UltraCap als Stromversorgung

Lautsprecherbau und -tuning

Beitragvon Trinnov » 23.06.2017, 05:21

Hallo Maximilian,

ich habe dazu noch keine neuen Informationen.
Wird wohl noch einige Zeit dauern.

Ein Netzteil nur mit UltraCaps hätte mir gefallen.
Allerdings reicht die Kapazität der verfügbaren UltraCaps nicht aus um für längere Zeit z.B. ein SU-1 ohne Bankumschaltung zu versorgen.
Ein Umschalten der Bänke wird sich wohl nicht vermeiden lassen.
Macht man das mit Transistoren, bekommt man die genutzte Bank nicht ganz vom Netzteil und somit vom 230V Netz entkoppelt. Um das verbleibende Netzpotential abschätzen zu können, werde ich das mal bei einem LPS-1 vergleichen, also Messung Ladeelektronik Ground gegen PE und im Vergleich LPS-1 Out Ground gegen PE.
Gemeint ist der Strom, der sich ergibt wenn man Minus mit PE verbindet. Ich kann bis 100nA herunter messen, natürlich mit Nullabgleich. Sonst macht das keinen Sinn.

Eine Parallelschaltung aus UltraCap und Akku würde insbesondere den Innenwiderstand des Netzteils noch weiter reduzieren. Ob es an UltraCap only rankommt, weiß aktuell hier vermutlich noch niemand.
Ein LPS-1 ist ja auch nicht UltraCap only, da nach den UltraCaps ein Ultra Low Noise LowDrop Regler die Spannung stabilisiert (TPS7A4700). Es gibt davon im LPS-1 drei Stück, einen für jede per Schiebeschalter einstellbare Ausgangsspannung. Da die Ausgangsspannung an den UltraCaps eh schon sehr gut ausschauen dürfte, sollte aber auch kein ULN Regler mit ultra niedrigem PSRR Wert erforderlich sein.
Ich halte den PSRR Wert insbesondere in Trafonetzteilen für wichtig.
Aktuell sind am Markt Schaltungen / Regler verfügbar, die bis zu 132dB bieten.
Wer ein Trafonetzteil am F-1 oder SU-1 betreibt, sollte unbedingt als Regler so etwas verbauen.
Der im SU-1 verbaute Regler ist nicht so der Hit.

Aber vielleicht ist es ja genau anders herum als man glaubt und man braucht einen extrem guten Regler damit die Super Performance eines Akkus oder UltraCaps nicht wieder durch einen nachgeschalteten nur halbwegs guten Regler zunichte gemacht wird.

Viele Grüße,
Horst
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Beitragvon chriss0212 » 23.06.2017, 07:12

Hallo Horst,

Ist so ein Regler eigentlich schnell genug, um Spannungssprünge beim Umschalten der Bänke auszuregeln?

Dann könnte man ja meine Idee mit den umschaltbaren Akkubänken mit UltraCaps und nachgeschalteten Regler kombinieren... oder wenn man die Spannungsdifferenz beim Umschalten möglichst klein halten möchte: hinter jede Akkubank einen Regler und dann die Caps?!

Wäre das nicht ein guter Ansatz?

Viele Grüße

Christian
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Beitragvon Trinnov » 23.06.2017, 08:32

Hallo Christian,

nur mit einem schnellen Regler den Spannungseinbruch bei einer Relais-Umschaltung der Bänke auszugleichen wird nicht reichen.
Dafür braucht man einen Buffer.

Ansonsten haben wir gerade sehr ähnliche Gedanken.
Die Idee als Hauptenergiespeicher zwei Akkubänke statt zwei UltraCap-Bänke zu verwenden ist vermutlich zielführend. Akku und UltraCap ergänzen sich perfekt, also eine Symbiose.
Wie du schon sehr schön per Schaltplan aufgezeichnet hast, wird ein Akku immer geladen und der andere über die Last entladen.
Der Akku der gerade genutzt wird, könnte über einen sehr guten Regler mit hohem PSRR mit einer UltraCap Reihenschaltung verbunden werden. Somit habe ich immer die korrekte Spannung am UltraCap, obwohl er sich entlädt. Der davor gesetzte Regler gleicht das dynamisch zwischen Akku und UltraCap aus.

Der UltraCap und der ULN Regler würde, wenn es möglich ist, idealerweise direkt in der Nähe der Schaltung verbaut.
Akkus, Ladegerät und Umschaltung könnte man aus dem Gehäuse des Verbrauchers auslagern.

- Wir haben somit den vollen Vorteil des extrem niedrigen Innenwiderstands des UltraCaps.
Da kommen Akkus nicht ran.

- Der UltraCap hängt als extrem niederohmiger Stromspeicher direkt an der Schaltung ohne qualitätsmindernden Regler davor!

- Es reicht eine einzige UltraCap Bank!
- Außerdem bleibt das Netzteil dabei komplett potentialfrei.

Die Akkuumschaltung erfolgt also per Relais nur zwischen zwei Akku-Bänken und nicht zwischen zwei UltraCap-Bänken. Umschalten reicht z.B. einmal in 5 Stunden.
Eigentlich das ultimative Übernetzteil, wenn man bereit ist den Aufwand zu treiben.

Gefällt mir!

So etwas zu bauen wäre kein Problem. Das Problem ist eher, dass der Tag nur 24 Stunden hat.

Viele Grüße,
Horst
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Beitragvon chriss0212 » 23.06.2017, 17:00

Hallo Horst

An was für einen Regler hast Du gedacht. Der TPS7A4700 ist ja etwas schwierig auf Lochraster (würde gerne nen Test starten) zu verarbeiten ;)

Viele Grüße

Christian
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Beitragvon Trinnov » 23.06.2017, 17:20

Wenn du die für das Aufladen einer UltraCap Reihenschaltung benötigst, kann ich dir keinen Tipp geben.
Die UltraCaps können extrem hohe Ströme aus dem Regler ziehen.

Gruß,
Horst
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Beitragvon chriss0212 » 23.06.2017, 17:29

Hallo Horst

Was wäre denn, wenn man zwischen Regler und den ultraCaps einen widerstand in Reihe schaltet, den man so dimensioniert, dass er klein genug ist, den cap zu laden aber groß genug um den Regler nicht zu überfordern?

Oder ist das eine "Schnapsidee"?

Grüße

Christian
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Beitragvon Trinnov » 23.06.2017, 17:39

Ja, kann man bzw. sollte man machen.
Der Regler sieht den UltraCap nämlich quasi als Kurzschluß, solange er nicht aufgeladen ist.
Vermutlich muss aber eine elektronische Strombegrenzung dazu, die greift bis die Schaltung ihre normalen Spannungswerte erreicht hat.
Es gibt Regler, die sind nicht kurzschlussfest, außerdem dürfen manche im Ausgang nicht mit größeren Kapazitäten beschaltet werden. Dies ist dann kontraproduktiv.
Wie du nun merkst, ist das im Detail alles nicht so einfach.

Gruß,
Horst
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Beitragvon Trinnov » 26.06.2017, 08:41

dietert hat geschrieben:Hallo miteinander,

... Wenn die Umschaltung bei Supercaps mit Mosfet-Relays implementiert ist, liegt man auch bei 20 bis 50 pF. So bekommt man also keine wesentlich bessere Netztrennung. Wenn man die Umschaltung mit mechanischen Relays macht, liegt man eher bei 2 pF, aber dann hat man eben ein regelmäßiges Relay-Klacken ...

Grüße,
Dieter T.


Hallo Dieter,

das Thema haben die Uptone Leute beim LPS-1 aber anscheinend sehr gut hinbekommen.

Ich habe zum Spannung Einspeisen in den LPS-1 bewusst mal ein Netzteil genommen, das messbar Ableitstrom beim Verbinden der Minusleitung mit dem Schutzleiter produziert.
Wenn ich dann auf der Spannungs-Masse des LPS-1 UltraCap Ausgangs gegen Schutzleiter messe, bekomme ich keinerlei Ableitstrom. Mein Messgerät könnte auch 100nA also 0,1µA noch anzeigen. Es bleibt aber auf 0,00 µA stehen.
Es scheint also mit FETs doch gut lösbar zu sein. Der Ausgang ist somit sehr gut vom 230V Netzpotential entkoppelt.
Wie es genau gelöst wurde, bleibt das Geheimnis von Uptone Audio.

Viele Grüße,
Horst
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Beitragvon dietert » 26.06.2017, 21:32

Hallo Horst,

ja, ich wollte eigentlich vortragen, dass man mit einem handelsüblichen Zweikammer-Netztrafo mit einer Koppelkapazität von 20 - 50 pF eine ebenso gute Lösung bekommt. Vielleicht hatte ich mich nicht klar ausgedrückt. Anscheinend sind Zweikammer-Netztrafos für High-End-Experimente aber zu billig und damit uninteressant.
Und klar, wenn jemand sich sportlich an das Thema macht, der wird eine möglichst niedrige Koppelkapazität noch mit einer Gleichtaktdrossel kombinieren, um auch HF wirksam zu blocken. So eine Drossel findet man aber auch wieder eher in einem High-End-Gerät als in einem Mainstream-Modell. Im Consumerbereich wird ja jeder Cent optimiert und ein konventionelles Linearnetzteil braucht nicht zwingend ein Netzfilter.

Was für ein Messgerät benutzt du denn, um die Ableitströme zu messen?

Grüße,
Dieter T.
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Beitragvon Trinnov » 27.06.2017, 04:09

Hallo Dieter,

ich habe da zwei selbstgebaute Gerätchen, die man zwischen die Hifi-Geräte hängt um den Ausgleichsstrom auf den Verbindungsleitungen (NF, SPDIF) messen zu können.
Ist eine Kombination aus Messgleichrichterboard und LCD Panel-Meter mit Nullabgleichregler. Natürlich mit Batterie betrieben.

Es ist schon richtig wie du sagst. Man kommt mit einem sehr guten Trafo, bei dem die Kopplung sehr gering ist, weil Primär und Sekundär nicht übereinander gewickelt sind, auch schon weit.
Bei mir waren es, wie ich schon erwähnt hatte, zwischen AFI und DAC nur 0,3µA und zwischen DAC und Endstufe nur 0,6µA. Dabei wurde der Afi USB nicht über einen Akku oder ähnliches betrieben sondern über einen Netzfiltertrafo mit geringer Kopplung und Filterung der Netzoberwellen ab 200 Hz. Erst da dran hängt bzw. hing das Afi Linearnetzteil mit Mehrkammertrafo.

Der UltraCap kann zusätzlich noch durch einen sehr geringen Innenwiderstand überzeugen.
Mir gefällt, wie schon erwähnt, für einen Selbstbau die Kombination aus Akku und UltraCap.
Bei sehr geringem Innenwiderstand des Netzteils erfolgt auch weniger Kopplung / Beeinflussung der Verbraucher untereinander, also der verschiedenen an diesem Netzteil hängenden Regelungen auf dem Board, z.b. bei einem DDC.

Viele Grüße,
Horst
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