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Nichtinduktive Leistungswiderstände

Vielfältig einsetzbar

10. Dezember 2015, 10:19 Uhr | Ralf Higgelke

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Fortsetzung des Artikels von Teil 2

Kondensatorentladung und Audio-Crossover

Ein wichtiger Aspekt beim Design von Stromversorgungen besteht darin, dass die Kondensatoren beim Ausschalten sicher und schnell entladen werden. Elektrolytkondensatoren können über einen langen Zeitraum ihre Ladung halten und stellen durch ihre geringe Selbstentladung ein Sicherheitsrisiko etwa für Servicetechniker dar. Schon eine Restladung von 0,25 J kann einen Schock im Körper eines Menschen auslösen, 10 J sogar tödlich sein.

Aus diesem Grund werden Entladewiderstände verwendet (Bild 7). Diese müssen eine genügende Spannungs- und Impulsfestigkeit aufweisen. Der meist hochohmige Entladewiderstand muss so gewählt werden, dass eine schnelle Entladung auf eine ungefährliche Spannung beim Ausschalten der Stromversorgung erfolgt. Bei der Entladung nimmt der Widerstand die Energie auf und wandelt diese in Wärme um. Der Widerstand ist normalerweise über ein Relais geschaltet, da er ansonsten zu viel Leistung »verbraten« würde.

Audio-Crossover

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Crossover sind klassische elektronische Filter, die in Audioanwendungen eingesetzt werden (Bild 8). Die sehr rauscharmen, nichtinduktiven Leistungswiderstände eignen sich bestens für diese Anwendungen. Die meisten Lautsprechertreiber können nicht das gesamte Frequenzspektrum von tief bis hoch mit akzeptablem Klangvolumen und ohne Verzerrungen wiedergeben. Deshalb wird in den meisten HiFi-Lautsprechersystemen eine Kombination mehrerer Treiber verwendet. Jeder Treiber ist zuständig für ein bestimmtes Frequenzband, meist für Tieftöner/Bass, Mittentöner sowie Hochtöner/Tweeter. Crossover teilen das Audiosignal entsprechend auf und senden das jeweilige Frequenzband zum passenden Lautsprecher.

Passive Crossover bestehen komplett aus passiven Bauelementen (Widerstände, Kondensatoren und Spulen), die in einer Butterworth-Filteranordnung hinter dem Verstärker sitzen und die Frequenzen direkt vor den Lautsprechern teilen. Die einzelnen hochwertigen Komponenten in passiven Crossovern sind oft speziell und schwierig herzustellen. Sie müssen in den Lautsprechsystemen, die bei hohen Strömen und Spannungen betrieben werden, eine gute Performance abliefern. Demnach sind hochwertige und leistungsstarke passive Crossover einzeln betrachtet recht kostspielig gegenüber ihren aktiven Pendants.

Aktive Crossover teilen die Frequenzen direkt hinter dem Eingang auf, deshalb ist für jedes Frequenzband ein eigener Verstärker nötig. Das Gesamtsystem wird dadurch wiederum kostenaufwendiger als bei Verwendung passiver Crossover mit nur einem Verstärker.