 1624W.
Die im Gerät als Wärme umgesetzte Leistung beträgt also
(UB – Uout eff) x Ieff also 43V x 14,25A = 612,75W.
Dazu kommen noch die Verluste im Transformator und im Netzteil.
Da das Netzteil nicht nur die Effektivleistung sondern auch die im Moment der Spitzenleistung fliessenden Ströme aushalten und liefern können sollte, betrachten wir einmal diese Werte.
Bei einem richtig dimensionierten Netzteil ändert sich bei Volllast nicht viel an der Betriebsspannung, bzw. sie wird bereits bei Nennlast angegeben und wird im Teillastbetrieb meist ein wenig höher liegen.
Bei 100V Netztelispannung fließen also Spitzenströme von 14,25A x 1,414 = 20,15A.
Demzufolge muss das Netzteil kurzfristig eine Spitzenleistung von ca. 2015W zur Verfügung stellen.
Diese Beispielrechnung gilt nur für einen Kanal!
Die meisten Verstärker im Hifi-Bereich sind nicht einmal annähernd für solche Leistungen ausgelegt. Die Größenverhältnisse für die Dimensionierung des Netzteils sind aber immer die gleichen.
Der Verstärker aus diesem Beispiel benötigt also um 812W abzugeben mindestens ein Netzteil, das ca. 1425W liefert. Die Netzteileistung muss also um den Faktor ca. 1,75 höher sein als die Nennausgangsleistung der Endstufe.
Da eigentlich nie beide Endstufen eines Zweikanalverstärkers gleichzeitig mit einem konstanten Sinussignal voll ausgesteuert werden, werden aus Kostengründen meistens die Netzteile erheblich kleiner konstruiert. Das geht für Zimmerlautstärken auch soweit in Ordnung, aber wer gern mal richtig Dampf auf die Boxen gibt um Live-Stimmung aufkommen zu lassen, sollte das berücksichtigen.

Grüße aus dem Süden

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