Замеры КПД Топовых Моноблоков

Очень часто в ттх усилителей мы встречаем заявку кпд равную 90%, а то и более, так ли это , и что означает эта цифра попробую осветить в этой теме. Что же нам дает коэффициент полезного действия? эта величина ни что иное как эффективность усилителя в процессе преобразования и передачи энергиии от источника питания в нагрузку. Отсюда становится ясно, что чем выше процент кпд тем больше энергии будет передано от источника к нагрузке и меньше потрачено самим усилителем. Куда девается тот процент который не идет в эффективность? Тремя словами - он греет воздух! А если подробнее, то эта энергия , необоснованно высосанная из акб и генератора, гуляет внутри, нагревая элементы усилителя (транзисторы, трансформаторы, резисторы, конденсаторы и т.д.), и тем самым снижая его надежность, потенциально делая его больше - т.к. это тепло необходимо рассеять.

Одним словом высокий КПД -это то над чем давно бьются многие умы человечества. К слову кпд 100% (вечный двигатель) недосягаем, а 100+% бесконечный источник энергии...

В ходе проведения ремонтных работ, а также для сбора и анализа информации , в рамках разработки собственного усилителя, мы измерили ряд топовых моноблоков , о чем и поведаем вам ниже.

Очень попрошу не флудить и вообще не писать не по делу, только факты или обоснованный диалог по теме!!! потом можно будет перенести в раздел тестов.

Оффтоп

Замеры производились с помощью откалиброванных вольтметров и шунта. сопротивление резисторов нагрузки перемерялось при более менее значительном нагреве, так что точность результатов весьма высока. К слову по началу мы пробовали пользоваться клещами, но после того как пару раз получили кпд выше 100% от них отказались. Замеры делали на незначительной мощности, что должно давать оптимальные условия для сниятия высокого кпд, при выходе на максимальные мощности или близкие к ним кпд будет существенно падать.

Изначально такой темы не планировалось, по этому фото и видео есть не на все тесты, это делалось в первую очередь для себя, а что есть - то может быть не всем ясно и не отражать полной информации, я постараюсь пояснить.

Оффтоп

стетсом 10

11,299В

130,99А

Вход 1480.3 Вт

36,5В

нагрузка 1,17 Ом

Выход 1138

кпд 76.9%

фотки нет, есть видео , но ща грузить и форматировать некогда, может позже выложу.

а почему не делать замеры на номинальной мощности с ограниченным THD, скажем 1%???

 

 

чем перемерялось сопротивление ???

нам не было необходимости выводить их на номинальную мощность, еще раз повторяю цель не тест и сравнение усей а сбор данных для того что бы понять каким кпд могут обладать конкуренты. технически осуществить замеры на номинальной мощности довольно сложно, особенно когда это не нужно.

перемерялось падением напряжения..

Серега прав, то же за Кексы интересно

вы тоже из неисчерпаемых ресурсов?

просил же не флудить по кексу уже ответил что за тупость

стетсом 14

11,007В

152,34А

вход1676Вт

51,7В

2,14Ом

Выход 1249Вт

кпд 74,5%

Оффтоп

SD12KD

10,073В

267,02А

2689,69Вт

53,4В

нагр 1,28 Ом

2227

82,8%

Оффтоп

Оффтоп

 

яжу понятно, что минимальным КПД обладает ЛЮБОЙ усилитель при минимальной выходной мощности. Максимальным КПД обладают усилители, работающие при близких к максимальной мощностях...

Чесслово, я ваще не понимаю, зачем получать весьма приблизительные цыфры КПД при достаточно точных замерах...

Щас подавляющее большинство примет эту инфу как истинные значения КПД и опять начнется левая реклама, ****... Ну кули, страдики ж не обманут в отличии от недобросовестных производителей...

:facepalm:

с дальнейшим ростом мощности кпд начнет снижаться так как при превышении определенного предела тока (далеко не максимального и даже не номинального) происходит следущее :

1) растут потери на мосфетах блока питания в квадрате от увеличения тока

2) растет сопротивление этих самых мосфетов при нагреве, еще увеличивая потери. Так же оно сильно увеличивается при работе транзисторов на максимальном токе.

3) при больших токах возникают выбросы при коммутации мосфетов, энергия которых может быть сравнима, или даже превысить первый пункт.

4) растут потери на трансформаторах блока питания в квадрате от увеличения тока.

5) растут потери на транзисторах и дросселях усилителя в квадрате от увеличения тока. (ну это уже мелочи, по сравнению с тем, что будет потеряно в блоке питания).

Если есть какие-то мысли о том, что усилитель не вышел на номинальный режим (точнее его блок питания), так вот на всех этих усилителях при данных замерах и питании всего 10-11В ШИМ блока питания был 100%, это говорит о том что все уже вышло на заданные режимы работы.

Если есть какие-то схемотехнические, математические, физические доводы, то пожалуйста, а так это пустой треп.

b2 m1mk2

10,127В

316,90А

Вход 3209,24 Вт

55,2В

нагр 1,237 Ом

Выход 2463,24 Вт

кпд 76,7%

а вот тут уже на грани клипа

9,743В

447,5А

Вход 4360 Вт

63,6В

нагр 1,237 Ом

Выход 3270 Вт

кпд 75%

Нет ли случайно тестовых данных о связи частоты шим-а и кпд? Есть ли зависимость кпд от тестовой частоты?

Нет ли случайно тестовых данных о связи частоты шим-а и кпд? Есть ли зависимость кпд от тестовой частоты?

Такие данные есть и они в полной мере нами используются в работе над квазаром. Разработчик сам выбирает частоту шима с котрой будет работать. Мы на нее в тестах никаким образом не влияли.

Тесты проводились на частоте 50гц по этому зависимость кпд от частоты музыкального сигнала мы не проверяли, но было бы странно если бы кпд ощутимо отличался в пределах сабового диапазона.

Такие данные есть и они в полной мере нами используются в работе над квазаром. Разработчик сам выбирает частоту шима с котрой будет работать. Мы на нее в тестах никаким образом не влияли.

Тесты проводились на частоте 50гц по этому зависимость кпд от частоты музыкального сигнала мы не проверяли, но было бы странно если бы кпд ощутимо отличался в пределах сабового диапазона.

Этот вопрос не был с упреком или другим умыслом, кроме прямого. Бытует ряд мнений и предположений, от совсем глупых до вполне логичных, но никакой конкретики, потому и интересно, как с этим дела именно на практике. Вопросы прямо относятся к теме, и коли разрабатываете, наверное знаете ответы, может и другим будет полезно знать...

Вот некоторые...

От чего зависим КПД и почему вообще он отличается на порядок в разных усилителях одного класса? Разные классы, новые классы усилителей? КПД больших усилителей на малой мощности(1-5% от номинальной)? Зависим ли от КПД демпинг-фактор? Правда ли, что с понижением частоты КПД падает? Правда ли, что чем выше КПД, тем жестче минимальные требования к питанию? КПД и длина тракта? Как частота шим-а влияет на КПД и другие объективные показатели работы, в чем вообще разница между частотами шим-а? КПД и напряжение на входе? И еще куча вопросов в таком духе, возникавших в разное время у разных людей, ответами на которые неплохо было бы дополнить первый пост...

ps. Когда в саб с 3" катушкой вваливают по 10кВт на музыке, то понимают что будет громко, но так же понимают, что проживет не долго. Почему то кажется, что и с КПД на практике не все так уж просто... Хотелось бы разобраться в общих чертах прежде, чем воспринимать инфу о любых сравнениях...

Soundstream XXX-10000D

10,84В

216А

2141Вт

36В

0,93Ом

1393Вт

65%

Я всегда говорил что сст не фонтан. Может глупый вопрос но все же спрошу. КПД усилителя может быть выше на повышенном вольтаже 16-18 вольт?

Этот вопрос не был с упреком или другим умыслом, кроме прямого. Бытует ряд мнений и предположений, от совсем глупых до вполне логичных, но никакой конкретики, потому и интересно, как с этим дела именно на практике. Вопросы прямо относятся к теме, и коли разрабатываете, наверное знаете ответы, может и другим будет полезно знать...

 

Вот некоторые...

1. От чего зависим КПД и почему вообще он отличается на порядок в разных усилителях одного класса? Разные классы, новые классы усилителей?

2. КПД больших усилителей на малой мощности(1-5% от номинальной)? 3. Зависим ли от КПД демпинг-фактор?

4. Правда ли, что с понижением частоты КПД падает?

5. Правда ли, что чем выше КПД, тем жестче минимальные требования к питанию?

6. КПД и длина тракта?

7. Как частота шим-а влияет на КПД и другие объективные показатели работы, в чем вообще разница между частотами шим-а?

8. КПД и напряжение на входе?

И еще куча вопросов в таком духе, возникавших в разное время у разных людей, ответами на которые неплохо было бы дополнить первый пост...

 

ps. Когда в саб с 3" катушкой вваливают по 10кВт на музыке, то понимают что будет громко, но так же понимают, что проживет не долго. Почему то кажется, что и с КПД на практике не все так уж просто... Хотелось бы разобраться в общих чертах прежде, чем воспринимать инфу о любых сравнениях...

некоторые вопросы вполне очевидны и на мой взгляд не стоят внимания, но попробую ответить для полноты понимания темы. разбил их по номерам что бы упростить восприятие.

1. кпд зависит от очень многих факторов начиная от элементной базы, инженерных решений и заканчивая полетом мысли разработчика... скажем 70% кпд получить достаточно легко, а вот дальше приходится набирать по крупицам. Сюда входит и подбор компонентов с минимальными потерями, и схемотехника позволяющая избегать паразитных потерь, куча экспериментов с трансформаторами, ШИМом и т.д. Есть и нюансы которые разработчики освещать не горят.. Классы, все в Д классе.

2. на малой мощности 1-5 % кпд конечно будет низким. просто потому что у усилителя есть ток холостого хода и его значение будет пагубно влиять на кпд на таких мощностях. но примерно на 10% и более усилитель выходит на самый "удобный" режим работы и кпд становится оптимальным. про ухудшение кпд на высоких мощностях описывалось несколькими постами выше.

3. демпинг фактор зависит от сопротивления выходного каскада и от запаса мощности усилителя, а уже эти факторы непосредственно связаны с кпд, по этому в общем можно сказать да.

4. не понял про какую частоту идет речь? частота звукового сигнала в рамках слышимого диапазона не должна значимо влиять на кпд. просто видимо такая связь у некоторых наблюдается из-за того что на низах усилителю приходится оперировать бОльшими токами и как следствие - да, не имея запаса по мощности усилитель перегружается и кпд падает.

5. чем выше КПД тем больше мощности отдаст усилитель при одном и том же питании. на жесткость требований к питанию кпд в общем то не влияет, просто чем ниже кпд тем больше энергии сожрет сам усилитель и меньше отдаст в нагрузку. Это особенно важно для стритовых классов, где есть жесткие ограничени в питании, там реально решает кпд.

6. прямой связи между кпд и длинной тракта практически нет. да и тракт длинный только на обработке слаботочного звукового сигнала. там потребление мизерное.

7. ШИМ задается на стади разработки и он взаимосвязан с преобразователем напряжения, отдельно его рассматривать нельзя. что касается звукового тракта, там во -первых шим не должен влиять на звуковой частотный диапазон, во вторых должен быть согласован и оптимизирован с трактом. Ну а вообще чем выше частота ШИМ тем больше потери на коммутацию, чем ниже частота, тем больше влияние за звуковой тракт, надо искать золотую середину

8. Потери блока питания (в усилителе это главное место потерь) мало зависят от напряжения питания, а в основном от тока через компоненты. Чем ниже напряжение на входе тем сильнее усилитель грузится по току. По этому, чем выше позволяет усилитель "задрать" питание и чем выше его обеспечат аккумы, тем лучше. При одном и том же потребляемом токе, но при бОльшем питании КПД вырастет. Только не забываем, что схемотехника блока питания должна быть расчитана для этого, т.к. вырастут выбросы на транзисторах, что может привести к пробою и полету блока питания усилителя в мир иной.