WaKü für Audio-Endstufe

[Der Papst]

Ich entwickle gerade eine 5.1-Endstufe in einem 19"-Gehäuse.
Das Problem ist nun, ich muss ~400W Verlustleistung abführen (Die Stufe bringt insgesamt ~900W rms).

Nun dachte ich dafür an eine Wasserkühlung, denn das ist wohl die einzige Möglichkeit, so große Leistung leise abzugeben, und moderne PCs mit einem High-End-CPU und 2 Grafikkarten schaffen ja diese Verlustleistung auch ungefähr.

Von den Abmessungen her passt ein Radiator für 3x120mm-Lüfter genau.

Das Problem ist nun: Ich finde nirgends genauere technische Daten, zB den Wärmekoeffizienten °C/Watt.
Mit was kann man bei einem solchen Radiator ungefähr rechnen?

[OrangeSoul]

Naja - 400 Watt wird mit einem 360er Radi schon recht knapp.
Aber die 400 Watt wirst du ja auch nicht stationär wegkühlen müssen.

Wenn sich deine Durchschnittliche "Heizleistung" so bei 250 Watt einpendeln würde ich mit vernünftigen Lüftern und ausreichendem AGB kein Problem sehen.

[Moo Rhy]

Man muss ja keine Wassertemperatur von 25°C halten. Die gekühlten Komponenten werden auch höhere Temperaturren aushalten oder? Wenn er nicht 100% lautlos sein muss, dann kann man die Lüfter auch ein bisschen aufdrehen und dann reicht auch ein Tripple.

[Der Papst]

Man muss ja keine Wassertemperatur von 25°C halten.

Absolut nicht!

Wenn die Temperatur auf 80°C bleiben würde, wäre das schon hervorragend!

Die 400W treten wirklich nur bei Volllast auf, noch dazu ist dass die RMS-Leistung was unrealistisch ist, da Musik sehr dynamisch ist (auch wenn die Musikindustrie diese abschaffen will, siehe loudness war

Ein weiterer Vorteil ist die extreme thermische Trägheit einer Wasserkühlung weil sehr viel Energie erforderlich ist um Wärmetauscher, Radiator und Wasser zu erhitzen.

Aber darum fragte ich ja nach dem Wärmewiderstand.
(K/W oder °C/W angegeben), damit kann man wunderbar rechnen:

Beispiel für die Wassertemperatur:
T_wasser = T_Raum + R_Radiator * P

[xandrus]

Aber darum fragte ich ja nach dem Wärmewiderstand.
(K/W oder °C/W angegeben), damit kann man wunderbar rechnen:

Vielleicht hilft dir ja das hier weiter

Triple Radiator Comparison V2 | Skinnee Labs

[Der Papst]

Vielleicht hilft dir ja das hier weiter

Triple Radiator Comparison V2 | Skinnee Labs

Hat es, danke
Das ist viel besser als erwartet

[Tobei]

Hi,

ich frage dich jetzt hier als Elektrotechniker, wo zum Henker braucht du 900W RMS ... wo es leise ist?


Gruß Tobei

[Der Papst]

Das ganze wird ein 5.1-Vollverstärker für (Heim)kino-, Hifi- und PA-Applikationen.

Breitband: 5x80Wrms (8 Ohm)
Tiefton: 2x250Wrms (2 Ohm) oder gebrückt 1x500Wrms (4 Ohm)

Die enorm starke Tiefton-Endstufe soll es ermöglichen, PA- und Car Hifi-Woofer richtig auszulasten.

Und irgendwo muss ich auch zugeben, dass das eher ein Nerd-Projekt als eine sinnvolle Anwendung ist

Die WaKü hingegen ermöglicht nicht hörbare Kühlung und schont die Transistoren, weil diese niemals Temperaturen erreichen in denen auch nur eine schleichende Rekristallisation stattfindet.

[Der Papst]

Ich wollte mal fragen was die OC-Freaks hier von meiner Wahl halten:
Pumpe: Eheim-1048-790-230Volt

Radiator+Lüfterset: MagiCool-Copper-Radiator-360 + Noiseblocker BlackSilent Pro Fan PL2

Braucht man einen Ausgleichsbehälter?

Und welche Anschlüsse soll ich nehmen?
Beim Radiator steht G1/4, bei den Anschlüssen aber nur die Schlauchmaße?
Ist der Schraubanschluss genormt?
Und welche Schlauchdicke passt zur Pumpe?

Ich habe natürlich noch nichts davon bestellt und freue mich über Vorschläge

Edit: Ist diese Pumpe hörbar?
Und haben die Lüfter wirklich nur 20dB?

[M0ps]

ich find die idee ja cool aber wie willst du die wärmeübertragung hinkriegen? bei chips hat man ja ne schön glatte fläche wo man einfach nen kupferblock draufplflanzt aber in ner endstufe? (hab mir aber auch sowas noch nicht allzuhäufig von innen angeschaut muss ich zugeben )

[Techlogi]

Naja, sonst hat man ja entsprechend dimensionierte Kühlrippen, die man entsprechend gegen Wasserkühler tauschen kann. Da würde ich mich sonst mal an Anfitec oder Al_ wenden.

[Der Papst]

Transistoren haben an der Rückseite eine Metallfläche, damit sie die Hitze wegbekommen. Dann braucht man nur noch einen Alu-Block und ne CNC-Fräse

[JojoTheMaster]

Wozu braucht man bei so einer mickrigen Endstufe eine Wasserkühlung?

[Sebbe83]

Wozu braucht man bei so einer mickrigen Endstufe eine Wasserkühlung?

Das dachte ich mir auch

[mR.y0]

Ich denke mir grad auch ->woofüür<-

900Watt ist nicht grade soo viel im PA Bereich... Aber wenn man sowas zu Hause auslastet sind 900W verdammt viel und da würden dich selbst Delta Lüfter nicht stören ^^

80Watt macht bei 87 db/W Lautsprechern 106 db das dann mal fünf macht 118 db alleine bei den Tops (Korrigiert mich bitte!)


Noch eine Frage:
Ist die Endstufe eine komplette Selbst-/Neuentwicklung, oder eine Zusammenfassung von vorhanden Projekten?
Nur auch nicht umsonst werden auch in Profianlagen Aktive Subs verwendet...
Da es ja anscheinend für ne Sourround-Anlage ist geht es ja auch um die D/A Wandlung mit den ganzen Formaten usw...
Interessiert mich selber auch mal, da ich etwas ähnliches auch schon mal im Kopf hatte.

[Der Papst]

Ich denke mir grad auch ->woofüür<-

900Watt ist nicht grade soo viel im PA Bereich... Aber wenn man sowas zu Hause auslastet sind 900W verdammt viel und da würden dich selbst Delta Lüfter nicht stören ^^

80Watt macht bei 87 db/W Lautsprechern 106 db das dann mal fünf macht 118 db alleine bei den Tops (Korrigiert mich bitte!)

Das Ding soll aber beides können, und während im PA-Bereich Endstufen wie Staubsauger klingen dürfen, nerven schon die kleinen Home-Hifi-Stufen gehörig, vor allem bei den Subs, denn:
Bass ist praktisch nie ein Dauerton, und ich habe noch keine Endstufe gesehen, die die Lüfterspannung "moduliert" (was ein lustiger Ansatz wäre^^)
Ausserdem haben WaKüs noch andere nette Vorteile: Thermische Trägheit, geringe Temperaturdifferenzen (sorgt für sehr stabilen BIAS-Strom), und letztendlich können sie Wärme abtransportieren statt nur umsetzen. Bei 19"-Schränken ist das ein großer Vorteil

Ich persönlich setze selbst entwickelte Bassreflex-"Satelliten" (>6l Volumen) mit einem 4" Tangband W4-655c als Treiber ein.
Ist ein toller Breitbänder, der in geeigneten Konstruktionen sogar bei 50Hz noch drücken kann.

Noch eine Frage:
Ist die Endstufe eine komplette Selbst-/Neuentwicklung, oder eine Zusammenfassung von vorhanden Projekten?
Nur auch nicht umsonst werden auch in Profianlagen Aktive Subs verwendet...

Komplette Neuentwicklung, wobei ich mit den 80W-Stufen nicht viel Arbeit hatte dank TDA7293
Das Teil verhält sich wie ein OPV, nur mit dicker Ausgangsstufe und netten Zusatzfunktionen

Bei den Bass-Endstufen gehe ich einen neuen Weg, anstatt der ewigen konstanten/gesteuerten Stromquelle benutze ich 2 Konstantstromquellen, die mit in den Leistungstransen integrierten Dioden die Vorspannungen erzeugen.
Die Aussteuerung selbst macht ein Hochspannungs-OPV (+-50V, 50mA) von Texas Instruments
(Ich habe die Leute noch nie verstanden, die sich aus Kleinsignaltransen Differenzverstärker zimmern. In einer integrierten Schaltung sind da Dinge möglich, die man diskret nie erreichen kann (skalierte, völlig identische Transistoren, TK-Kompensation,...
Muss wohl dran liegen dass der gemeine High End-Kunde sich schon mit Transen schwer tut, ICs gehen da gar nicht...)

Ansonsten gibts noch ein paar nette Zusatzfunktionen: Das Netzteil funzt wahlweise auch mit Drehstrom was die Ausgangsspannung stabilisiert, ausserdem kann man die Stufe per RS232 steuern.

Da es ja anscheinend für ne Sourround-Anlage ist geht es ja auch um die D/A Wandlung mit den ganzen Formaten usw...
Interessiert mich selber auch mal, da ich etwas ähnliches auch schon mal im Kopf hatte.

Ich wollte ursprünglich einen Digitaleingang realisieren, aaber: AC-3 (und eigentlich TOSLINK auch) ist sowieso tot, und weder für HDMI noch für DTS bekommt man Decoder (immer die ewige Lizenzscheiße...)

Jetzt bekommt meine Stufe einen 6 kanal XLR-Eingang und wird von einer ASUS XONAR D2X befeuert

Edit:
Und bitte auch meine Fragen beantworten

Ich wollte mal fragen was die OC-Freaks hier von meiner Wahl halten:
Pumpe: Eheim-1048-790-230Volt

Radiator+Lüfterset: MagiCool-Copper-Radiator-360 + Noiseblocker BlackSilent Pro Fan PL2

Braucht man einen Ausgleichsbehälter?

Und welche Anschlüsse soll ich nehmen?
Beim Radiator steht G1/4, bei den Anschlüssen aber nur die Schlauchmaße?
Ist der Schraubanschluss genormt?
Und welche Schlauchdicke passt zur Pumpe?

Ich habe natürlich noch nichts davon bestellt und freue mich über Vorschläge

Edit: Ist diese Pumpe hörbar?
Und haben die Lüfter wirklich nur 20dB?

[BigKahuna]

Der Radiator und die Lüfter sind ganz OK, gegen die Pumpe spricht eigentlich auch nichts. Allerdings würde auch die Eheim 1046 dicke reichen und ist noch etwas leiser und günstiger als die 1048. Egal welche Pumpe du nimmst, du musst sie in jedem Fall vernünftig entkoppeln. Zu den Eheim Pumpen besorgt man sich sinnigerweise noch die passenden Adapter auf G1/4", dann kann man einfach normale Anschlüsse verwenden und ist in der Wahl des Schlauches frei.

G1/4" ist bei den Gewinden der Quasi-Standard, seltener gibt es noch G1/8" und G3/8". Bei den Anschlüssen müsste das aber immer dabei stehen. Dann musst du nur noch eine passende Kombination aus Schlauch und Anschlüssen wählen, für deine Zwecke empfehle ich einfach 11/8mm (AD/ID) Schlauch und entsprechende Schlauchverschraubungen.

Es gibt übrigens auch viele günstige und leise 12V Pumpen, falls sich das bei deinem Projekt besser eignen sollte.

Die Lautstärke der Lüfter hängt natürlich von der Drehzahl ab. Für dein Vorhaben würde es auch locker reichen, wenn man die Lüfter auf dem Radiator nur mit 800U/min und weniger laufen lässt. Dann ist ein normaler 120er Lüfter auch eigentlich kaum mehr zu hören. Gleiches gilt für die Pumpen, die sind vernünftig entkoppelt meist noch leiser als die Lüfter.

[Sixtron]

Besser ist es wenn du die Kühlkörper aus Kupfer machst.
Alu leitet die Wärme nicht so toll und korrodiert mit anderen Metallen im System.
Beachte auch wenn du mehrere Bauteile kühlst das durch das Kühlwasser ein elektrischer Übergang zu ggf. spannungsführenden Bauteilen entsteht.

[Der Papst]

Braucht man nun einen Ausgleichsbehälter oder nicht? (Ich habe mit WaKüs leider 0 Erfahrung)

[Busty]

Theoretisch nicht.

Aber du wirst dein System ohne AGB wahrscheinlich nicht entlüftet bekommen.

Ein AGB erleichtert dir dieses ungemein.

[Der Papst]

Ich bin grade dabei, den Wärmetauscher zu entwickeln.

Nun habe ich folgendes Problem: Ich finde nirgends maße welche Anschlüsse nun wirklich verwendet werden bei Wasserkühlungen...

Laut dieser Seite misst ein 1/4"-Rohrgewinde Außen 12,91(min) - 13,12 max.
Stimmt das?

Wie lange ist das Gewinde eines Schraubanschlusses?
Und welchen Innendurchmesser hat dieser Anschluss?

[Sixtron]

Aussenmaße vom Gewinde stimmen.
Gewindelängen und sind unterschiedlich je nach Schraubanschluß.
Rechne mal von 4mm bis 8mm Länge.
Innendurchmesser sind auch Variabel je nach Schraubanschluß.

[VDC]

Es werden normalerweise G1/4" Anschlüsse verwendet, die Norm dazu: Whitworth Rohrgewinde DIN ISO 228 (DIN 259)

Der Innendurchmesser ist nicht definiert, genauso wenig wie die Gewindelänge. Da kommt es ganz darauf an, welche Anschlüsse du verwendest, es gibt welche mit ordentlich Innendurchmesser, genauso wie es welche mit extrem kurzen Gewinden gibt.

[Der Papst]

Es werden normalerweise G1/4" Anschlüsse verwendet, die Norm dazu: Whitworth Rohrgewinde DIN ISO 228 (DIN 259)

Der Innendurchmesser ist nicht definiert, genauso wenig wie die Gewindelänge. Da kommt es ganz darauf an, welche Anschlüsse du verwendest, es gibt welche mit ordentlich Innendurchmesser, genauso wie es welche mit extrem kurzen Gewinden gibt.

Aber die Hersteller von Wärmetauschern können ja auch nicht wissen welcher Anschluss da mal reinkommt?
wenn ich 10mm Gewindelänge nehme, reicht das?

Der Innendurchmesser ist auch nicht so wichtig...

[VDC]

wie sixtron schon schrieb: rechne mit max 8mm, ergo haste mit 10mm schon mehr als genug.