Sharky skrev:
Det kondensatorer gör primärt om man nu sätter sig att räkna på det är att:
(OK, jag vet att ingen orkar läsa detta men kontentan är att kondensatorer "håller upp" spänningen kortvarit bättre än ett batteri (under vissa förhållanden) och att kondensatorer kan hjälpa till att få ut maximala prestanda från slutstegets nätdel och därmed indirekt max effekt ur slutsteget )
Vi startar.....
Låt oss anta att vi har ett välladdat batteri på 14V med en inre resistans på 10milliohm och sedan 4 meter 33kvmm kopparkabel till slutsteget. kabeln kommer då att ha 2 milliohm. För enkelhets skull bortser vi från resistans i jord (vi kan säga att den är inbakad i kabelns resistans). På detta har vi en kondensator monterad på kabelns ände. Om vi nu belastar likströmsmässigt med 100A så kommer spänningen på batteriet att vara 14 - (.01 x 100 ) = 13V och spänningen borta vid kondensatorn att vara 13 - (.002 x 100) = 12.8V. Detta är den högsta spänning vi kommer att få på kondensatorn om vi belastar kontinuerligt med 100A.
Men musik är inte kontinuerlig belastning - så i tysta partier kommer kondensatorn att laddas upp till batteriets spänning, dvs 14V och börjar vi då momentant att belasta med 100A så kommer kondensatorn under dom första millisekunderna att ge steget mera spänning än 12.8V.
Hur länge?
Vi räknar (förenkling för att slippa jävlas med riktig krångelmatte): Antag en kondensator på 5F. Vid 14V har den en energi på 490Ws och på 12.8V en energi på 410Ws. Vi har alltså 80Ws i området mellan 14 och 12.8V som vi kan mata steget med. Om kondensatorn har en inre resistans på 1milliohm (ESR) så kommer man genom att räkna vanlig strömdelning att kunna se att slutsteget kommer till >90% att matas från kondensatorn till dess att dess spänning har gått ner till 12.8V.
Steget drar 100A. Det har vi definierat förut. I princip allt kommer från kondensatorn (enligt ovan, dvs "> 90%"). Steget vill vid 13V ha 1300W per sekund => 80Ws i kondensatorn räcker i 60 millisekunder (under dessa 60 millisekunder kommer spänningen att sjunka successivt från 14 till 12.8V och möta batteriets spänning)
(Beräkningen ovan är en överslgaberäkning - dvs den ger ett begrepp om storleksordningar. Räknar man med exakta formler eller simuleringsprogram så kanhända man kommer fram till 40 eller 75 millisekunder. Men huvudsaken med en överslagsberäkning är att visa att det inte är en millisekund eller tio sekunder)
Notera att detta gäller under förutsättningen att det har varit helt tyst och så blir det direkt en last på 100A. Verkligheten ser inte ut så.
Notera också balansen mellan ESR hos batteri och ESR hos kondensator. Dvs ju sämre batteri och desto bättre (större och mindre ESR) kondensator - desto mera skillnad kommer man att märka på tex blinkande lampor i bilen.
(ESR = Inre resistans)
Dessutom kan vän av ordning notera att jag har tagit i rejält med en 5F kondensator till 1kW slutsteg. Dvs fem gånger rekommendation.
Dom gör en annan sak också men det blir ännu djupare att reda ut än det ovan. Vi håller andan och dyker....
I ett slutsteg för bilbruk så sitter en switchad nätdel som gör om inkommade 12V till en högre dubbel spänningsförsörjning (tex +30 och -30V). Denna switchade nätdel består i princip av tex två snabba speciella switchtransistorer och en transformator. För att en sådan historia skall fungera så krävs att dessa switchtransistorer byter "state" mellan "på" och "av" inom loppet av en mikrosekund eller mindre. Gör dom inte det så kommer man att sänka prestanda (verkningsgrad) på omvandlaren och dessutom öka uppvärmingen av switchtransistorerna genom att man ökar ström-tidytan över transistorerna.
Boven i dramat som gör att transistorerna övergår långsamt mellan "på" och "av" heter induktans - "strömtröghet" och detta är en fysisk egenskap som finns tex hos alla ledningar och som INTE minskar även om man gör ledningen grövre. För att minimera denna induktans och därmed kunna göra switchen så effektiv som möjligt så lägger man en "påse" med snabb energi nära switchtransistorerna. Denna "påse" är en bank med kondensatorer.
Det man som konstruktör måste vara medveten om är att alla kondensatorer innehåller en egen induktans som blir större ju större kondingen är. Se tex:
https://www1.elfa.se/data1/webroot/Z_DATA/06766273.pdfSå ser man att den ekvivalenta serieinduktansen stiger från 12nH till 35nH när man går från 15000uF till 0.33F. Och så beter sig alla kondensatorer - ju mera kapacitans man vill ha - desto mera måste man mosa in i höljet och desto längre "slingor" blir det i burken och långa slingor är detsamma som ökad induktans.
Därför vill man ha flera ganska små kondensatorer och inte en stor i denna "påse" med energi som ligger nära switcharna.
Problem i samband med detta:
Snabba strömomkopplingar som det är i dessa switchar är det samma som en radiosändare. Och man vill inte spy ut dessa högfrekventa störningar bakvägen ut till bilens elsystem. För att undvika detta lägger man till en strömtröghet på slutstegets matningsingång i form av en induktans som blockerar dessa strörningar.
Konsekvensen av detta kan vara att en yttre monterad kondensator inte kan hjälpa nätdelen i dess switchprestanda. Men för att veta detta måste man göra avancerade mätningar inuti slutsteget. Detta är något som kan skilja från slutsteg till slutsteg.
Notera att den interna kondensatorbanken i slutsteget inte sitter där för att hålla upp spänningen över tid - utan för att säkerställa nätdelens prestanda när transistorerna switchar.
Dessa interna kondingar kanske totalt ligger på 100.000uF (någon får gärna skruva upp ett fett steg och kolla) och om vi räknar lite på det så ser vi att energiinnehållet vid 14V är 10Ws och vid 10V 5Ws. Dvs tillför man inte någon yttre energi så har man 5Ws på sig innan spänningen sjunker till 10V. Har man då ett steg som drar 100A vid 12V så slukar det 1200W per sekund dvs 5Ws räcker att försörja steget i 4 millisekunder. Då har man något slags hum om hur länge denna inre kondensatorbank räcker innan något yttre - en yttre kondensator eller batteri - måste leverera mera energi.
(Formel: Energin i en konding räknas ut som W = (C*U*U) / 2 , där W är energin i wattsekunder, C är kapacitans i farad och U är spänningen i Volt.)
Batteriers tröghet
När man pratar om batteriers tröghet så är det hastigheten på den kemiska processen som "släpper ifrån sig ström" i batterierna man diskuterar. Detta är jag ingen expert på men moderna batterier är mycket bättre än gamla och man bör definitivt notera att när det gäller energiförsörjningrn till en subbas så sker den per defibnition långsamt eftersom en subbas bara spelar låga frekvenser. Är man orolig för batteriernas snabbhet så kan det snarare vara så att man bör sätta kondensatorer på mid-steg och lyssna (objektivt...) på skillnader där.
--------------------------------------------------
/Göran
om jag fått ordentligt och rätt info 
