Ausführliche Dokumentation (PDF, 14,9 MB) - EMSP - TU Berlin

TIGRIS Elektronik GmbH TU-Berlin Plasma-Lautsprecher BLACK CAT PLASMA
Detailentwurf negativer Versorgungszweig:
Es werden alle positiven Versorgungsspannungen aus einer gemeinsamen Rohspannung abgeleitet.
Diese Rohspannung soll im folgenden bestimmt werden. Hierzu wird von einer Netzspannungstoleranz
von +/-10% ausgegangen.
Die Stromaufnahme aller Verbraucher an diesem Zweig beträgt:
-180V: 25,8mA
-120V: 7,16 mA
Summe: 32,16mA
Es wird jedoch die Möglichkeit vorgesehen, einen Strom von 50mA zu entnehmen.
Zunächst wird die Brummspannung bestimmt, die mit einem noch akzeptablen Siebkondensator
erreichbar ist:
Mit einem Kondensator von 100uF ergibt sich eine Brummspannung von
U = i * t / C = 50 * 10E-3A * 10E-2s / 10E-4F = 5,0V
Zwischen dem Gleichrichter und dem „ersten“ Kondensator wird ein Schutzwiderstand mit dem Wert
22 Ohm geschaltet.
Als minimale Spannung über dem Spannungsregler für -180V wird 20V vorgesehen.
Mit einer Brummspannung von 50 V plus einem Spannungsabfall am Siebwiderstand von (50mA/0,1)
* 22R = 11V {Annahme: Stromfluß in 10% der Periodendauer} und einem Spannungsabfall am
Gleichrichter von 1,4V ergibt sich ein minimaler Scheitelwert der Trafo-Sekundärspannung von 180V +
20V + 5V + 11V + 1,4V = 217V.
Diese Spannung soll bei Netzspannung 230V-10% abgegeben werden.
Bei 230V erhält man dann einen Scheitelwert von 217 / 0,9 = 241V.
Das ist ein Effektivwert von 241V / 1,41 = 171V, abgerundet zu 170V.
Bei 230V + 10% erhält man einen Scheitelwert von 265V.
Am Spannungsregler ergibt sich dann eine mittlere Eingangsspannung von 265V – 1,4V –11 – 5V/2 =
250V.
Spannungsregler für –180V:
Die Berechnung erfolgt für einen verdoppelten Ruhestrom der Endstufe, es ergeben sich dann 25,8
+ 15,2 = 41 mA
Die Verlustleistung am Längstransistor ist bei 230V + 10%:
(250V – 180V) * 41mA = 2,9W.
Unter der Annahme eines internen Wärmwiderstands von 1,6 K/W, eines Kühlelements mit 15 K/W und
einer Umgebungstemperatur von 50°C ergäbe sich eine Chiptemperatur im Längstransistor von 2,9W
* ( 15 + 1,6 k/W) + 50°C = 98,1°C, der Grenzwert ist 150°C.
Der Basisstrom des Längstransistors (PNP MJE5258) ist 41mA/hfe min = 41mA/15 = 2,7mA.
Der Zenerstrom soll mindestens 2mA betragen.
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