Dieser Entwurf stellt den Versuch dar, eine Endstufe zu entwickeln, die im Class-B Betrieb läuft und trotzdem gut klingt. Wer Interesse hat kann die Entwicklung im HiFi-Forum nach lesen. Dort habe ich meine Herangehensweise vorgestellt und das Projekt fertig gestellt:

Bemos - Eine verzerrungsarme Mosfetendstufe in class-B

Die grundlegende Idee befindet sich in der Stromverstärkung, dort treiben die Transistoren Q17/18 die Mosfets IRFP240 und IRFP9240. Der Ruhestrom, automatisch eingestellt durch Q13/14, liegt bei den Treibertransistoren Q17/18 bei wenigen mA. Die reichen für einen halbwegs sauberen Übergang im Nullpunkt. Ab ungefähr 20mA übernehmen dann die Mosfets den benötigten Strom. Das bedeutet, die Mosfets arbeiten ohne Ruhestrom. Sie schalten sich erst bei höheren Strömen dazu. Man könnte fast von einem Class-C Betrieb sprechen. Das wiederum produziert natürlich Übernahmeverzerrungen. Und zwar im Nullpunkt und bei der Übernahme von Treibertransistor zu Mosfet. Aber wozu hat man die gute alte Gegenkopplung erfunden? Das Signal wird mit dem Eingangssignal verglichen und korrigiert. Die Verzerrungen werden analog weggerechnet. Das funktioniert umso besser, je höher die Leerlaufverstärkung ist. Bei Bemos wurde eine Leerlaufverstärkung von über 80dB gewählt. Bei einer solch starken Gegenkopplung läuft die Endstufe Gefahr TIM-Verzerrungen zu produzieren und um das zu vermeiden wählt man eine sehr breitbandige Schaltung. Bemos ist deswegen symmetrisch aufgebaut und hat eine Grenzfrequenz von einigen mHz. Die Kunst dabei ist es einen Kompromiss zu finden, bei der die Endstufe sicher arbeitet und wenig Verzerrungen produziert. Denn je schneller eine Endstufe ist, um so schneller neigt sie leider auch zum Schwingen. Ich denke der von mir gefungene Kompromiss stellt ein durchaus ansehliches Ergebnis dar.

Schaltplan

Layout

Bestückungsplan

Bauteilliste

 Aufbau:

Zum Aufbau gibt es noch einiges anzumerken. Als blutiger Anfänger sollte man Schritt für Schritt vorgehen:

1. Platine ätzen und bohren, die großen Bohrungen erst mit einem 1,5mm Bohrer vorbohren. So hat man eine gute Schablone, um die Bohrungen am Gehäuseblech anzuzeichnen. Dann wird erst aufgebohrt. 3mm für Befestigungsschrauben und 6mm für Schraubendurchführung der Mosfets.

2. Alle Bauteile und Brücken bestücken bis auf die Mosfets und R4. Q13 und Q17 werden mit Sekundenkleber verklebt, ebenso Q14 und Q18. Bitte nur sehr wenig Kleber und nur an zwei äußeren Kanten, denn im Schadensfall muss man die Transistoren auch wieder auseinander bekommen. Wichtig, auf der Unterseite befindet sich eine Drahtbrücke. Das ist eine Masseverbindung, die wegen der optimalen Leitungsführung separat verlegt wurde. R26(parallel zu L1)befindet sich ebenfalls auf der Leiterbahnseite.

3. Wenn alles soweit fertig ist, sollte das Ergebnis in etwa so aussehen:

Oberseite:

4. Jetzt wird die Spannung angelegt und der Verstärker eingeschaltet. Bitte auf die richtige Polung achten. Steigt darauf hin stinkender Rauch auf oder knallt es, ist irgendetwas im Argen. Typische Fehler sind: Bestückungsfehler (falscher Bauteilwert, Diode verpolt, Elko verpolt...) unbeabsichtigte Lötbrücken auf der Platine Plus und Minus beim anschalten verwechselt (nicht lachen, ist mir auch schon passiert...) Brücken vergessen Ist alles ruhig geblieben wird zur Sicherheit gemessen. an den Versorgungspins des Opamps sollten ca. +/- 13,8Volt anliegen am Opamp-Ausgang sollte 0 Volt anliegen am Ausgang der Endstufe sollten ebenfalls 0 Volt anliegen (nicht mehr als ca. +/- 0,05 Volt ) über den Widerständen R20 und R23 sollte eine Spannung von etwa 1,4Volt zu messen sein

5. Nachdem alles geklappt hat, kann man die restlichen Bauteile einlöten. Wer sehr vorsichtig ist, lötet erst R4 ein und wiederholt die Messungen. Dann können gefahrlos die Mosfets eingelötet werden, aber bitte beachten: Der IRFP9240(P-Kanal-Typ) kommt an die positive und der IRFP240(N-Kanal-Typ) an die negative Versorgungsspannung. Die Beinchen der Mosfets müssen, wie auf den Bildern zu sehen ist, nach oben gebogen werden. Erst vorbiegen, dann den Transistor unter der Platine platzieren und schauen ob die Bohrlöcher passen. Gegebenen falls korrigieren und dann erst verlöten. Wenn man zuerst das mittlere Beinchen verlötet kann man noch mal ein wenig justieren, dann die restlichen Beinchen verlöten.

6. Das Modul kann jetzt in das Gehäuse gebaut werden. Die Mosfets werden mit Glimmerscheiben vom Gehäuseblech isoliert. Ein wenig Leitpaste kann nicht schaden und ist hilfreich die Glimmerscheiben am Gehäuseblech zu positionieren. Ist alles verschraubt wird vorsichtshalber noch die Isolierung der Mosfets geprüft: Mit einem Durchgangsprüfer werden Gehäuseblech und Endstufenausgang auf Durchgang geprüft. Piept es, ist irgendwo ein Kurzschluss.

7. Schweigt der Durchgangsprüfer kann man den Verstärker mit Spannung versorgen und noch mal den Ausgang auf Gleichspannung messen. Liegt die Spannung bei ca. 30mV ist alles paletti und einem Probehören steht nichst mehr im Weg.

 Ruhestromeinstellung:

Der Ruhestrom stellt sich automatisch ein, ein Abgleich ist nicht nötig.

 Netzteil: