Soviel war klar:
Herauskommen sollte ein Leistungsverstärker, der ca. 200V bei 50Hz liefern
soll. Als Last sollte alles (rein induktiv bis rein kapazitiv) erlaubt sein, dabei
sollte ein Strom von ca. 100mA geliefert werden können.
Hört sich erstmal nicht so schwierig an, Leistungsendstufen aller Art sind schließlich in jeden Lehrbuch zu finden. Nur haben die alle einen Haken: da üblicherweise in der Endstufe komplementäre Transistoren als Emitterfolger verwendet werden, bräuchte ich jetzt mal eben einen PNP-Transistor, der mindestens 600V, 150mA und 100W verträgt. Wer einen hat, kann ihn mir ja mal schicken.
Nächster Ansatz: Mosfets oder IGBT. Sind sowieso besser (weshalb eigentlich), wird mit P-Kanal aber auch eng. Für eine pseude-komplementäre Schaltung brauch ich ja wieder einen PNP, ätsch reingefallen.
Also der unkonventionelle Ansatz: Man nehme zwei identisch aufgebaute steuerbare Stromquellen, schalte diese in Reihe zwischen -300V und +300V, dann müßte man auch durch eine passende Ansteuerung jede Spannung dazwischen am Ausgang erzeugen können. Geht tatsächlich, die Steuerung der Stromquellen wird durch je einen Optokoppler erledigt, die wiederum von einem Operationsverstärker gesteuert werden, der dann den Regelkreis schließt. Die Stromquellen selbst sind wieder (fast) Lehrbuchschaltung mit einem Mosfet im Ausgang, der die Ströme und Spannung verträgt.
Der fertige Verstärker bringt bei +/-320V Betriebsspannung ca. 210V Ausgangsspannung bei 50Hz und 150mA Last. Die nutzbare Großsignalbandbreite geht von DC bis einige 100Hz (weiß nicht mehr auswendig, hab gerade keine Lust das nachzumessen).
Der maximale Ausgangsstrom ist durch die zulässige Verlustleistung der Mosfets begrenzt, prinzipiell ist die Schaltung sowohl für höhere Spannungen als auch höhere Ströme modifizierbar. Nicht ganz unwichtig ist die Kopplung der Versorgung der Eingangsstufe mit der Versorgung der Leistungsstufe in der Art, daß die Eingangsstufe erst versorgt werden darf, wenn ausreichend Betriebsspannung an der Leistungstufe anliegt. An den Brandspuren auf dem Versuchsaufbau sieht man, was passiert, wenn man das nicht beachtet.
Als Netzteil eignet sich sowohl für die Eingangsstufe (braucht ca. +/- 15..20V bei 30mA) als auch für die Endstufe die Standardschaltung: Trafo, Gleichrichter, Elko. Teile des Netzteils sieht man auch auf dem Foto.
Ansonsten nur noch die übliche Warnung:
Kinder, macht das nicht zuhause nach. Die Spannungen an der Schaltung reichen locker
aus, um jemanden umzubringen, oder wenigstens einen ordentlichen Schock zu verpassen.
Hier nun der Schaltplan des Verstärkers: voltamp.pdf
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Und hier noch das unvermeidliche Foto: