KnowHow

Know How rundum Röhrenverstärker

 

Gleichrichter entstören

Die harten Schaltflanken eines Halbleitergleichrichters können in Audio- und HF Geräten empfindlich stören. In Audiogeräten macht sich das durch ein sirrendes Geräusch mit 50 oder 100 Hz im Lautsprecher bemerkbar; bei HF Geräten durch sog. „abstimmbaren Brumm“. Gleichrichter lassen sich aber recht einfach entstören; man schaltet jeder Diode der Graetz Brücke einen Kondensator parallel. Dies muss ein hochwertiger Typ sein; am besten Keramik, Nennspannung >= 3 x gleichzurichtende Wechselspannung ! Der Wert ist unkritisch; 5-20 nF sind geeignet. Nach der Gleichrichterbrücke ordnet man nochmals eine zusätzliche Entkopplungsdiode an, die aber nicht von einem C überbrückt wird.

 

 

HF Schwingungen unterdrücken

Oszilliert ein Verstärker im HF Bereich so macht sich dies meist durch seltsame Nebeneffekte bemerkbar. z.B. kann man mit einem normalen Digitalmultimeter an den Endröhrenanoden fluktuierende hohe Spannungswerte messen, die unsinnig erscheinen. Man bekommt das in den Griff indem man jede Endröhre direkt an der Röhrenfassung mit Gridstopper und Anodenstopper versieht. Der Gridstopper ist ein Widerstand mit dem Wert 1k....10k. Der Anodenstopper ist eine gewöhnliche HF Drossel oder selbstgemacht; ein größerer 1k ....10 k Widerstand mit 20 Windungen Lackdraht drauf. Durch diese Maßnahme entstehen Tiefpässe mit einer hohen Trennfrequenz; die Endröhre wird somit für HF „taub“. Diese Massnahmen sind im Audiobereich nicht hörbar und verschlechtern das Übertragungsverhalten des Amps im Hörbereich nicht.

 

Leerlaufschutz

Wird ein PP Röhrenverstärker ohne Last (Lautsprecher) betrieben, so kann der Ausgangsübertrager zerstört werden, da dessen Induktivität zusammen mit dessen Streukapazität einen Schwingkreis bildet, der über die Endröhren mit Energie versorgt wird, aber seine Energie nicht mehr los wird und als Folge dessen spannungsmäßig aus dem Ruder läuft. (Ähnlich wie bei einem Teslatrafo) Dadurch steigt die hochfrequente Wechselspannung im Ausgangsübertrager an, bis es zum inneren Überschlag kommt und der AÜ zerstört ist.

Der hier gezeigte Leerlaufschutz ist eine Lebensversicherung für Ausgangsübertrager und Endröhren:

Von jeder Endröhrenanode wird eine Hochspannungsdiode in Sperrichtung an Masse gelegt. Entweder eine 10kV/0,5A HV-Diode aus einem Mikrowellenherd, oder jeweils drei in Reihe geschaltete 1N4007. Ich bevorzuge die 10kV Dioden. Funktion:  Die Diode wird leitend, wenn der Spannungshub am AÜ größer wird als die Betriebsspannung und sich somit die Polarität umkehrt. Große, professionelle Musiker Röhrenverstärker haben das ab Fabrik. z.B. einige Marshall Modelle.

Ausserdem wird zusätzlich im Amp am Lautsprecherausgang ein Grundlastwiderstand angelötet; der Wert sollte ca. 220 Ohm bis 470 Ohm betragen. Ein 5 Watt Drahtwiderstand ist geeignet. Somit hat der Amp immer eine dämpfende Grundlast, die auch da ist wenn das Lautsprecherkabel abfällt.

 

Feinsicherung Endröhren

Auch diese Maßnahme dient vornehmlich zum Schutz des AÜ, falls in einer Endröhre ein Elektrodenschluss stattfindet.  An der Kathode jeder Endröhre wird eine Feinsicherung angebracht. Der geeignete Wert ist -je nach Endröhre- zumeist 100mA flink . Wenn es sich auftreiben lässt, Sicherungen verwenden die mit Löschsand gefüllt sind. Hinweis: Die Sicherung nicht an der Anode anbringen, da auch durch das Schirmgitter Energie zugeführt wird.

Ausserdem muss überprüft werden, ob der Amp über eine Feinsicherung für die Hochspannung nach der Siebkette verfügt. Falls nicht: Unbedingt nachrüsten. Je nach Endröhren rechnet man pro Endröhre mit 100mA. Ein Amp mit 4xKT88 sollte mit einer Sicherung 400mA flink abgesichert werden in der Plusleitung die zu den Übertragern führt. Eine Sicherung vor den Siebelkos bringt nichts, da die Siebelkos genügend Energie gespeichert haben um den dünnen Draht im AÜ im Fehlerfall  „durchzuschießen“. Ein Fehlerfall der diese Sicherung zum auslösen bringt ist z.B. ein Überschlag an Pin 3 der Endröhrenfassung.

 

 

Einschaltstrombegrenzung

Als Einschaltstrombegrenzung hat sich der Einsatz von speziellen dafür konzipierten NTC`s bewährt. Selbige sind geeignet für den Einsatz auf der Primärseite als auch auf der Sekundärseite vor den Siebelkos, falls man nach der HV Wicklung einen Standbyschalter für die Hochspannung hat. diese NTC`s nennen sich „Inrush current limiter“ . Große Ringkerntrafos lassen sich ohne diese Maßnahme oft gar nicht einschalten, ohne daß die Sicherung im Keller auslöst. Verwendet man einen solchen NTC, dann kann die Sicherung des Trafos auch genau für den korrekten rechnerischen  Wert dimensionert werden und muss nicht überdimensioniert werden. Ich verwende für Röhrenamps generell diese NTC`s hier:  Fabrikat: Epcos Type: S234/220 M. Bestellnummer B57234-221-M Durchmesser: 15mm Kaltwiderstand: 220 Ohm.

Beim Einbau darauf achten: Der NTC wird heiß. Man muss die Füsschen lang lassen.

 

 

Elkos formieren

Es macht unbedingt Sinn die HV-Hauptsiebelkos vor dem Einbau zu formieren. Der zulässige Leckstrom eines Elkos beträgt:

I zul = 0,001 * C * U + 3

Wobei:

I zul = Zulässiger Leckstrom in Mikroampere

C = Kapazität des Elkos in Mikrofarad

U = Nennspannung des Elkos in Volt

Ein Elko  1500 yF /450V hat rechnerisch einen max. zul. Leckstrom von 678 yA.

Gemessen habe ich nach 8 Stunden formieren eines neuen Elkos  32 yA.

Was ist nun formieren ? Das ist das sehr langsame aufladen auf Nennspannung über einen hohen Vorwiderstand an einer Gleichstromquelle.

Ich verwende hier für alle größeren Elkos einen Vorwiderstand 220k / 1W, und lasse den Elko mal einen Tag vor sich hin formieren. Irgendwann steigt die Spannung im Elko nicht mehr weiter an; da sich ein Gleichgewicht zwischen Leckstrom und Spannungsdifferenz im Widerstand einstellt. Je länger man das macht, desto besser.

I Leck ist = (U Netzgerät – U Elko) / R.

Im Falle des Beispielelkos hatte ich nach 8h folgende Werte:

I Leck ist = (423V – 416V) / 220.000 Ohm = 32 yA.

Welche Elkos müssen formiert werden ?

Ich formiere generell alle Elkos der Hauptsiebkette und alle Becherelkos. (Egal ob neu oder alt) Am wichtigsten ist es, die alten Elkos in Vintage Geräten zu formieren, die längere Zeit spannungslos rumgestanden haben. Dieser Zeitaufwand lohnt sich wirklich.

 

Entlöten

Bei Platinengeräten ist das entlöten alter Teile und das wiederöffnen der Lötpunkte fürs neue Teil oft ein echter Stressfaktor, da sich die Leiterbahnen gerne von der Leiterplatte lösen. Ein sehr hilfreiches Werkzeug für diese Zwecke ist eine Spritzennadel Größe 0, die es billig in jeder Apotheke gibt. Man schleift vorne die Spitze ab.  Diese Nadeln bestehen aus Edelstahl, welcher sich nicht mit Lötzinn verbindet. Man kann damit an der flüssigen Lötstelle vorsichtig von oben oder unten das Bohrloch freistupfeln.  Noch ein Vorteil: Eine Spritzennadel 0 hat innen so einen Durchmesser, daß ein IC-Beinchen durchpasst. Man kann damit von unten nach und nach jedes IC Beinchen loslöten und dann den IC entspannt entnehmen.

 

Ausgangsübertrager prüfen

Der Amp ist ausgesteckt. An den AÜ wird am Lautsprecherausgang eine niedrige Wechselspannung angelegt, z.B. 2V, 4V oder 6V. An den Anodenpins der Endröhren muss jetzt eine deutlich höhere Wechselspannung anliegen.

Beispiel:

Ich habe eine Spannung von 2,525 V AC an den Lautsprecheranschluss gelegt. Vom +Ub des AÜ zu Anode Röhre 1 kann ich 26,85 V messen. Vom +Ub Anschluss des AÜ zu Anode Röhre 2 kann ich auch 26,85 V messen. Vom +Ub Anschluss des AÜ zu SG Röhre 1 und auch zu SG Röhre 2 kann ich 10,73 v messen. Somit ist:

Ü=2x26,85/2,525=21,267

ܲ=452,3

Lautsprecherausgang = 8 Ohm

Raa= 8 x 452,3 = 3618 Ohm

SG Anschluss:

100% = 26,85V, somit ist 40% = 10,73V

Wir haben also einen AÜ mit Raa=3618 Ohm vor uns, Ultralinearausführung, mit SG Anzapfungen bei 40%.

Erhöhte Stromaufnahme bei dieser Messung und asymetrische Spannungen relativ zum Ub+ Anschluss des AÜ lassen nichts gutes vermuten. Bei Stereogeräten die Messung beider AÜ miteinander vergleichen.

 

Amp das erste Mal einschalten

Ich schließe den Amp beim ersten Test nicht ans 230V Netz an, sondern erstmal an 24V AC. Heizspannungen und Versorgungsspannungswerte sollten dann so ganz grob 10% der Sollwerte haben.

Ist dieser Test erfolgreich verlaufen, lege ich den Amp (je nach Kaliber) über eine 60W oder 100W oder 200W Vorschaltglühbirne ans Netz. Im Fehlerfall leuchtet die Birne hell auf, aber es passiert nichts zerstörerisches.

Erst nach diesem Test lege ich den Amp ernsthaft an 230V AC.

 

Masse als Sternmasse ausführen

 Die Masseverkabelung sollte physisch genau so ausgeführt werden wie hier dargestellt. Dazu fertigt man eine Kabelschrauböse an, in der alle Masseeinzelleitungen zu einem Punkt vereint sind, die in der Schaltung benötigt werden. Siehe Foto unten; M1-M5. Man führt M1-M5 auf eine Lötösenleiste.Die Schrauböse sitzt direkt auf dem Minuspol von C2.

 

 Es ist anzumerken daß die Masseleitung vom Gleichrichter zu C1 hochgradigst und von C1 zu C2 auch ziemlich stark mit 100Hz Ripple verseucht ist; an diese Leitungen darf keinesfalls irgendwas angeschlossen werden !!!