Klasse D met bestaande voeding

Op dinsdag 4 februari 2025 19:09:25 schreef Paulinha_B:
Als ik eventjes mag teruggaan naar de openingsvraag: er is brede consensus dat klasse D de voorkeur verdient, eigenlijk verwachtte ik niet anders. Maar ga ik nu echt uit dezelfde transformator meer vermogen kunnen puren? De luidsprekerimpedantie blijft dezelfde, de voedingsspanning ook. Waar komt er dan meervermogen vandaan? Wat minder koelcapaciteit is wel een goede zaak natuurlijk, voor het bouwvolume en voor de sjouwbaarheid.

Je mist dit:

Op maandag 3 februari 2025 18:53:48 schreef benleentje:
[...]Volgens mij is klasse D gewoon een SMPS (dc-dc converter) gestuurde versterker.

Op dinsdag 4 februari 2025 16:37:38 schreef KGE:
[...]

Die zijn zeker wel nodig, de LM393 heeft open collector uitgangen. ;)

Dat de comparator een open collector uitgang heeft is mij bekend,
vanaf de uitgang van de comparator kan de Mosfet driver direct, dus zonder transistoren aangesloten worden. De uitgang van de comparator heeft dus een pull-up weerstand van één of een paar kilo ohm.

Op woensdag 5 februari 2025 00:29:45 schreef rew:
[...]Volgens mij vergis je je.

Een class D werkt als DCDC converter: De stroom door de belasting kan best groter zijn dan wat de trafo kan leveren!

Daar had ik even niet aan gedacht. Maar toch in dit geval is het bij de maximale spanning voor het maximale vermogen dat de trafo te weinig stroom kan leveren.

De uitgang van de comparator heeft dus een pull-up weerstand van één of een paar kilo ohm.

Dan krijg je een comparator die heel erg snel naar laag kan schakelen en waarbij het hoog signaal trager gaat.

[Bericht gewijzigd door benleentje op (21%)]

Neem me mijn beperkte begrip niet kwalijk, maar ik snap het nog altijd niet.

Ik ga maar even uit van de hoogste voedingspanning, 50-0-50~ uit de trafo, pakweg 70-0-70V= na gelijkrichting en afvlakking. En ik blijf uitgaan van 8 ohm luidsprekerimpedantie. Dan kan er toch nooit meer dan 9 amp piekstroom dc door de belasting gaan, of het nu met klasse B of klasse D is of met (de nog uit te vinden) klasse Q :)

En daarmee blijft het uitgangsvermogen toch ook maar hetzelfde? Nogmaals, het kan zijn dat de klasse D verder opengestuurd kan worden, maar de piekuitgangsspanning kan toch nooit boven de 70 volt uitkomen? Dat zou enkel kunnen als er aan opslingering wordt gedaan, maar daarvoor is er een stevige spoel nodig, en alle schema's die ik zag hebben enkel een betrekkelijk beperkte spoel in het laagdoorlaatfilter aan de uitgang.

En ook: aub niet afkomen met brugschakeling, die truc kan men met elke configuratie toepassen, dat verandert niets aan de essentie.

Op dinsdag 4 februari 2025 21:50:36 schreef benleentje:
Theoretisch vermogen voor 70V en 8 ohm

P = U2/R = 70 x 70 / 8 = 612.5W

Als je met Utop rekent dan is het vermogen P = U^2/(2xR)
70V^2/(2x8Ohm) = 306,25W

2 x 50 V~ geeft na gelijkrichting en afvlakking +/- 70V bij 5,3 amp
2 x 43 V~ geeft na gelijkrichting en afvlakking +/- 60V bij 6,2 amp

En ik blijf uitgaan van 8 ohm luidsprekerimpedantie.

70V in 8 ohm geeft
P = U2 / R = 70 x 70 / 8 = 612W

Met klasse AB blijft daar ca 350W van over en met classe D is da ongeveer 500W.
Echter er is een probleem als je gaat kijken naar de maximale stroom die de trafo kan leveren.

5,3A in 8 ohm geeft
P = I2 x R = 5.3 * 5.3 * 8 = 224W

Voor de ander wikkeling geld
60V in 8 ohm >> P = 450W
6.2A in 8 ohm >> P = 307W

Met andere woorden de 70V is is genoeg om daar ca 500W in klasse D van te maken maar je trafo kan de bij behorende stroom niet leveren.

Dan kan er toch nooit meer dan 9 amp piekstroom dc door de belasting gaan,

Dat klopt 70V / 8 ohm = 8.75A Echter P = I x I x R = 612W enj als je dan kijkt naar welke het hoogste rendement heeft dan haal je met klasse D dan ongeveer 500W.

En je trafo zal ook ik die bijna 9A gewoon gaan leveren maar her vermogen voor de trafo is dan 8.75A x 70V = 612W voor een wikkeling die voor ca 350W gemaakt is. Voor een tijdje kan die trafo dat wel aan maar hoe lang gaat dat goed?

@paulinha_b: die spoel... dat is de luidspreker.

Maar de configuratie is niet "step up" maar "step down". Dus spanningen BOVEN de voedingsspanning ga je nooit kunnen krijgen.

(volgens mij is hierover ook nog enige onduidelijkheid... Het gaat niet helpen meer vermogen te krijgen maar even voor het begrip...)
Uitgaande van 8 Ohm loop je tegen limieten aan.

Gaan we even uit van 4 Ohm, dan kan je dus met je class D rond de 500W in de 4 Ohm stoppen. dan moet je 44V RMS, 11.2A RMS hebben. Dat is welliswaar meer dan wat de trafo kan leveren, maar dat trekt de class-D versterker niet continue, maar een deel van de tijd. Gemiddeld gaat het op 70V dus ongeveer 7A zijn.

70V in 8 ohm geeft
P = U2 / R = 70 x 70 / 8 = 612W

Die 70V is 0-piek, effectieve wisselspanning is 70 maal 0,7 oftewel zo'n 50 volt. 50Vx50V/8Ω = 300W (flink afgerond)

En ik blijf bij mijn grondtwijfel: die uitgangsspanning is dezelfde bij klasse AB als bij klasse D, want komt uit dezelfde voeding. Waar komt dan het meervermogen vandaan dat sommigen aan de klasse D toeschrijven? Bij een gegeven impedantie kan men enkel meer vermogen leveren door meer stroom te leveren. Om meer stroom te leveren is er een hogere spanning nodig.

Misschien voor alle duidelijkheid: ik heb het enkel over continu- oftewel sinusvermogen.

Een Class D versterker heeft alleen een beter rendement, minder verlies in de vorm van warmte ontwikkeling in de versterker, waardoor je met dezelfde voeding iets meer vermogen in de luidspreker kunt ontwikkelen dan met Class AB versterker.

als je beperkt bent tot 750w, is elke watt meer naar je speaker toe, extra geluid

als jij probeert een 750W AB versterker te bouwen, en 70V wilt sturen, en ook nog een paar honderd watt probeert af te voeren als hitte, speel je niet lang

verder geld voor elk ding Pin = Puit, dus nee er komt niet spontaan extra vermogen als je voor een klasse D kiest

die uitgangsspanning is dezelfde bij klasse AB als bij klasse D,

Meer correct we hebben het nu over de ingangsspanning voor de eindtrappen. En dus puur wat de trafo zelf aankan. En dan blijft er met klasse D gewoon meer van over. Echter je zit gewoon met een trafo die al met klasse AB op zijn limiet zit.

Op woensdag 5 februari 2025 18:15:45 schreef DK:
als je beperkt bent tot 750w, is elke watt meer naar je speaker toe, extra geluid

als jij probeert een 750W AB versterker te bouwen, en 70V wilt sturen, en ook nog een paar honderd watt probeert af te voeren als hitte, speel je niet lang

verder geld voor elk ding Pin = Puit, dus nee er komt niet spontaan extra vermogen als je voor een klasse D kiest

Voordat Class D op de markt kwam waren er genoeg Class AB versterkers met een slordige 1kW of meer aan muziek vermogen.

[Bericht gewijzigd door Bobosje op (66%)]

er komt niet spontaan extra vermogen als je voor een klasse D kiest

Kijk eens aan, ik zal voorwaar nog gelijk gaan krijgen.

nee je vergelijkt appels met peren

je kunt met een 750W trafo kiezen voor:
50V klasse AB met een bak hitte
70V klasse D zonder hitte

dus dezelfde vermogen trafo gaat in D wel degelijk meer herrie maken
alleen jij hebt je spanning al gekozen voor je ontwerp

Op woensdag 5 februari 2025 18:19:07 schreef benleentje:
[...]Meer correct we hebben het nu over de ingangsspanning voor de eindtrappen. En dus puur wat de trafo zelf aankan. En dan blijft er met klasse D gewoon meer van over. Echter je zit gewoon met een trafo die al met klasse AB op zijn limiet zit.

Ik wil nog altijd weten hoe die klasse D meer vermogen puurt uit dezelfde voedingsspanning bij dezelfde belasting. Ja, het rendement is beter, maar zoals ik het begrijp zit hem dat in het minderverlies aan warmte - en dat is een goede zaak! - niet in meer netto sinusuitgangsvermogen.

Als men met 70-0-70v piek een sinus produceert, dan zal die met geen enkele configuratie meer dan 50V eff sinusspanning leveren. Of ze moesten iets veranderd hebben aan de basiswetten en -regels van stroom, spanning, weerstand, en vermogen.

Op woensdag 5 februari 2025 18:22:43 schreef DK:
nee je vergelijkt appels met peren

je kunt met een 750W trafo kiezen voor:
50V klasse AB met een bak hitte
70V klasse D zonder hitte

dus dezelfde vermogen trafo gaat in D wel degelijk meer herrie maken
alleen jij hebt je spanning al gekozen voor je ontwerp

Waar vandaan de 50V voor AB en 70V voor D ?

[Bericht gewijzigd door Bobosje op (81%)]

Op woensdag 5 februari 2025 17:47:29 schreef Paulinha_B:
[...]

Die 70V is 0-piek, effectieve wisselspanning is 70 maal 0,7 oftewel zo'n 50 volt. 50Vx50V/8Ω = 300W (flink afgerond)

En ik blijf bij mijn grondtwijfel: die uitgangsspanning is dezelfde bij klasse AB als bij klasse D, want komt uit dezelfde voeding. Waar komt dan het meervermogen vandaan dat sommigen aan de klasse D toeschrijven? Bij een gegeven impedantie kan men enkel meer vermogen leveren door meer stroom te leveren. Om meer stroom te leveren is er een hogere spanning nodig.

Misschien voor alle duidelijkheid: ik heb het enkel over continu- oftewel sinusvermogen.

Je mag een transformator tijdelijk flink overbelasten. Ipv 8Ω sluit je een 4Ω speaker aan. Dan heb je twee keer zoveel (muziek)vermogen tot je beschikking. Als je hem langdurig zuiver sinusvormig gaat belasten, dan gaat die vlieger niet op. Dan moet je serieus rekening mee houden dat de gelijkgerichte stroom van de voedingsspanning maximaal 0,5 à 0,6x de nominale stroom van de transformator mag zijn.

Op woensdag 5 februari 2025 18:22:43 schreef DK:
nee je vergelijkt appels met peren

je kunt met een 750W trafo kiezen voor:
50V klasse AB met een bak hitte
70V klasse D zonder hitte

dus dezelfde vermogen trafo gaat in D wel degelijk meer herrie maken
alleen jij hebt je spanning al gekozen voor je ontwerp

De trafo is gegeven en bestaande, zie draadtitel. Lezen is een kunst...

dus kun je gaan rekenen,
als je aan 70V vast zit
kom je dus al op 1 van de klasse's uit als logische keuze

je trafo is voor AB (relatief te zwaar vermogen voor de spanning)
en dan kun je een D bouwen, maar trek je nooit meer dan x% uit de trafo

of je trafo is voor D (relatief te licht vermogen voor de spanning)
en dan kun je een AB bouwen, waarbij hij affikt als je hem meer dan x% open draait

maar daarvoor ontwerp je een versterker, en pluk je niet een willekeurige trafo met willekeurig vermogen en spanning van de schap

Het is geen willekeurige trafo. Het is wat ik nu eenmaal heb en waar ik het meeste wil uithalen. Dat was vanaf de openingspost duidelijk, maar men moet dan wel de moeite doen om te lezen wat er staat.

je gaat er het meeste uithalen met een boostcoverter om op de juiste spanning te komen (> zie hier een mogelijkheid voor extra dB's die je met een AB niet hebt)
anders maakt het niet veel uit, je D gaat nooit je volle trafo benutten, of je moet naar 4 kanaals willen ofzo

Op woensdag 5 februari 2025 18:25:15 schreef Paulinha_B:
[...]

Ik wil nog altijd weten hoe die klasse D meer vermogen puurt uit dezelfde voedingsspanning bij dezelfde belasting. Ja, het rendement is beter, maar zoals ik het begrijp zit hem dat in het minderverlies aan warmte - en dat is een goede zaak! - niet in meer netto sinusuitgangsvermogen.

Met dezelfde voeding kun je met Class D ongeveer 20% meer muziekvermogen uit de versterker halen dan voor Class AB (rendement AB ongeveer 60%, rendement D ongeveer 80%).

Op woensdag 5 februari 2025 18:41:05 schreef Bobosje:
[...]

Met dezelfde voeding kun je met Class D ongeveer 20% meer muziekvermogen uit de versterker halen dan voor Class AB (rendement AB ongeveer 60%, rendement D ongeveer 80%).

Misschien voor alle duidelijkheid: ik heb het enkel over continu- oftewel sinusvermogen. (bis) Lezen is een kunst...

Dat geldt voor continu sinusvermogen...

of je moet naar 4 kanaals willen ofzo

He, daar had ik nog niet bij stilgestaan. Even laten bezinken... maar alvast bedankt!