Februar 8

Sanyo Hybridverstärker – 2. Teil

Es gibt noch einen zweiten Teil zum Hybridverstärker-Projekt vom Januar 2019.

70W sind für einen Subwoofer in der heutigen Zeit etwas dürftig. Daher habe ich eine Platine für die Module der STK4xxx Familie entworfen.

Der STK4046XI liefert 120W an 8Ω und ist damit die ideale Ergänzung zum STK086G.

STK4046XI auf Platine

Für den Aufbau der Leiterplatte gilt das im Teil 1 gesagte.

Den Schaltplan entspr. dem Datenblatt gibts hier:

Schaltplan des STK4046XI Verstärkermoduls

Die STK40xx Familie umfasst zahlreiche pinkompatible Module. Mit Ausgangsleistungen von 6W bis 150W an 8Ω und einer Bandbreite von 10Hz bis 50kHz sind die Module für hochwertige Verstärker geeignet. Folgende Tabelle listet die Familienmitglieder auf:

TypAusgangs-
leistung
Betriebs-
spannung
Klirr-
faktor
Spannungsfestigkeit
von C1 – C13
STK4018II6W±17V0,2%25V
STK4020II10W±17V0,2%25V
STK4022II15W±20V0,2%35V
STK402415W±23V0,2%35V
STK4024II15W±23V0,2%35V
STK4024V15W±24V0,08%35V
STK402625W±26V0,3%35V
STK4026II25W±26V0,2%35V
STK4026V25W±26V0,08%35V
STK4026X25W±26V0,008%35V
STK402830W±27V0,3%50V
STK4028II30W±27V0,2%50V
STK4028V30W±27V0,08%50V
STK4028X30W±27V0,008%50V
STK4030II35W±30V0,2%50V
STK4030V35W±30V0,08%50V
STK4030X35W±32V0,008%50V
STK4032II40W±32V0,2%50V
STK4032V40W±32V0,08%50V
STK4032X40W±33V0,008%50V
STK4034II45W±33V0,2%50V
STK4034V45W±33V0,08%50V
STK4034X45W±35V0,008%50V
STK4036II45W±33V0,2%50V
STK4036V45W±33V0,08%50V
STK4036X45W±36V0,008%50V
STK4036XI45W±37V0,002%50V
STK4038II60W±38V0,2%63V
STK4038V60W±38V0,08%63V
STK4038X60W±39V0,008%63V
STK4038XI60W±40V0,002%63V
STK4040II70W±42V0,2%63V
STK4040V70W±42V0,08%63V
STK4040X70W±42V0,008%63V
STK4040XI70W±42V0,002%63V
STK4042II80W±45V0,2%63V
STK4042V80W±45V0,08%63V
STK4042X80W±46V0,008%63V
STK4042XI80W±46V0,002%63V
STK4044II100W±51V0,2%80V
STK4044V100W±51V0,08%80V
STK4044X100W±51V0,008%80V
STK4044XI100W±51V0,002%80V
STK4046II120W±55V0,2%80V
STK4046V120W±55V0,08%80V
STK4046X120W±55V0,008%80V
STK4046XI120W±55V0,002%80V
STK4048II150W±60V0,2%100V
STK4048V150W±60V0,08%100V
STK4048X150W±60V0,008%100V
STK4048XI150W±60V0,002%100V

Gemessen an der Leistungsfähigkeit der Hybrid-Module ist die Stückliste recht kurz.

AnzahlBezeichnerKommentar
3C1, C5, C7100pF
1C24,7µF
1C3470pF
1C4100nF
1C61nF
1C8100µF
2C9, C12220µF
3C10, C11, C1310µF
1IC1STK40xx
1L13µH
2R1, R31kΩ
4R2, R5, R6, R80,22Ω, 3W
2R4, R94,7Ω, 3W
2R7, R1156kΩ
1R10560Ω
2R12, R13100Ω, 1W
1R1410kΩ

Das ZIP-Archiv enthält alle Daten zur Platine.

ZIP-Archiv zum Projekt

Fehlt noch ein geeignetes Netzteil: Transformator, Brückengleichrichter, 2x 10.000µF und ein Gehäuse…

Januar 21

Audio-Verstärker mit Sanyo Hybridmodul

Verstärkermodule von Sanyo werden seit Jahrzehnten (!) in hochwertigen Audioverstärkern verwendet. Die Module sind in einem breiten Leistungsspektrum preiswert erhältlich.

Sanyo lieferte die Module der STK-0xx Serie im gleichen Pinout. Damit lässt sich eine Platine für Ausgangsleistungen von 15W bis 70W mit unterschiedlicher Bestückung verwenden.

STK086G auf Platine

Das Foto zeigt meinen Versuchsaufbau mit dem STK086G. Die Platine richtet sich nach dem Schaltplan von Sanyo.

Schaltplan des Verstärkermoduls

Die Bestückung der Leiterplatte folgt den üblichen Regeln… zuerst die flachen Bauteile, dann die Hohen. Für die großen Widerstände R3, R6, R7 sind ein paar Millimeter Abstand zur Platine empfehlenswert.

Je nach gewähltem Verstärker-Modul variiert die Bestückung. Die folgendenden Tabellen listen die benötigten Bauteile auf.

AnzahlBezeichnerKommentar
1C11µF
1C24,7µF
1C3470pF
1C42pF
1C5180pF
1C647nF
1C747µF, 16V
2C8, C13220µF
2C10, C1210µF
1IC1STK0xx
1R11kΩ
2R2, R456kΩ
1R34,7Ω, 1W
1R52,7kΩ, für die G-Versionen: 1,2kΩ
2R6, R7100Ω, 1W

Die Spannungsfestigkeit der Kondensatoren muß zur Betriebsspannung des Moduls passen.

ModulSpannungsfestigkeit
von C1 – C13
Ausgangs-
leistung
Klirr-
faktor
Betriebs-
spannung
STK07535V15W0,3%±20V
STK075G35V15W0,05%±20V
STK07735V20W0,3%±22V
STK077G35V20W0,05%±22V
STK07835V24W0,2%±25V
STK078G35V24W0,05%±25V
STK08050V30W0,2%±27V
STK080G50V30W0,05%±27V
STK08250V35W0,2%±30V
STK082G50V35W0,05%±30V
STK08350V40W0,2%±32V
STK083G50V40W0,05%±32V
STK08450V50W0,2%±35V
STK084G50V50W0,05%±35V
STK08563V60W0,2%±38V
STK085G63V60W0,05%±38V
STK08663V70W0,2%±42V
STK086G63V70W0,05%±42V

Mit einer Lastimpedanz von 8Ω und einer Bandbreite von 10Hz bis 100kHz werden obige Leistungsdaten erreicht.

Die Datenblätter des Herstellers liefern weitere Daten. Die üblichen Suchmaschinen helfen weiter …

Weiterhin werden benötigt: ausreichend große Kühlkörper und ein geeignetes Netzteil.

Die kompakten Module lassen sich leicht in Aktivboxen, Surround-Anlagen oder Verstärker-Selbstbau-Projekte integrieren.

Mit dem Datensatz aus diesem Archiv können die Platinen bei einem Auftragsfertiger bestellt werden.

Hybrid-Amp.zip, das Archiv zum Projekt

Februar 3

Heimkino

Angeregt durch ein Angebot von Sureelectronics auf ebay beschloß ich einen Verstärker für mein Heimkino zu bauen. Nachdem ich reichlich Erfahrung in der Entwicklung von Analogverstärkern mit Halbleitern und Röhren gesammelt habe, sollte es dieses Mal ein Digitalverstärker sein. Der günstige Preis überzeugte mich schließlich das Modul zu kaufen.

DSC_0034

Das Verstärkermodul wurde zusammen mit einem Kabelsatz und 8 Bananenbuchsen in einem schicken schwarzen Karton geliefert. Der  Digitalverstärker AA-AB009 bietet 4 Kanäle mit je 100 Watt Leistung an 4 Ohm – mehr als ausreichend für die Front- und Rear-Lautsprecher. Die Sureelectronics Website liefert in PDF den Schaltplan, Handhabungshinweise und Betriebsanleitung. Damit sollte es kein Problem sein, den Verstärker in Betrieb zu nehmen.

Der Verstärker arbeitet in Klasse D Betrieb und verwendet TC2000 und TP2050 Chips von Tripath. Die Ausgangsstufe ist als H-Brücke aufgebaut. (Dazu später mehr)

Mit der Stroversorgung scheint sich Sureelectronics nicht ganz sicher zu sein: auf der Platine werden 6V – 26V DC angegeben, im mitgelieferten PDF-Dokument werden 10V – 32V genannt. Ich habe mich für das S350-27 Schaltnetzteil von MeanWell entschieden, das 27V und 350W liefert. Der eingebaute Lüfter des SNT ist temperaturgesteuert und wird erst eingeschaltet, wenn die Temperatur im Netzteil hoch genug angestiegen ist. Damit ist geräuscharmer Betrieb möglich. Der Lüfter läuft ja nur wenn man laut genug aufdreht – und dann stört das Rauschen des Lüfters nicht ;o)

 

DSC_0028

Montiert habe ich den Verstärker in ein 19 Zoll Stahlblech-Gehäuse von Pollin. Frontplatte und Rückwand habe ich mit selbst gestalteten Teilen aus Aluminium ersetzt. Die Frontplatten Design Software von Schäffer-Apparatebau aus Berlin erleichtert diesen Schritt und ermöglicht die Beauftragung der Fertigung online.

DSC_0035

Die restlichen Teile – Cinch-Buchsen, Netzschalter, Netzfilter und blaue LED stammen ebenfalls aus dem Sortiment von Pollin.

Nach der Montage steht natürlich ein erster Test an. Mit Audio-Analyzer und Oszilloskop bewaffnet begann ich die 4 Kanäle zu testen. Mit 2 Kanälen unbelastet und 2 Kanälen mit je 17W in 8 Ohm ausgesteuert ergibt sich eine Kühlkörpertemperatur von 51°C.

DSC_0033

Nach einer halben Stunde habe ich den Test abgebrochen, da das Kunststoffgehäuse, in das die Widerstände eingebaut sind, zu schmoren begann. Fazit: Da muss was Ordentliches her!

Als Signalquelle habe ich den Oszillator meines VP-7720A Audio-Analyzers verwendet. Das Display des Analyzers zeigt den Signalpegel in dBV. Das Oszilloskop-Bild zeigt sehr deutlich die Effekte des diskontinuierlichen Betriebs. Der Sinuskurve sind deutliche Störungen überlagert – daher die breite, verwaschene Darstellung.

DSC_0029     DSC_0027

 

Bei höheren Pegel sieht die Sache deutlich besser aus. Ein Filter scheint mir aber dennoch angeraten zu sein.

DSC_0031   DSC_0030

Da H-Brücken potentialfrei sind, kann ein Messgerät mit fester Masse – wie bei Oszilloskopen üblich – nur mit geiegneten Hilfsmitteln verwendet werden. Sonst schließt man die an Masse angeschlossene Seite der Brücke ganz einfach kurz! Ein Audio-Übertrager oder – besser – ein Differential-Tastkopf muß her. Natürlich gibt es diese im einschlägigen Fachhandel und auch auf eBay. Die jeweils aufgerufenen Preise lassen auch hier den Selbstbau sehr attraktiv werden…

Hier endet der erste Teil des Verstärker-Projektes. Ich werde den Rest in Kürze nachliefern. Stay tuned!