Gutes Design für einen einfachen Klasse-D-Audioverstärker ohne IC?

Ich suche nach einem bestehenden Design für einen guten, aber einfachen Klasse-D-Audioverstärker mit diskreten Halbleitern, ohne ICs. Der Zweck ist pädagogisch, mit einem Endprodukt, das tatsächlich verwendet werden könnte.

  • keine schlechte Qualität (aber wir brauchen keine Top-Qualität oder um mit audiophilem Equipment zu konkurrieren)
  • genug Leistung, um Lautsprecher mit bescheidener Größe anzutreiben (es ist schwierig, dies quantitativ zu machen)
  • keine exotischen Teile.
  • in Reichweite von ernsthaften Bastlern, EE-Studenten
  • nicht zu einfach; nicht für Anfänger oder Kinder zu machen.
  • müssen nicht kommerziell lebensfähig sein oder außerhalb des Hauses eines Elektronik-Hackers überleben.
  • kleine Transistoranzahl bevorzugt, aber keine Notwendigkeit, jeden Cent zu rasieren oder Ecken zu schneiden.
  • veranschaulicht schön den Betrieb von Klasse-D-Verstärkern
Ich denke, ICs loszuwerden, widerspricht völlig Ihrem Ziel, "den Betrieb von Klasse-D-Verstärkern gut zu veranschaulichen".
Bauen Sie einen Klasse-A-Verstärker. Sie brauchen nur eine Spannungsquelle, 1 Induktor, ein paar Kondensatoren, ein paar Widerstände und einige BJTs (stellen Sie sicher, dass Sie für die letzte Stufe einen Hochstrom-Nenn-BJT erhalten). Es ist nicht effizient, aber es klingt gut.
Endolith, das hätte ich mir auch gedacht. Außer bis heute, als ich etwas gefunden habe: electronic.stackexchange.com/questions/10668/…

Antworten (4)

Ich habe dies zuvor (wenn auch nur in Simulationen) mit einem Quad-Hochgeschwindigkeits-Operationsverstärker mit hoher Anstiegsgeschwindigkeit gemacht. Es gibt also einen IC, aber wenn Sie das wirklich anal sehen, könnten Sie ihn auf Transistorebene implementieren. Wie auch immer, zwei Operationsverstärker werden als Dreiecks-/Rampenwellengenerator verwendet, der dann in einen dritten Operationsverstärker eingespeist wird, der das Audiosignal mit dieser Rampe vergleicht - dies erzeugt einen PWM-Antrieb, der an einen MOSFET-Gate-Treiber angelegt wird ( ein einfacher Transistortreiber, den ich im Internet gefunden habe), der einen MOSFET ansteuert, der Strom auf Anfrage durchlässt und nach Bedarf mit Induktivitäten und Kondensatoren gefiltert wird. Ich habe keine Schaltpläne, aber so würde ich es implementieren.

Die PWM-Frequenz entscheidet über die Audioqualität. PWM mit höherer Frequenz erhöht die MOSFET-Erwärmung und verringert die Effizienz aufgrund der erhöhten Schaltrate, verbessert jedoch die Audioqualität.

Ich habe das erhöht, weil ich es genau so auch ausprobieren würde. Abgesehen vielleicht von den Gate-Treibern der Leistungs-MOSFETs können sie mit nicht viel zusätzlichem Aufwand (und einigen großartigen Einblicken in die Art und Weise, wie Schaltstufen gebaut werden können) mit diskreten Bauelementen gebaut werden. Aber (schnelle) OpAmps zum Erzeugen des Sägezahns oder Dreiecks und zum Vergleichen des Audioeingangs sind definitiv der beste Weg, wenn Sie nicht möchten, dass das Projekt zu kompliziert wird.

Ich habe gerade ein Referenzdesign für ein Klasse-D-Design gefunden, das nur diskrete Komponenten verwendet . Es wird von NXP (TCFKA Philips) veröffentlicht und patentiert.

Ich habe es nicht gebaut, um das Design zu überprüfen, aber sie scheinen eine sehr clevere Idee zu verwenden, den Differenzverstärker und die Schaltleistungsstufe durch Hinzufügen eines kapazitiven Rückkopplungspfads selbstoszillierend zu machen.

Hier die Links zu...

Ich habe es gefunden, als ich auf nxp.com nach anderen Sachen gesucht habe, aber meine Damen und Herren , das Design sieht so cool aus, dass ich wünschte, ich hätte sofort die Zeit gehabt, es auf einem Steckbrett zu hacken ...

Aus pädagogischen Gründen glaube ich, dass es in Ordnung ist, eine patentierte Schaltung ohne Probleme zu bauen, aber ich bin kein Anwalt. Ansonsten scheint es absolut perfekt zu den von Ihnen genannten Anforderungen zu passen.

Wie wäre die THD bei sagen wir 90W sagen wir 20KHz? Wie wäre es mit einer reaktiven Last wie einem passiven Lautsprecher-Crossover-System?

Wahrscheinlich wäre dies ohne ICs zu schwierig. Klasse D ist definitiv komplexer als herkömmliche.

Vielleicht könnte ein Komparatorchip zugelassen werden oder ein einfacher Stromregler. Aber ich ziele auf null Chips ab, so viel wie vernünftigerweise möglich ist.

Dies erfüllt Ihre "No-IC" -Einschränkung nicht, ist aber möglicherweise ein guter Ausgangspunkt:

Audio-Referenzdesigns für internationale Gleichrichter

Sie können die Schaltpläne erhalten oder eines der Kits kaufen (~ US $ 300).

Gutes Design für einen einfachen Klasse-D-Audioverstärker ohne IC?
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