Verstärker

[florudolph]

HALLO Community,
ich bearbeite gerade meine Praxisprojektarbeit und bin mir bei einigen Sachen nicht ganz sicher ob ich den richtigen weg beschreite....

ich soll im rahmen dieser arbeit einen Verstärker entwickeln und zwar soll dieser Verstärker eine Spule anregen...

eine Quelle generiert 17Vss diese Spannung soll auf 60Vss verstärket werden der Frequenzbereich soll von 70kHz bis 300kHz gehen.... Impedanz beträgt 50ohm....

das eigentliche Problem besteht darin, der Verstärker sollte keine aktive Kühlung benötigen...

mein erster Versuchsaufbau soll mit OPV und ruhestromloser Gegentaktendstufe realisiert werden damit ich dann die Wärmeentwicklung beobachten kann....

habe aber nicht so wirklich Ahnung wie ich bei der Dimensionierung der Bauteile vorgehen soll, bzw wo ich passsende OPV bzw transitoren herbekomme... ich hoffe jemand mit etwas Erfahrung kann mir ein paar tips geben...
mfg FR

[anders]

und zwar soll dieser Verstärker eine Spule anregen...

Nur eine Spule, oder einen Schwingkreis?
Daten?

eine Quelle generiert 17Vss diese Spannung soll auf 60Vss verstärket werden der Frequenzbereich soll von 70kHz bis 300kHz gehen.... Impedanz beträgt 50ohm....

Na gut, damit kennen wir die Daten der steuernden Quelle und daß die Spannungsverstärkung etwas über 3 sein muß, aber welchen Ausgangswiderstand bzw. welche Leistung muß diese Endstufe haben?

das eigentliche Problem besteht darin, der Verstärker sollte keine aktive Kühlung benötigen...

Wenn es nicht noch irgendwelche exotische Randbedingungen gibt, sehe ich darin kein Problem.
Es gibt doch Kühlkörper.

[florudolph]

tja, zur Leistung??? ergibt die sich nicht durch das Produkt aus Spannung 60Vss und dem Strom der durch den Widerstand bei dieser Spannung fließt????
zum Kühlkörper, will halt zunächst herausfinden mit welcher Schaltung ich am wenigsten Wärme produziere...

und es nicht nur eine Spule sondern ein Schwingkreis

[anders]

Leistung??? ergibt die sich nicht durch das Produkt aus Spannung 60Vss und dem Strom der durch den Widerstand bei dieser Spannung fließt????

Und wie hoch ist dieser Strom?
Im Übrigen ist die Last kein Widerstand, sondern jene Spule, d.h. daß die Endstufe i.W. Blindleistung liefert.
Für die Kühlung bedeutet das, dass sie u.U. nicht nur den durch den endlichen Wirkungsgrad bedingten Anteil abführen muß, sondern auch noch die reflektierte Leistung.

will halt zunächst herausfinden mit welcher Schaltung ich am wenigsten Wärme produziere...
will halt zunächst herausfinden mit welcher Schaltung ich am wenigsten Wärme produziere...

Mit einem Transformator.
Jedenfalls solange du nur Spannungsverstärkung aber keine Leistungsverstärkung brauchst.

Wenn es ein Verstärker werden soll, muß trotzdem die Lösung mit dem höchsten Gesamtwirkungsgrad nicht die wirtschaftlichste Lösung sein.

Es nützt nichts: Die Daten müssen vollständig auf den Tisch, bevor man etwas planen kann.
Dazu gehört auch die Angabe, ob die Endstufe stets mit Vollaussteuerung berieben wird oder moduliert wird, und welcher Oberwellenanteil zulässig ist.

[florudolph]

erstmal danke das du dich mit meinem Problem beschäftigst...
zum Strom habe 0,6A Spitzenwert bei positiver und negativer halbwelle
und die Last soll bei der Resonanzfrequenz betrieben werden sodass nur der ohmsche widerstand wirkt...

und das gerät soll immer bei vollaussteuerung arbeiten

[anders]

die Last soll bei der Resonanzfrequenz betrieben werden sodass nur der ohmsche widerstand wirkt.

Also ist es doch keine Induktivität, sondern ein Schwingkreis.
Wenn somit der Strom 0,6A bei 60V beträgt, so ist der ohmsche Anteil 100 Ohm und die erforderliche Ausgangsleistung liegt gerade mal bei 18W.
Bei dem Wirkungsgrad von 78,5% einer Gegentakt B Endstufe wären also etwa 5W zu kühlen. Warum zerbrichst du dir darüber den Kopf?

[florudolph]

das Problem ist das ich noch nie sowas gemacht habe und deswegen steh ich vor nem haufen riesiger Fragezeichen....

[BernhardS]

Hallo,

es ist sehr schwer das eigentliche Problem zu verstehen. Schreib doch mal im Klartext hin, wer genau was genau von Dir erwartet und welche Randbedingungen vorgegeben sind.

Ganz allgemein scheint das Problem nicht allzu groß. Nur was soll der Quark mit der aktiven Kühlung? Hast Du Dir das selbst in den Weg gelegt?
"Aktive Kühlung" ist nirgends definiert, da versteht jeder was anderes darunter. Meinst Du ohne Wasserkühlung oder ohne Kühlungslüfter? Es geht immer ohne - ich hab hier noch einen Kühlkörper der ist 25cm hoch und zwei Reihen 17cm * 5cm Kühlrippen. Fällt unter passiv.

Bernhard

[florudolph]

hallo BernhardS,

also die Aufgabenstellung lautet Entwicklung eines Verstärkers für raue Industrieumgebung....also keine lüfter deren Filtermatten verstopfen können....der Verstärker soll einen Schwingkreis mit einer Impedanz von 50ohm treiben....zu verstärkendes Signal 17 Vss auf 60Vss von 70kHz bis 300kHz...

[anders]

Problem ist das ich noch nie sowas gemacht habe

Das macht nichts.
Zeig einfach, was du gelernt hast!
Irgendwann geschieht alles zum ersten Mal.

P.S.:

der Verstärker soll einen Schwingkreis mit einer Impedanz von 50ohm treiben

Das hört sich ziemlich konfus an.
Normalerweise verwendet man dafür keine Verstärker, sondern Leistungsoszillatoren.
Auch sehr unüblich dabei ist die Angabe der Spitzenwerte.*)

*) P.S.: Deshalb habe ich mich oben auch verrechnet.
60Vss sind nur 21,2Veff
Beim Strom gibst du dann plötzlich nur noch den einfachen Spitzenwert an, und dann kommt man tatsächlich auf 50 Ohm.

Also beträgt die Ausgangsleistung sogar nur 9W und bei dem theoretischen Wirkungsgrad der Gegentakt-B-Endstufe ist der Kühlungsbedarf sogar nur 2,5W.
Dafür reicht oftmals ein einfacher Fingerkühlkörper.

[BernhardS]

Wird dem Schwingkreis Energie entnommen? Niemand in der Industrie braucht einen Schwingkreis an dem 60V zu messen sind und sonst nichts von statten geht - sowas ist eine Lernaufgabe.

[derguteweka]

Moin,

Das Unangenehme vorneweg: Ich rate dir von dieser Projektarbeit dringend ab. Das Risiko, das du das komplett versemmelst, halte ich fuer sehr hoch. Schau, ob du ein anderes Thema kriegen kannst.

Wie schon von den Vorpostern erwaehnt, halte ich auch das Thema der Verlustleistung fuer relativ harmlos. Kommt halt ein bisschen drauf an, wie gross/klein der ganze Verstaerker werden soll. Aber Verlustleistungen in der <10W Klasse sind via passivgekuehltem Gehaeuse wirklich keine Raketenwissenschaft mehr.
Diese Verlustleistungen sind aber weitgehend unabhaengig davon, welche Halbleiter du genau verwendest. Sie sind einfach prinzipbedingt. Man koennte sie theoretisch (und mit entsprechenden Kenntnissen auch praktisch) noch verkleinern, indem der Verstaerker eher nichtlinear arbeitet. Aber dann wirds richtig knackig.
Deshalb: Lieber nicht machen. Waer' schad um die gute Note, die man sich mit einem anderen Thema sicher einfacher klarmachen kann.

Gruss
WK

[anders]

Wird wohl wieder eines jener Geheimprojekte sein, dessen Schaltung man aus dem Ladegerät einer elektrischen Zahnbürste ausbauen könnte, das aber nur deshalb so diffus formuliert ist, weil der TE Angst hat erwischt zu werden, weil er hier gefragt hat.