Glossar


 
Leistungsverstärker

Siehe auch: Leistungs-Operationsverstärker  Operationsverstärker  Bipolare Stromquelle  

Ein Leistungsverstärker ist generell ein elektronisches Gerät, welches eine Spannung am Eingang verstärkt und mit höherer Leistung an den Ausgang abgibt. Es gibt viele Arten von Leistungsverstärker:

Leistungsverstärker mit Röhren:
Heute werden immer noch Verstärker mit Vakuum-Röhren hergestellt, sie können für Sonderzwecke bis in höchste Frequenzen eingesetzt werden, sog. HF-Nuvistoren. Es gibt immer noch Musik-Leistungsverstärker mit Röhren, die ein breites Liebhaberpublikum haben.
Mit einer sog. induktiven Hochfrequenz-Erwärmungsanlage werden mit 27,2 MHz Metallteile wie z.B. Feilen und sonstige Werkzeuge mit hoher Leistung geglüht und anschließend mit Öl abgeschreckt und somit gehärtet.
Rundfunksender hoher Leistung werden immer noch mit besonderen Hochleistungsröhren betrieben, die mit Luft oder mit Wasser gekühlt werden müssen. Die regionalen Satelliten-Senderumsetzer werden jedoch inzwischen von schwächeren transistorisierten Verstärkern betrieben.


Leistungsverstärker mit Transistoren, Feldeffekt-Transistoren und sog. IGBTs
Man unterscheidet nun grundsätzlich 3 Verfahren:


1. Leistungsverstärker in linearer Technik, die gleitend arbeiten und daher höhere Verluste haben, dafür aber eine hohe Wiedergabegüte besitzen und die Signale weitgehend unverfälscht verstärken. Diese sog. Lineare-Leistungsverstärker werden für Musikwiedergabe bis ca. max. 200 Watt und für industrielle Applikationen bis ca. max. 10.000 Watt verwendet. Bei größeren Leistungsverstärkern verwendet man viele Transistoren (bis zu 500 schon erlebt) in Parallelschaltung mit Wasserkühlung

2. Leistungsverstärker in sog. getakteter Technik, die diskontinuierlich arbeiten und wesentlich kleinere Verluste haben, aber durch dieses Takten, PWM = Pulsweiten-Modulation genannt, Verzerrungen erzeugen und die Bandbreite begrenzen. Solche getaktete Leistungsverstärker arbeiten heute vorwiegend mit IGBTs (Insulated Gate Bipolar Transistor) in vorwiegend industriellen Applikationen bis zu 100.000 Watt vorwiegend in Stromversorgungen und Motorregelungen.

3. Es gibt inzwischen aber auch Leistungsverstärker mit beiden Verfahren als ICs = Integrated Circuits, komplette Leistungsverstärker in Silizium diffundiert. Die Leistung beginnt bei kleinen ICs schon von 1 Watt bis zu 100 Watt in linearer Technik und bis zu 1.000 Watt in PWM-Technik


DC-Leistungsverstärker in der modernen Regelungstechnik

Bei diesen sollte die untere Bandbreite ab Null Hz aufwärts verstärken. 0 Hz wird auch üblich als DC bezeichnet (DC= direct current= Gleichstrom). Solche Leistungsverstärker auf Basis von Leistungs-Operations-Verstärker können auch weitere Funktionen erfüllen:

1. Spannungs-Leistungsverstärker oder Gesteuerte Spannungsquellen verstärken das Eingangssignal zu eines Ausgangsspannung hoher Leistung. Die Ausgangsimpedanz ist hierbei nahezu Null, man spricht auch von einem niederohmigen oder steifen Ausgang.

2. Strom-Leistungsverstärker oder auch Gesteuerte Stromquellen setzen die Eingangsspannung um in einen Ausgangsstrom. Dieser Ausgang ist dann soz. beliebig nachgiebig, man spricht auch von der Ausgangsipedanz unendlich. Wenn die Last am Ausgang sich ändert, so bleibt trotzdem der Strom konstant, man spricht auch von einer steuerbaren Stromquelle.

3. Servo-Leistungsverstärker vergleicht seinen Ausgangsstrom oder Spannung mit einer steuernden Quelle, der sog. Referenzspannung und sorgt dafür, das das gesamte Servo-System mit dieser Referenz-Spannung stabilisiert wird.

4. Labor-Spannungsquellen und Stromquellen sind im Prinzip nach spezialisierte DC-Leistungsverstärker für nur eine Polarität, auch unipolar genannt. Bei einem Ausgang in positiver und negativer Richtung durch Null spricht man von einem bipolaren Leistungsverstärker.






DCP2000/60 Leistungsverstärker.jpg

  • Ausgangsspannung liegt zwischen +-100V bis 600VDC
  • Ausgangsstrom von + 40 bis 100A
  • Ferngesteuerte Spitzenstrom-Begrenzung
  • Echte I2t-Strombegrenzung ist variabel, hierbei sind
  • Dauer- und Spitzenströme getrennt einstellbar
  • Unterlagerter Stromregler
  • Vollständige galvanische Trennung von Steuerteil und Endstufe, dadurch Störungsfreiheit auf Steuerebene
  • Ein Boucherot RC-Dämpfungsglied ist vorgesehen
  • Eine Bremsstufe hoher Leistung ist vorhanden


Ausführliche Beschreibung


Leistungsverstärker der DCP-Serie:
Leistungs-Operationsverstärker als steuerbare Stromquelle, Spannungsquelle und Servoregler, anschlußfertig mit integriertem Netzteil und Lüfter als Chassisversion für den Schaltschrankeinbau

Steuerbare Stromquellen und Spannungsquellen sowie Servoverstärker werden auf der Basis von Leistungs-Operationsverstärkern konzipiert, wozu auch hochgenaue Konstantstromquellen und Referenzspannungsquellen hoher Leistung gehören. Diese 4Q-Regler arbeiten sehr schnell mit einer Spannungsänderungsgeschwindigkeit (slew rate) von 5 bis 50 V/µs. Sie arbeiten mit linearen Endstufen mit unendlicher Auflösung für höchste Genauigkeit und sind absolut EMV störungsfrei. Bipolare Ausführungen sind Standard, unipolare Versionen nach Absprache. Sie werden als unbeschaltete Geräte geliefert und bekommen durch Ihre Beschaltung auf der Programmierplatine ihre endgültige Reglerfunktion festgelegt. Bevorzugter Einsatz in Steuerschränke für Maschinen, Anlagen und Systeme ohne aufwendige Schutzgehäuse, umfangreiche Anzeigen, Schalter und sonstige Bedienelemente.

DCP2000: Lineargeregeleter 2kW Leistungsverstärker zur hochgenauen Positionierung von Teleskopen.