Tech-Talk

Im Tech Talk erklären wir Ihnen die technische Seite unserer Netzteile. Für alle Fragen wie Spezifikationen, Einschaltzeit, AC-Phase, Anschlüsse und Nutzung, Austausch der Sicherung, lesen Sie bitte das Farad Super3 Handbuch. Wenn Sie weitere Fragen haben, kontaktieren Sie uns bitte!

Die Verwendung eines extrem rauscharmen Reglers bedeutet nicht, dass die Stromversorgung extrem rauscharm ist

Das Ausgangsrauschen einer Stromversorgung ist das Ergebnis des Rauschens, das die Versorgung selbst einbringt, ungefiltertes Rauschen von außen, Masseschleifenrauschen und das Reglerrauschen. Die ersten drei, die nicht auf einem Prüfstand gemessen werden, sondern wenn sich die Versorgung in einem System befindet, sind in der Regel viel höher als die letzten und müssen sehr ernsthaft angegangen werden. Der Regulierer kümmert sich nur um einen wirklich kleinen Teil der Qualität der Versorgung, es steckt viel, viel, viel mehr dahinter als der Regulierer allein. Der Regler dämpft immer nur eine begrenzte Menge dieses Rauschens in einer sehr begrenzten Bandbreite, wie etwa -100 dB im 100-Hz-Bereich und nur -50 dB bei maximal 10 MHz, und nichts mehr bei höheren Frequenzen, für die besten auf dem Markt (wie LT3045). Bei einer guten Versorgung, insbesondere im für digitale Geräte sehr relevanten > 10MHz Hf-Bereich, geht es also gar nicht um den Regler, sondern um die Versorgung selbst.

Wir achten sehr darauf, kein Rauschen zu induzieren (Schottky-Gleichrichter mit extrem niedrigem Vf, ein spezieller doppelt geschirmter Transformator mit hoher Induktivität, Choke-Pi-Filter, kein Schaltnetz oder Schaltregler) und Rauschen von außen zu filtern (spezielles Leiterplattenlayout mit Sternchen, Gleichtaktdrosseln, Kondensatoren mit extrem niedrigem ESR, Superkondensatoren). Und natürlich verwenden wir auch geräuscharme Regler. Es gibt eine Auswahl von vielen wirklich guten Reglern auf dem Markt, alle mit ihren spezifischen Vorzügen. Wir verwenden eine Doppelregelung mit zwei speziell ausgewählten Reglern, die wir zusammen eine wirklich gute Kombination gefunden haben. Zusammen mit ihrer Pre-, Intermediate- und Post-Hf-Rauschfilterung haben sie weniger Rauschen, bessere Transienten, niedrigere Ausgangsimpedanz und viel bessere PSRR als jeder andere (sogar der LT3045) Regler auf dem Markt. Wir haben uns dafür entschieden, das System zu optimieren und nicht nur einen Teil. Das ist auch der Grund, warum der Farad Super3 gegen jedes andere Angebot so gut abschneidet.

Was sind Superkondensatoren?

EDLC-Superkondensatoren, auch Ultrakondensatoren oder Booster-Kondensatoren genannt, sind die neueste Entwicklung in der Kondensatortechnologie. Sie basieren auf einem porösen Kohlenstoffmaterial mit sehr großer Oberfläche und sehr kleinen Schichtabständen, was zu einer sehr hohen Ladungsdichte führt. Superkondensatoren kombinieren eine sehr hohe Kapazität mit hoher Pulsleistung und niedrigen ESR-Werten. Kurz gesagt, sie verhalten sich wie Batterien, ohne deren Nachteile.

Warum verwendet man Superkondensatoren?

Während typische große Elektrolytkondensatoren typische Werte von bis zu 10.000 uF oder 0,01 F haben, haben selbst unsere 3-A-Supercap-Netzteile eine Kapazität von über 1 F, was 100-mal mehr Energiespeicherung bedeutet! Superkondensatoren können hohe Impulsströme liefern und haben einen niedrigen ESR, was zu einer sehr stabilen und sauberen, batterieähnlichen Leistungsaufnahme für den letzten rauscharmen Linearregler führt. Je besser und stabiler dieser Input ist, desto besser ist das Endergebnis.

Stimmt es, dass Supercaps eine kurze Lebensdauer haben?

Es scheint einige Verwirrung über Superkondensatoren und ihre Lebensdauer zu geben. Es wird allgemein gesagt, dass Supercaps eine kurze Lebensdauer haben. Wir glauben, dass diese Leute die EDCL-Supercaps mit den älteren Gold-Supercaps verwechseln. EDLC-Supercaps sind eine neue Technologie, die für einen langlebigen 24/7-Betrieb entwickelt wurde und sich aufgrund ihrer sehr hohen Kapazität und ihres niedrigen ESR sehr gut für die Pufferung in Netzteilen und die Umgehung (für hohe Stromspitzen) von Batterien in Auto- und anderen Gleichstromsystemen eignet. Sie unterscheiden sich in ihrer Technologie völlig von allen anderen bisher hergestellten Kondensatoren.

Sehen Sie sich die Herstellerkurven für die Kondensatoren an, die wir in unseren Designs verwenden. Alle Kondensatoren in unseren Designs liegen unter 80 % der Nennspannung. Selbst bei Volllast bleibt die Temperatur der Kappen dauerhaft unter 50 Grad. In der Praxis beträgt die Versorgung bei normalem Gebrauch maximal 40 Grad (unter dem Durchschnitt von 2 A). Die Lebenserwartung nach den Kurven des Herstellers liegt also im schlimmsten Fall bei 10 Jahren, in der Praxis eher bei 20 Jahren.

Warum verwenden Sie die Superkondensator-Powerbank als Glättungskondensator und wechseln Sie nicht zwischen einer Bank, während Sie die andere laden?

Es gibt mehrere Gründe, warum wir dies nicht tun. Erstens bedeutet es zusätzliche Schaltelektronik in den Versorgungsleitungen, zweitens bedeutet es, dass die Versorgung immer nur die Hälfte der Kapazität der Supercaps nutzt. Drittens, und vielleicht am wichtigsten, bedeutet dies, dass der Endregler keine konstante Spannung an seinem Eingang erhält. Eine Farad-Kapazität ist die Fähigkeit, 1 Sekunde lang einen Strom von 1 A mit einem Abfall von 1 Volt zu liefern. Angenommen, es gibt 10F Supercaps bei 3A Last, das bedeutet, dass die Spannung in 3 Sekunden um 1V abfällt. Der Regler benötigt seinen minimalen Spannungseingang, so dass alle 3 Sekunden ein Bankschalter vorhanden sein muss, damit der Endregler ein Sägezahnsignal mit einer 1V-Amplitude von 0,3 Hz erhält.
Dies beeinflusst die Ausgangscharakteristik des Reglers und damit die Qualität der Ausgangsleistung. Und auch bei diesen Schaltkreisen lassen sich die AC-Masseschleifen nie vermeiden, da es immer eine Kopplung durch Masse gibt, es sei denn, es werden Relais verwendet, und selbst dann statisch. In unseren Lieferungen verwenden wir eine doppelte statische Abschirmung im Transformator, eine Drosselglättung und eine Vorregulierung vor den Superkondensatorbänken, Rauschrückstände und Masseschleifen sind minimal und auch die Notwendigkeit des Schaltens.

Warum haben Ihre Netzteile nur eine feste Ausgangsspannung?

Die Verlustleistung eines Linearreglers ist abhängig von der Eingangs- und Ausgangsspannung und dem Strom. Daher ist die einzige Möglichkeit, den Ausgang flexibel zu gestalten, die Flexibilität der Eingangsspannung oder die Verwendung von Schaltleistungsreglern, wie es viele andere Marken tun. Beides sind sehr suboptimale Designs. Da wir uns zum Ziel gesetzt haben, die absolute Referenz für linear geregelte Stromversorgungen zu sein, haben wir uns bewusst für eine starre, aber vollständig optimierte feste Ausgangsspannung in unseren Netzteilen entschieden.

Welche Bedeutung haben die Stromversorgung mit Sternerdung und Sternkonfiguration?

Wenn zwei elektrische Punkte miteinander verbunden sind, ist die Verbindung zwischen ihnen nie perfekt und wird immer Induktivität, Kapazität und Widerstand haben. Wenn Strom durch diese Verbindung gezogen wird (egal ob es sich um einen Draht, eine Leiterplatte oder eine Punkt-zu-Punkt-Verbindung handelt), wird eine Spannung induziert, die dem Signal Rauschen hinzufügt. Das Vorhandensein dieser Probleme ist beim Trennen der Verbindungen zwischen Geräten als lautes Ploppen, Quetschen und Summen zu hören. Obwohl es fast immer vorhanden ist, ist es nicht normal und ein gutes System hat diese Geräusche nicht.
Durch die Markierung von Ground Lanes und Power Lanes wird der Abstand der Verbindungsleitungen im Inneren des Gerätes auf Null reduziert und damit auch die induzierten Geräusche. Ein Netzteil kann auf einem Prüfstand wirklich gut messen, aber wenn es nicht richtig mit einem Stern versehen ist, erzeugt es eine Menge zusätzliches Rauschen in einem System.

Warum verwenden Sie keine Stromleitungsfilterung?

Ein gutes Netzteil ist eigentlich nur ein Netzfilter. Wir verwenden speziell kundenspezifische, gewickelte, geschirmte Ringkerntransformatoren mit hoher Induktivität. Durch das Hinzufügen von Drosseln und schnell filternden Kondensatoren um ihn herum haben wir bereits eine bessere anfängliche Leistungsaufnahme, ohne zusätzliche Komponenten in der Signalkette hinzuzufügen, was die Dinge einfacher und besser hält.

Welchen Schutz haben die Farad-Netzteile?

Die meisten kommerziellen linearen und SMPS-Netzteile geben die volle Spannung ab, wenn ihr Endregler oder Teile um ihn herum ausfallen. Dies führt mit ziemlicher Sicherheit zu schweren Schäden an dem Gerät, an das es angeschlossen ist. Farad-Netzteile sind nicht nur gegen die üblichen Dinge wie Kurzschlüsse, Übertemperatur und Überstrom geschützt, sondern verfügen auch über einen mikroprozessorgesteuerten Brechstangenschutz gegen Überspannung. Kurz gesagt bedeutet dies, dass sich die Stromversorgung selbst kurzschließt und ihre eigenen Sicherungen durchbrennt, wenn eine gefährlich zu hohe Ausgangsspannung erkannt wird, so dass die Last niemals beschädigt wird.

Warum verwenden Sie vergoldete 4-polige GX16-Ausgangsanschlüsse?

Die Ausgangsimpedanz eines Netzteils ist sehr wichtig. Eine Gesamtausgangsimpedanz von 100 mOhm (typisch für viele kommerzielle Stromversorgungssysteme) ergibt bereits einen Spannungsabfall von 300mV, wenn die Last von 0 auf 3A wechselt. Das bedeutet eine schlechte Regulierung, die natürlich so minimal wie möglich sein muss. Die Ausgangsimpedanz besteht aus dem Regler, den Leiterbahnen, dem Steckverbinder und den Kabeln. Wir wählen einen niederohmigen, hochtransienten und rauscharmen Ausgangsregler. Auf der Leiterplatte verwenden wir Leistungsebenen, also breite organisch geformte Leiterbahnen. Wir verwenden nicht gerne Hohlstecker (oder ähnliche Steckverbinder von geringer Qualität), da sie einen hohen Übergangswiderstand haben, typischerweise in der Größenordnung von 30 mOhm. Stattdessen verwenden wir den vergoldeten GX16 4-poligen Stecker, vergoldete GX16-Steckverbinder haben einen typischen Übergangswiderstand von 3 mOhm, und bei zwei parallelen Pins wird dieser sogar halbiert, was zu einer viel niedrigeren Gesamtausgangsimpedanz führt.