Ich sehe, Du hältst es mit der Methode Lesen-Rechnen-Nachfragen. Finde ich genau richtig.
>Mein einziges Problem ist nun wirklich noch die Spannungsversorgung
>Könnte mir da jemand noch ein wenig helfen? Die Dimensionierung ist mir nämlich nicht ganz klar.
Ich gehe mal von den LAutsprecherdaten aus, wie Du sie angegeben hattest:
> ... Der hat 8Ohm, 12cm Diagonale und kann maximal 20W ...
20W nehme ich mal als 20W Sinusleistung. Impulsmäßig (Bass-Box (?)) Kann der Lautsprecher wohl mehr. Dann wird zwar die Schwingspule überbelastet und eigentlich zu heiß, aber bis zum nächsten Basschlag hat sie dann wider Zeit zum abkühlen.
Zusammenfassung am Anfang
Das Netzteil sollte höchstens 18V und mindestens 2A machen. Dafür geht am besten 1 beliebiger L78xx Regler und ein PNP Leistungstransistor.
Lange Erklärung
a) P=U·I
b) I=U/R
b2) U=I·R
c = b2 in a) P = (I·R)·I = I²·R
c2) I²=P/R
c3) I = √(P/R)
soso: I= √ ( 20W / 8 Ohm) = √ (2,5 A²) = 1,5A
Die Schaltung an sich muß also ca. 1,5 A abkönnen, wenn es um Sinus-Dauerlast geht. Impulsmäßig eher das dreifache.
Wenn Du 78xx Spannungsregler verwenden willst, dann ist das vioelleicht nicht so gut, denn die regeln bei 1,5A ab und z.B. einzelne, starke Bassschlöge würden abgeschnitten, obwohl die TDA2005er noch garnicht an der Grenze (3,5A) sind.
>Die Spannung ist erstmal nicht so wichtig!
Oh doch, ist sie !
Bei 20W und 1,5A Strom, vorgegeben durch die 8Ohm beträgt die Spannung am Lautsprecher 13,3 V Effektiv. Effektivspannung deshalb, weil wir hier ein Wechselspannung haben. Für die Gleichstromversorgung des Verstärkers muß aber sie Scheitelspannugn + Reserve (Uce,sat der Ausgangstransistoren) bereitgestellt werden. Das sind bei 13,4V·√2 = 18,9 V. Und die mußt Du haben. Sonst kommen da keine 20W Sinus raus. Diese ca. 19 V beschränken dann auch dien Impulsleistung auf 20W, denn mehr Strom kann durch die 8 Ohm des Lautsprechers garnicht fließen. Deshalb werden bei käuflichen Verstärkern auch gerne Versorgunggspannungen von +/-35..40V angesetzt. Gut, die laufen nicht im Brückenbetrieb, aber 70V sind halt eine menge Holz. Autoverstärker haben dann entweder einn internen Trafo zur Erhöhung der Spannung und/oder sie bauen auf Lautsprecher mit extrem kleinen Impedanzen von 4 oder 2 oder sogar nur 1,5 Ohm.
Insofern hast Du mit 8 Ohm tatsächlich ein kleines Problem. Aber Du bist ja bei der Versorgunggspannung flexibel, wie ich vermute. Insofern ist da einiges machbar.
Verstärkerversorgungen werden übrigens fast nie geregelt. Der Grund ist: Das Ausgangssignal hängt bei einem guten Verstärker, der innerhalb der Grenzparametzer arbeitet, nur vom Eingangssignal ab. Der TDA2005 z.B. eine Supply Voltage Rejection von 55dB. Wenn also auf der Versorgungsspannung 1 Volt Brumm- oder andere Störspannung, z.B. durch ein schlecht gesiebtes Netzteil ist, so kommt nur der 1:55dB-te Teil dieser 1V Störspannung im Ausgang an.
55dB sind (55/20)B = 10^(55/20) = 10^(2,75) = 562,3 . Da kommen also nur 1:500 V oder 2mV Störspannung aus dem Lautsprecherausgang, wenn 1V Störspannung auf der Versorgung liegt. Deshalb ist es meist nicht wirklich nötig, die Versorgungsspannung zu regeln. Denn die 2mV Störspannung bei 36 V Hub am Lautsprecher zu hören, ist wohl kaum möglich. Wenn der Lautsprecher aber weniger Leistung abgibt, dann sinkt aber die Brummspannung an den Netzteilelkos, weil ja viel weniger Strom geleifert wird, so daß dann auch deutlich weniger gestört wird. Diese wierderum kleineren Störungen kann man dann erst recht nicht hören.
Wohl aber muß die Versorgungsspannung im richigen Bereich sein. Wegen der 20W an 8 Ohm brauchst Du mindestens 19V+Reserve.
Tja, und hier beißt sich nun die Spezifikation des TDA mit deinen Wünschen.
+18V ist Maximum für den TDA. So steht es mehrfach im Datenblatt.
Die maximal zu erwartende Leistung wird also eher etwas geringer sein als 20W.
>Wichtiger: Welche Leistung/Stromstärke muss das ganze abkönnen?
Die Spannung ist der limitierende Faktor. Die Stromstärke ergibt sich daraus.
Ich sehe gerade (beim 3. Lesen des Datenblatts), der TDA2005 ist ein Class B Verstärker, deshalb auch die 1 Ohm Widerstände nach Masse an jedem Ausgang. Oh wei, ich hatte erwartet, der wäre Class AB
Das drückt wohl ganz erheblich auf die mögliche Leistung. Dann ist meine oben angegebenen Maximalleistungsbtrachtung leider Makulatur. Im Datenblatt ist ja ein Teil für die Elektrischen Paramter im Brückenbetrieb (Seite 4). Da steht was von 20W an 4 Ohm bei 14,4 Volt.
Uns interessiert aber der Strom. Und der ergibt sich aus dem Widerstand des Lautsprechers und der Ausgangstransistoren und der Ausgangswiderstände. Aus dem Datenblatt (20W an 4 Ohm bei 14,4 V) kömnne wir die Widerstände abschätzen.
Hm, bei 8 Ohm rechnen wir also mit einem Ersatzwiderstand des B-Brückenverstärkers von P=20W ... R=U²/P ; U = 14,4 V => R=10,4 Ohm. ... Mit einem 4 Ohm Lautsprecher. Das sind wohl 4 Ohm für den Lautsprecher und 6,4 Ohm für den Verstärker.
Du hast dann 8 Ohm (Lautsprecher) + 6,4 Ohm (Verstärker) = 14,4 Ohm an 18 Volt Spannung.
Das sind P = U²/R = 22 W. Nunja, könnte hinkommen mit 20 W Leistung. Aber diese Rechnerei ist natürlich nur ganz grob geschätzt, weil ich die "Ersatzimpedanz" des Verstärkers ja nicht genau kenne.
Dieser Ersatzwiderstand bestimmt zusammen mit dem DC-Widerstand des Lautsprechers (der Widerstand, den man mißt, wenn man mit einem Ohmmeter den Lautsprecher durchmißt) den maximal fließenden Impulsstrom durch die Schaltung. Diese Impulsstrom muß vom Netzteil bereitgestellt werden.
Für eine 8 Ohm Lautsprecher schätze ich mal 4 Ohm DC, also sind mit 6,4 Ohm intern 10,4 Ohm im Spiel.
bei 18V fließen hier dann maximal 1,8A. Und die muß die Spannungsversorgung liefern können.
>Wie bekommt man das mit 1A Spannungsreglern hin?
>Parallel schalten?
Ja, da kannst Du zwei 1A-Spanungsregler parallelschalten. Beim Parallelschalten solltest Du in den Ausgang jeden Reglers ca. 200..500 mOhm Widerstand legen, damit die beiden Regler etwa gleich am Strom teilhaben. Das verschlechtert leider die Reglerfunktion, muß aber gemacht werden.
Besser ist es, einen Erweiterungstransistor zu benutzen.
Diese Lösung ist im Datenblatt zur L78xx Sterie von ST erklärt.
Siehe www.st.com/stonline/products/literature/ds/2143/l7805.pdf , Seite 32, Figure 22.
Kombiniert mit Seite 31, Figure 19 (increasing output voltage) Kannst Du so jeden beleibigen z.B. 7805 verwenden um höhere Spannungen (18V) bei höheren Strömen (2 A oder auch noch mehr) bereitzustellen. Du brauchst nur eienn passenden PNP Leistungstransistor.
Ach ja: Kühlen nicht vergessen ;)
Als Alternative Chips mit AB Endstufe solltest Du Dir mal TDA2006 (2 Stück; siehe Figure 17 im Datenblatt für Brückenbetrieb) oder TDA2009 angucken.
Der TDA 2009 kostet z.B. bei Reichelt 85 ct (TDA2006 etwa 60 ct). Und er hat im Datenblatt (Seite 8/9, Figure 16) einen Schaltplkan für eine Bridged-Konfiguration an 8 Ohm. Das wirkt als Ausgangslösung wesentlich besser Zumal seine Eingangsspannung bis zu 28V betragen darf. Da wirst Du doch wohl hoffentlich noch einene Trafo finden, der Nach Brücken gleichrichtung maximal 28V hat. Da wären also etwa 18..19 V Nennwechselspannung nötig. Das ist doch eine Standardgröße.
Dann brauchst Du außerdem keinen Spannungsregler. Hat also nur Vorteile.
Noch was:
Statt zwei TDA2006 könntest Du auch zwei TDA2050 nehmen, der kann dann 32W alleine oder deutlich mehr noch im Brückenbetrieb. Mit einer maximalen Versorgunggspannung von bis zu 50V und ebenfalls noch ganz ordentlichen 45db Supply rejection kannst Du fast jeden 08/15 Trafo von 10..35 V Wechselspannung nehemn und kriegst immer deine Leistung raus. Die Audiophilen sagen ja irgendwas von wegen Verstärkerleistung mindestens doppelt so groß wie die Lautsprecherleistung, eben damit man Baßschläge oder so noch ordentlich auf den Lautsprecher kriegt.
-Theo