Newsgroup: it.hobby.hi-fi
Titolo: Alimentatori switching

Leggendo qua e la in rete spesso ci si imbatte in opinioni negative
riguardo gli alimentatori switching in campo audio. Davvero gli switching
sono da evitare in campo audio o la competenza su questo tipo di
elettronica e' scarsa e quindi si preferisce chiudere il discorso con un
"da evitare"?
-- 
http://www.kiva.org
Per il ng it.hobby.hi-fi: a*fan*ulo 'sta ca**o di hifi/hiend, tutte
put*an*te.
Per il ng it.comp.lang.delphi: astenersi perditempo e lamer.
questo articolo e` stato inviato via web dal servizio gratuito 
http://www.newsland.it/news
 segnala gli abusi ad 
ab...@newsland.it


Ottimo argomento ...
In questo momento non ho tempo ma giuro che darò il mio contributo.
Volevo proporre io stesso la questione.
Parliamone ...

 "da evitare"?
Per quello che so, penso che sia determinante la prova all'ascolto.
Elettricamente, uno switching ben dimensionato è in grado di fornire 
picchi di corrente difficilmente ottenibili da un alimentatore lineare, 
ha un rendimento elevato e una moderata produzione di RFI (se chiuso 
nel metal cage); in campo medicale, per qualità della corrente continua 
fornita, la scelta va nell'ordine: batteria, switching, lineare.
Sto preparando un finale multiamplificato, in cui gli stadi L, R, Sub e 
Centrale sono alimentati appunto da uno switching da 350W; se come 
spero riesco a finirlo nel giro di un mesetto, farò una comparazione 
con quello attuale, che usa due toroidali, e poi racconterò.
Ciao
Luca

 Centrale sono alimentati appunto da uno switching da 350W;
Switching sviluppato da te?


 Switching sviluppato da te?
No, no... ï¿œ fuori dalla mia portata. Userï¿œ un MeanWell, e anche su 
questi c'ï¿œ chi giura che altri switching "suonino" meglio: pare 
addirittura che i cinesi da due soldi siano il massimo come qualitï¿œ :)
Ciao
Luca


E' pur sempre vero che a monte di uno switching c'è un alimentatore in 
continua che lavora a frequenza di rete con dei condensatori di piccola 
capacità e alta tensione (quindi anche qui si vede un ripple sui 20 ms 
( o meglio 10 ms considerando la doppia semi onda).
E' però vero che tra l'utilizzatore e la sorgente è interposto uno 
stabilizzatore ad alta frequenza che dovrebbe compensare almeno 
parzialmente il ripple a monte.

 il ripple a monte.
Sì, in genere viene usato uno stabilizzatore PWM a valle del 
convertitore. Come ripple ci si riferisce ad un rumore ad alta 
frequenza, che viene facilmente ridotto mediante un filtro passa-basso. 
E' molto importante anche la bassa impedenza d'uscita: in un 
alimentatore lineare è ottenuta, per un tempo finito, mediante i 
condensatori in uscita, mentre in uno switching è parte stessa del 
design e pertanto può essere mantenuta indefinitamente.
Ciao
Luca

 design e pertanto può essere mantenuta indefinitamente.
Aggiungiamo che spesso le frequenze in gioco escono dal campo udibile 
mentre la stessa cosa non si può dire per la tensione di rete raddrizzata.
Vabbè ... cercando di trarre qualche conclusione iniziamo a dire che è 
sicuramente meglio nel caso di amplificatori di potenza (per ora diciamo 
analogici) un valido alimentatore switching piuttosto che una 
alimentazione diciamo tradizionale priva di stabilizzazione (ponte e 
condensatori per capirci).
In quest'ultimo caso l'insensibilità al ripple è tutta legata al 
rapporto di reiezione alla tensione di alimentazione dell'amplificatore 
che non sempre è delle migliori.
Passiamo al digitale?

 Passiamo al digitale?
Intanto aspetto di completare il mio finale e poi vediamo :)
Ciao
Luca

 Intanto aspetto di completare il mio finale e poi vediamo :)
Beh ... era per proseguire il discorso.
Io da parte mia ritengo che un amplificatore analogico possa beneficiare 
di una alimentazione switching.
Restano i dubbi sulle interferenze sui convertitori e sugli 
amplificatori in classe D o T o di altro tipo ma non analogico.
Parlo del jitter  ovviamente.
Ci sono validissime elettroniche consumer (pioner , oppo ecc. ecc.) con 
alimentazione switching che vengono cannibalizzate furbescamente da 
costruttori di elettroniche hig end e venduti come prodotti 
stratosferici cambiando solo il guscio ... e il prezzo ... ma non 
l'alimentatore (considerato deleterio).
Perché non parlarne?

 indefinitamente.
Se usi una topologia flyback o forward, lo stadio switching è a monte.
L'uscita fornisce una controreazione isolata (optoaccoppiatore o 
avvolgimento ausiliario) al primary-side PWM.
Sull'uscita hai solo raddrizzatori, eventualmente snubber, e filtro: vista 
la frequenza non sono necessarie grosse capacità.
Per potenze superiori a 50W è obbligatorio un PFC, per cui non si ha nemmeno 
il rumore dei diodi in ingresso.
Ciao
CG 

 trasformatore grosso...e sei daccapo.
Isolamento da cosa? Non capisco a quale tipologia ti stia riferendo.


 Se davvero lavorasse a 50Hz come ottieni l'isolamento?
"Lavora" nel senso che l'oscillatore viene alimentato direttamente 
dalla rete a 50Hz.
Ciao
Luca


Per non aver i "battimenti" in frequenza dovuti a interferenza tra clocke 
diversi bisognerebbe derivare tutti i clocke degli apparecchi da un unico 
principale più alto, cioè nel caso di alimentatore switch che parte da, 
mettiamo 100KHz, bisognerebbe derivare quello per l'ampli in classe D che 
va, mettiamo a 50KHz, con un divisore x2.
Quindi imho se la sorgente digitale (pc,cd,dvd,ecc.) disponesse anche di una 
uscita BNC da cui derivarne il clocke principale per sincronizzare tutto il 
resto della catena seriale (DAC, alimentatori switch per l'ampli in classe 
D, lo stesso ampli) non ci sarebbero neanche problemi di jitter...certo 
tutto questo si potrebbe fare in un apparato chiuso, cioè comprendente tutto 
quello di cui sopra. 

 va, mettiamo a 50KHz, con un divisore x2.
Non credo che sia così semplice.
Il segnale di clock dovrà essere adattato al tipo di campionamento ed 
inoltre dovrà essere sincronizzato ad un eventuale flusso digitale 
(s/pdif ad esempio).
Non è più semplice filtrare adeguatamente con un passa basso la sorgente 
di alimentazione?

 Isolamento da cosa? Non capisco a quale tipologia ti stia riferendo.
Isolamento rispetto alla rete, necessario per questioni di sicurezza.
Il problema degli alimentatori è infatti quello: è necessario isolare. Con 
un alimentatore standard hai bisogno di un trasformatore che lavori a 50Hz, 
mentre invece utilizzando uno switching decidi te la frequenza di lavoro. A 
parità di potenza di uscita, più è alta la frequenza e più il trasformatore 
è piccolo (naturalmente ha un nucleo magnetico diverso)
Ciao
CG 

 rete a 50Hz.
Beh in un certo senso sì, però quando si parla di "frequenza di lavoro" di 
un alimentatore si intende la frequenza dell'oscillatore PWM.
Comunque alimentatori grandi non si possono fare senza PFC (power factor 
correction), infatti se non erro entro qualche anno verranno totalmente 
vietati gli alimentatori a trasformatore+ponte+filtro essendo una fonte di 
disturbi esagerata, tra l'altro punto debole di molte catene audio.
All'uscita del PFC si ha una continua, stabilizzata intorno 3-400 V, a valle 
del quale si mette il flyback/forward isolato che si ritiene opportuno.
Il PFC è un dispositivo che sta tra il ponte raddrizzatore e le capacità di 
filtro, atto a fare in modo che l'assorbimento di corrente "abbia la stessa 
forma" e sia in fase con la sinusoide di ingresso. Questo permette di 
diminuire drasticamente i disturbi rispetto a un filtro classico perchè sia 
l'uscita sia l'ingresso non contengono tutte le armoniche fino a MHz degli 
alimentatori classici (diodi + condensatore) dovute al "rabbocco" della 
carica nei condensatori.
Sembrerà strano ma si dimostra facilmente che un alimentatore switching è 
superiore in tutti i sensi, spesso anche per il rapporto qualità/prezzo, a 
qualsiasi alimentatore lineare (finchè si tratta di alimentatori "grossi")
Ciao
CG 

 è piccolo (naturalmente ha un nucleo magnetico diverso)
Adesso stai parlando di quale trasfo?


 qualsiasi alimentatore lineare (finchè si tratta di alimentatori "grossi")
Allora perche' in campo audio, sopratutto a livello di ampli e preampli,
continuano a darchi prodotti che non fanno uso di alimentatopri switching?
Troppo difficile fare un buon alimentatore switching?


 hanno un trasfo di isolamento non sono sicuri?
Gli alimentatori switching usano comunque un trasformatore per ridurre 
la tensione da quella di rete ad alta frequenza, emessa 
dall'oscillatore, ad un valore utile alla regolazione in uscita; come 
detto, una funzione di questo trasformatore è quella di separare 
galvanicamente la tensione di ingresso dal circuito di uscita.
La frequenza elevata permette di ottenere prestazioni idonee con un 
nucleo molto più piccolo rispetto al lavoro a frequenza di rete.
Ciao
Luca

Quanti trasformatori ci sono in uno switching? Uno? Due? Tre? Qual e' il
trasfo di isolamento?



Per tradizione?

 Per tradizione?
No, troppo facile.


 No, troppo facile.
Vero ... però l'elemento tradizione non è da trascurare.
Almeno fino a che gli addetti ai lavori apriranno il contenitore e 
faranno 'la conta' dei microfarad e dei trasformatori toroidali.

martello ha scritto:


Eh, ma finora proprio su questa conta ci hanno marciato. Tanti uF e
toroidali tanti fanno peso. In piu' ci vengono a raccontare "switching...
che schifo" e giu' a menar cazzate su toroidi vs lamierini, condensatori
della madonna o della lippa... boh... mi sa tanto che la loro competenza
sia alquanto limitata.


 trasfo di isolamento?
Dipende. In genere 1 o 2, ultimamente 3:
- trasformatore principale
- trasformatore di controreazione
- trasformatore per il PFC (in genere per� � utilizzato per lo zero cross, e 
non � altro che una bobina in serie con 2 avvolgimenti
I primi due fanno l'isolamento tra la rete e l'uscita
Questo � uno schema molto semplificato :
http://www.eetimes.com/design/smart-energy-design/4013613/Advanced-integration-PFC-PWM-combo-solution-for-high-efficiency-PC-power
Ciao
CG 

 Troppo difficile fare un buon alimentatore switching?
Quando parlo di amplificatori "grossi" intendo almeno da 50W in su, quindi 
per un preampli non ha senso visto che quest'ultimo fatto come dio comanda 
potrà arrivare a consumare 2-3W comprese lucine e manopoline.
Per un amplificatore di potenza, invece, avrebbe MOLTO senso, anche soltanto 
per la diminuzione del peso e del costo, infatti in ambito PRO dove il 
cliente non guarda se il frontale è più o meno lucido (cit.) ma ascolta e lo 
fa sparare al clipping tutti i giorni si usano alimentatori switching.
Ma un trasformatore, un ponte e qualche condensatore son buoni tutti a 
metterli. Finchè la gente valuterà gli ampli dal peso nessuno userà 
alimentatori switching!
Ciao
CG 

"da evitare"?
Se intendi collegare l'alimentatore cinese da 10 Euro del pc potrebbe
anche essere se parliamo di alimentatori pensati e congegnati
perl'audio lo switching ha al contrario enormi vantaggi, il primo fra
tutti l'essere quasi insensibile ai carichi ed enormemente più
"reattivo"
Nei finali pro da qualche kW si usa solo switching per ovvi motivi, ma
vale lo stesso discorso dei lineari: dipende dal manico e dai costi -
alimentatori di questo tipo sono ben più complessi di un
raddrizzatore, regolatore ed un paio di barilotti ed hanno anche molto
più da offrire. Ti fo un'esempio classico: nell'era dei fax questi
montavano solo alimentatori in switching e costavano enormente più di
un lineare o nelle apparecchiature elettromedicali o ovunque si
richieda un grado di affidabilità e tolleranze molto risicate, di
qualsiasi tipo


Dato il costo del rame e dei condensatori ... e data la produzione in 
serie di semiconduttori dedicati allo switching oggi a parità di qualità 
lo switching costa meno anche se circuitalmente è più complesso... anzi 
costa meno anche se è più sofisticato (leggi ad es. compensazione attiva 
del cosfi).

 del cosfi).
Poi non credo proprio che un costruttore di amplificatori da 3000 euro 
voglia risparmiare un paio di euro sull'alimentatore.
Forse non ha la tecnologia per progettarlo (lo switching).

 Forse non ha la tecnologia per progettarlo (lo switching).
E' qui che voglio arrivare. Pero' il termine tecnologia lo lascerei da
parte, direi piuttosto che non ha le conoscenze per progettarlo.
Ma quello che mi preme di piu' e' capire perche' molti progettisti che
partecipano/frequentano i vari forum continuano imperterriti a "parlar
male" di questo tipo di tecnologia applicata agli alimentatori.




Ed é proprio questo il motivo: fare un'alimentatore in switching non é
facile - una cosa é mettere due tr in push pull  e qualcosa di decente
o quasi esce fuori mentre mentre qui si devono affrontare sezioni che
sono ben più complesse di un'intero ampli integrato classico. La
scatoletta nel pc ha avuto innumerevoli passaggi ed il sudore di
centinaia di ingegneri prima di arrivare a costare 10 Euro ed
alimentare un pc, cosa assai più complessa e critica di un'ampli bf.
In quanto a componentistica sicuramente uno switching in teoria costa
meno, ma se per una determinata applicazione devi riprogettare un
chip, degli scotchy etc. per ammortizzare i costi devi venderne a
cargate! Ma senza arrivare a tanto ti servono cervelli che tale
tecnologia la sappiano maneggiare e questo ha un costo - un ponte,
qualche condensatore ed un regolatore più o meno lo sanno accroccare
tutti mentre nello switching ha importanza finanche la disposizione
fisica dei componenti
mm 


Ho letto con molto interesse la discussione, visto che è una domanda che 
mi ponevo da tempo anche io.
Posto anche che un alim switching è migliore in senso assoluto di uno 
tradizionale, posto che è necessaria una competenza superiore per lo 
switching, perchè i colossi giapponesi (che hanno sicuramente il 
know-how per costruirne di eccellenti) continuano a propinarci i 
toroidali da 40 Kg sulla fascia alta e gli switching sulla fascia bassa?
Non sto considerando volutamente i venditori di fumo dell'hi-end 
esoterico che vanno a peso.
--
G.



Perchè il 90% degli audiofili non capisce una mazza di elettronica e
si fida dell'amico dell'amico e di gente varia che al massimo ha letto
qualche riga sulla brochure pubblicitaria di qualcuno - vuoi mettere
la faccia che farebbero se il top e l'entry avessero lo stesso
alimentatore? Già ci sono rimasti male che molti player di lusso
montano delle banali meccaniche da pc. Poi il traferro fà massa, mica
come nel pro ove il minor peso é apprezzato e li i finali nuovi in
switching costano, mentre i cinesi da cento dollari hanno i lineari...
Non parliamo poi degli acquirenti di fumo: non basta neanche mettergli
davanti la strisciata di un lsa per dimostrargli che l'infima
meccanica del più economico  Pioneer tira esattamente fuori la stessa
seguenza del loro pesantissimo ultra player figurarsi mettere a
paragone una scatoletta di lamiera ed un circuitino con delle lattine
di coca cola e delle ciambelle elegantemente inguainate :-) Da vedere
anche sotto l'aspetto cullinario: un cracker contro un MacMenu :-)
Insomma il produttore fà quello che vuole l'acquirente, punta a
vendere primariamente, inutile discuterci sopra.
mm

 vendere primariamente, inutile discuterci sopra.
Quoto al 100% :)
Altra cosa che non capisco: perchè nell'audio home si continuano a usare 
connettori di potenza a bananina o fili spelati, quando uno speak-on sarebbe 
molto più pratico, performante e reperibile? Senza contare che, essendo a 
sezione circolare, è più facile da trovare anche il cavo?
Perchè si continuano ad usare cavi sbilanciati in oro massiccio quando un 
microfonico bilanciato della PROEL va 1000 volte meglio?
Perchè si fa un sacco di puzzo per un cavo di alimentazione che conta allo 
0,0001% rispetto a tutta la linea enel?
Guardate questo oggetto:
http://www.behringer.com/EN/Products/NU6000DSP.aspx
nonostante behringer sia snobbata nell'audio pro, è imbattibile sul prezzo, 
e le caratteristiche tecniche sono REALI.
Un mostro da 6kW totali.... meno di 6kg di peso :) DAC integrato 
nell'ampli....
Ciao
CG 


Behringer fa della roba veramente conveniente. Alcuni prodotti sono 
spudoratamente copiati dalle "grandi marche" ma sull'elettronica ho 
sempre visto roba piuttosto buona.
--
G.

 
http://www.behringer.com/EN/Products/NU6000DSP.aspx
..mecojioni!
Ho dato uno sguardo sugli ampli Behringer che utilizzano alimentazione
switching e ho trovato questo: Behringer Europower EPQ304 300-Watt Power
Amplifier. Sui 200 Euro Iva inclusa. Da provare a confronto con qualcosa
di potenza simile nel panorama hifi, un NAD ad esempio. Se dovesse
risultare una ciofeca, il Behringer, lo si passa all'impianto
home-theater. Al limite lo si smonta per capire come e' fatta
l'alimentazione :-)) giusto per fare un po' di ricerca e sviluppo :-))
Devo trovare uno sponsor :-))


 Devo trovare uno sponsor :-))
L'alimentatore è standard! Ha un trasformatore da 400VA e tutto quello che 
viene messo normalmente. Solo che invece che farlo lavorare a 50Hz lo si fa 
lavorare a decine di kHz se non centinaia. Riuscendo a farlo, un 
trasformatore da 400VA può venir tranquillamente non più grande di un 
mandarino!
Tra l'altro gli alimentatori switching di queste potenze hanno un PFC a 
monte, quindi giova anche a tutto il resto dei componenti.
Quando si sale di potenza, lo switching è SEMPRE la miglior soluzione.
Sicuramente non è alla portata di tutti, ma è la legge della natura.
Il behringer cercalo su ebay, si trovano prezzi interessanti!
Ciao
CG 

 L'alimentatore � standard!
C.G. A. Lab. ... nun me fa'ncazza'... dal sito Behringer:
Ultra-light, ultra-low noise and ultra-efficient switch-mode power supply
for noise-free audio, superior transient response and low power consumption


 consumption
S�, intendevo standard nel senso che c'� un trasformatore, un ponte di diodi 
e un filtro induttivo-capacitivo.
La differenza degli alimentatori switching sta nel fatto che, prima del 
trasformatore, dal 50Hz si crea una continua (discorso PFC a parte) e poi si 
pilota il trasformatore a frequenza molto pi� alta di quella di rete, in 
modo da utilizzare trasformatori e condensatori piccolissimi.
Se il tutto lo metti in un anello di controreazione (isolata) hai l'uscita 
bella stabilizzata e pulita come un alimentatore classico non stabilizzato 
pu� solo sognare.
Ciao
CG 

CGAlab... nel Beh EPQ-3904 mi aspetto di trovarci un switch-mode power
supply (smps) come quello della figura a questo link
http://www.smps.us/power-supply.html
Nella cella dc-dc converter dovrei trovaci un cazzabubbolo con nucleo in
ferrite che lavora a n-kHz. Non un trasfo a lamierini o toroidale con
successivi ponte a diodi e condensatori da millanta microFarad.
Non ho ancora capito il tipo di alimentazione che descrivi tu :-))


 Non ho ancora capito il tipo di alimentazione che descrivi tu :-))
Se ci fai caso, dopo il trasformatore principale (quello che sul primario ha 
un Nmos verso massa) c'č un raddrizzatore a singola semionda e un "volano" a 
mo' di buck converter composto da bobina, condensatore e diodo verso massa.
Normalmente il secondario non č fatto cosě ma ha presa centrale e 2 diodi 
come ponte raddrizzatore completo, inoltre manca la controreazione isolata 
visto che stanno parlando di un primary-side converter (hanno fatto solo una 
freccetta)
Quello che volevo far notare io č che partendo da destra hai quello che 
viene fatto per un alimentatore con trasformatore+ponte+filtro.
Guarda qua:
http://www.smps.us/topologies.html
Nella figura hanno fatto un forward senza l'avvolgimento di "scarica". E' il 
classico switching da caricabatteria (se va bene) o da piccolo alimentatore, 
dove normalmente viene usato il flyback perchč piů semplice.
Per potenze piů elevate si fanno pushpull, mezziponti e ponti interi, 
eventualmente in configurazione interleaved (biphase o superiori, come sugli 
alimentatori dei core dei processori, che arrivano anche a 16 fasi)
La differenza sta proprio nel fatto che :
1) il trasformatore prima del ponte+filtro tramite l'Nmos verso massa viene 
fatto lavorare a frequenza elevata
2) il PFC migliora drasticamente il problema dei rumori condotti facendo in 
modo che la corrente assorbita dalla rete sia piů possibile in fase con la 
tensione, cosa che non accade con gli alimentatori classici, dove la 
corrente č impulsiva e sfasata in anticipo rispetto alla tensione 
(disastro!!)
3) il filtro di uscita č piů facile da realizzare anche di ordine elevato 
(in quel caso secondo ordine) perchč con frequenza alta viene piccolino
Ciao
CG 

Ah, OK. Cosi' il tutto mi quadra.
