TY  - THES
AB  - Der Klang von Musik hat die Menschen seit jeher fasziniert. Im Vergleich zu Aristoteles´ Zeit, ist ein Konzertbesuch heute nicht mehr nur eine willkommene Abwechslung, sondern ein Klangerlebnis, welches durch die Unterstützung von Licht-, Ton- und Videotechnik zu einem emotionalen Moment wird. Folglich müssen die in der Tontechnik eingesetzten Audioverstärker höchsten Anforderungen bezüglich Audioqualität und Wirkungsgrad genügen. Zum Erreichen der benötigten Gesamtleistung kann eine Beschallungsanlage aus über 100 einzelnen Audioverstärkern bestehen. Mit steigender Geräteanzahl nimmt der Aufwand der Verkabelung sowie die physische Anstrengung zum Auf- und Abbauen der Beschallungsanlage zu. Obwohl die Komplexität einer Beschallungsanlage durch schaltende Verstärker der Klasse D reduziert würde, werden meist Verstärker bevorzugt, deren Leistungstransistoren linear arbeiten (Klasse H). Die linearen Verstärker werden u.a. wegen der geringen harmonischen Verzerrungen geschätzt, da dies zu einer höherwertigen Audioqualität führt. In einem Klasse-D-Verstärker hingegen entstehen vermehrt harmonische Verzerrungen, welche u.a. durch die Transistoren in der Schaltstufe verursacht werden. Zur Zeit werden diese Verzerrungen durch komplexe Rückkopplungs-Topologien mit einem erheblichen Aufwand in der Entwicklung lediglich reduziert.  
Ziel dieser Dissertation ist es, das Potential von Transistoren aus Siliziumkarbid (SiC) für die Klasse-D-Technik zu ergründen, um bei der Ursache der harmonischen Verzerrungen anzusetzen. Das schnelle Schaltverhalten der SiC-Transistoren könnte genutzt werden, um die Entstehung der harmonischen Verzerrungen in der Leistungsstufe vom Grunde her zu reduzieren und so die Audioqualität in dieser Hinsicht zu verbessern. Darüber hinaus ergeben sich weitere viel versprechende Vorteile, beispielsweise im Zusammenhang mit Ausgangsleistung und Wirkungsgrad. In dieser Arbeit werden vier Endstufen eines Klasse-D-Verstärkers entwickelt und charakterisiert. Die fundierte Analyse der Audioqualität deckt interessante Aspekte bezüglich der etablierten Theorie eines D-Verstärkers auf. Insbesondere die Erkenntnisse im Kontext von Leistung und Wirkungsgrad sind auch auf andere schaltende Anwendungen in der Leistungselektronik übertragbar. Darüber hinaus wird der Zusammenhang zwischen den Halbleitereigenschaften des Transistors und der Entstehung von harmonischen Verzerrungen erstmalig ausführlich ergründet. Die Analyse-Ergebnisse sind jeweils im Kapitel ’Einfluss der Transistor-Charakteristika auf..’ zusammengestellt.
Der Einsatz von Siliziumkarbid-Transistoren würde in vielen Aspekten der Klasse-D-Technik neue Perspektiven eröffnen. Die vorliegende Dissertation widmet sich der Untersuchung von Audioqualität, Leistung und Wirkungsgrad.
AU  - Grifone Fuchs, Verena
DA  - 2017
KW  - Tonfrequenzverstärker
KW  - Klasse-D
KW  - PWM-Verstärker
KW  - Siliziumkarbid-Transistoren
KW  - SiC Leistungstransistoren
KW  - Gate-Treiber
KW  - Class-D
KW  - Switch-mode amplifier
KW  - Total Harmonic Distortion THD
KW  - Power amplifier
KW  - Silicon carbide transistors
LA  - ger
PY  - 2017
TI  - Siliziumkarbid-Transistoren für Audioverstärker der Klasse-D
TT  - Silicon-carbide transistors for class-D audio amplifiers
UR  - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:hbz:467-12453
Y2  - 2024-11-22T04:45:24
ER  -