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Ferrum HYPSOS - Teil 1

12.01.2021 // F.C. Gallowsky, D. Sommer

Hifistatement: Das HYPSOS verbindet die Technik eines Schaltnetzteiles mit der eines linearen Netzteils. Wie arbeiten diese zwei Typen im HYPSOS zusammen und welche Vorteile hat ein Netzteil-Hybrid?
Max: Wir haben uns im HYPSOS für ein Hybrid-Design entschieden, weil wir die Restwelligkeit und das Rauschen am Ausgang niedrig halten, aber trotzdem einen großen Ausgangsspannungsbereich erhalten wollten. Natürlich ist ein linearer Regler der beste, um das Rauschen niedrig zu halten, aber mit dem HYPSOS-Ausgangsspannungsbereich wäre der Kühlkörper so groß wie der Mond, also mussten wir einen anderen Weg finden. Deshalb haben wir uns entschieden, den Linearregler beizubehalten, aber eine effiziente Stufe mit einem Schaltregler vor unseren diskreten Low-Drop-Out-Spannungsregler (LDO) zu setzen, die die Spannung am LDO konstant hält und die Verlustleistung minimiert. Dies gab uns die Möglichkeit, die Verlustleistung niedrig zu halten, jedoch wird die Restwelligkeit am Ausgang stark reduziert, da wir immer noch einen Linearregler nutzen. Der unterdrückt, wie gesagt, die Restwelligkeit. Zusätzlich verwenden wir zur weiteren Unterdrückung des Rauschens ein zweistufiges LC-Filter nach dem Schaltwandler, um die Spannung am Ausgang des Reglers zu glätten. Alles in allem ist es uns gelungen, ein Netzteil zu entwickeln, das eine geringere Verlustleistung hat als ein Linearregler. Aber wir haben immer noch ein schnelles Einschwingverhalten beim Schaltstrom, ein geringes Rauschen und eine geringe Restwelligkeit, so wie es beim Linearregler der Fall ist. Dies wäre nicht möglich, wenn wir nur einen Schaltregler verwenden würden.

Maksymilian Matuszak, der maßgeblich für die Hardware des HYPSOS verantwortlich zeichnet und Abteilungsleiter der F+E Abteilung Paweł Gorgoń mit verschiedenen Komponenten, die das Netztteil mit passernder Spannung versorgen kann
Maksymilian Matuszak, der maßgeblich für die Hardware des HYPSOS verantwortlich zeichnet und Abteilungsleiter der F+E Abteilung Paweł Gorgoń mit verschiedenen Komponenten, die das Netztteil mit passernder Spannung versorgen kann

Hifistatement: 4T Sensing Design und Spread Spectrum Mode sind zwei besondere Funktionen des Netzteils. Erklär unseren Lesern doch bitte kurz ihre Funktionsweise und den resultierenden Effekt auf die Audio-Wiedergabe.
Max: 4 Terminal Sensing Design (4TSD) ist eine Funktion, die den Einfluss des Kabelwiderstands auf die Spannung am Ausgang des Kabels stark reduziert. Die meisten externen Netzteile messen ihre Ausgangsspannung direkt an ihrem Ausgang, aber nicht an der Last, am Ende des Kabels. Daher verursacht der Strom, den das Netzteil liefert, den Spannungsabfall am Kabelwiderstand. Wenn also der vom Netzteil gelieferte Strom hoch ist, kann die von der Last gesehene Spannung niedriger sein als die Spannung am Ausgang des Netzteils. Aus diesem besonderen Grund ist das HYPSOS mit 4TSD ausgestattet, das die Spannung direkt am Ausgang des Kabels und nicht am Ausgang des Netzteils misst, so dass der Effekt des Spannungsabfalls auf dem Kabel minimiert wird. Wir verwenden ein 4-adriges Kabel, wobei zwei Adern für die Stromversorgung und die anderen beiden Adern für die Spannungsmessung vorgesehen sind. Auf diese Weise fließt der hohe Strom nur durch die beiden Adern, die für die Stromversorgung vorgesehen sind. In den Adern, die für die Spannungsmessung vorgesehen sind, fließt fast kein Strom, so dass in diesen Messkabeln kein Spannungsabfall auftritt und der Einfluss des Kabelwiderstands auf ein Minimum reduziert wird. Dies ist sehr wichtig, da eine Änderung des Versorgungsstroms viel weniger Einfluss auf die Ausgangsspannung hat und viel weniger Verzerrungen verursacht, wenn der 4TSD aktiviert ist. Der Spread Spectrum Mode ist eine Möglichkeit, die durch den Schaltregler verursachte Hochfrequenz-Emission zu reduzieren. Er moduliert die Schaltfrequenz des Reglers, wodurch der Pegel der Hauptschaltfrequenzwelligkeit und ihrer Oberwellen gesenkt wird. Daher gibt es weniger Rauschen, das von einigen Verstärkern zurück in den hörbaren Bereich von der Stromversorgung moduliert werden könnte.


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