Ich hatte angekündigt, untersuchen zu wollen, wie sich lt. Simulation der MR200 Schaltung die Massnahme der mit einem 470 Ohm Serienwiderstand an C638 (C738) beschleunigten Basis-(Treiber)-Spannung am Endtransistor T622 (T736)
a) ohne zusätzliche Einschaltstrombegrenzung
b) mit zusätzlicher Einschaltstrombegrenzung
verhält.
Ausserdem, wie die Einschaltstrombegrenzung im MR 200 dafür optimal abgestimmt sein sollte.
Dafür habe ich die Einschaltstrombegrenzung in den Schaltplan des MR 200 integriert, denn nur so wird das korrekte Zeitverhalten des Hochlaufens der Spannungen und Ströme der Endstufe realitätsnah modelliert. Anschliessend habe ich den Vorwiderstand, bzw. NTC und die Schaltverzögerung der Relais-Überbrückung im Hinblick auf kleine Pulshöhen des Einschaltpulses so angepasst, dass auch kein "Pumpen" aufgrund von Unterversorgung mehr eintritt.
Den Vorwiderstand von 470 Ohm in Reihe zu C638 (C738) hatte ich bereits vorher optimiert. Vergrösserung dieses Widerstands führt zu Clipping der positiven Halbwelle bei grösserer Ausgangsleistung. Verkleinerung führt zu höherer Einschaltpulsspitze.
Es bedeuten:
V(n001) = Endstufenversorgungsspannung
V(out) = Ausgangsspannung am Ausgang der Endstufe (bei Abschluss mit 4 Ohm)
MIT zusätzlich 470 Ohm in Reihe zu C638
V(out_2) = Ausgangsspannung am Ausgang der Endstufe (bei Abschluss mit 4 Ohm)
OHNE Vorwiderstand in Reihe zu C638
Ix(T622:B) = Basisstrom von T622 der Endstufe
MIT zusätzlich 470 Ohm in Reihe zu C638
Ix(T6:B) = Basisstrom von T622 der Endstufe
OHNE Vorwiderstand in Reihe zu C638
Ix(T622:C) = Kollektorstrom von T622 der Endstufe
MIT zusätzlich 470 Ohm in Reihe zu C638
Ix(T6:C) = Kollektorstrom von T622 der Endstufe
OHNE Vorwiderstand in Reihe zu C638
Zunächst ohne Einschaltstrombegrenzung:
Wirkung des 470 Ohm Vorwiderstands
Der ausserordentlich hohe Basisstrompuls (8 mA) von T622 wird durch den 470 Ohm Vorwiderstand auf 1/10 (0,8 mA) gesenkt und gleichzeitig sein Einsetzen beschleunigt, so dass mit dem Widerstand sein Verlauf dem Verlauf des Kollektorstroms von T622 entspricht.
Der Kollektorstrom von T622 setzt ebenfalls früher und zeitgleich mit dem Basistrom ein, wenn der Vorwiderstand eingefügt ist. Die Höhe des Kollektorstrom-Einschaltpulses bleibt mit ca. 4,5 A dabei unverändert hoch.
Die Einschaltpulshöhe am Lautsprecherausgang (an 4 Ohm) wird durch den Vorwiderstand nicht verändert , der Puls erscheint - wie der Kollektorstrompuls - etwas eher.
Die wesentliche Auswirkung des 470 Ohm Vorwiderstandes in Reihe mit C638 (C738) betrifft die stark reduzierte Höhe und das beschleunigte Einsetzen des Basisstrompulses, so dass der Anstieg des Basisstroms gleichzeitig und mit gleicher relativer Anstiegsrate wie der Kollektorstrom erfolgt.
MIT Einschaltstrombegrenzung:
Wirkung des 470 Ohm Vorwiderstands
Die Einschaltstrombegrenzung wurde der Schaltung des MR 200 angepasst. Kriterium war möglichst niedrige Einschalt-Pulshöhe.
Das begrenzende Bauteil der Einschaltstrobegrenzung ist
ein NTC 16 Ohm, 5 A (NTC 16D-20)
Die Relais-Verzögerungsschaltzeit ist 0,5 Sekunden
Das Schaltrelais ist für 24 V DC, max. 8A Schaltstrom, Spulenwiderstand 1100 Ohm
In der MR 200 Schaltung gibt es mit dieser Einschaltstrombegrenzung ohne und mit 470 Ohm Reihen-Vorwiderstand diese Resultate:
Bis zum Einsetzen des Relais nach 0,5 s Verzögerung erreicht die Versorgungsspannung ca. 2/3 des Endwerts (30 V von 44 V).
Es gibt einen Einschaltplopp direkt beim Einschalten des Geräts und nochmals beim Schalten des Relais. Beide Plopps sind etwa gleichlaut und
erheblich leiser als das Einschaltgeräusch ohne Einschaltstrombegrenzung.
Der Basisstrompuls von T622 ist durch die Einschaltstrombegrenzung auf ca. 1/3 vermindert. Das gilt auch für den Puls bei eingefügtem Vorwiderstand vor C638 (C738). Dabei erreicht die Basisspannung an T622 bei ca. 0,1 s aufgrund der noch im Hochlauf begriffenen Versorgungsspannung zu diesem Zeitpunkt, 10 V, hoffentlich genügt das - mehr wäre hier besser. Ein Kompromiss aufgrund ebenfalls gewünschter kleiner Strompeaks. Verkleinerung des Raumtemperaturwiderstands des NTC vergrössert die Basisspannung im Einschaltzeitpunkt aber vergrössert auch den Basis- und den Kollektorstrompuls. Ggf. also ein NTC mit 10 Ohm (für ca. 13-14 V) oder 5 Ohm (für ca. 17-18 V Basisspannung) nehmen und dafür den Nachteil höherer Strompeaks akzeptieren.
der Kollektorstrompuls von T622 ist durch die Einschaltstrombegrenzung ebenfalls auf ca. 1/3 vermindert.
Im Gesamtergebnis führt diese Einschaltstrombegrenzung zu ca. 1/3 verminderten Basis- und Kollektorstromspitzen beim Einschalten und in Folge auch auf deutlich geringeren Einschaltplopp am Lautsprecher. Die Stressbelastung der Endtransistoren (T622 und T736) ist mit der Einschaltstrombegrenzung wesentlich verringert.
Folgerung:
Die Kombination des 470 Ohm Vorwiderstands vor C638 (C738) mit der angepassten Einschaltverzögerung (wie in der Abb. oben) scheint vorteilhaft (einschl. der bereits vorangegangenen Einfügung der Emitterwiderstände).
So weit die "Theorie"...ich bin auf das Resultat der praktischen Erprobung schon gespannt!
Gruß
Reinhard