Leerlaufschutz für Röhrenendstufe

[bea]

Letzte Woche ist es mir passiert: bei der Probe hat sich eine Lautsprecherklemme in meiner Bass-Box gelöst, und und obwohl ich schnell am Netzschalter war, war es eine Idee zu spät.
Durchgebrannt ist die Anodensicherung, was sonst noch, weiß ich nicht. Der Verstärker gehört nicht mir - peinlich. Was die Angelegenheit im Fall eines ernsthaften Schadens noch verschlimmert ist die Tatsache, dass es sich um einen unverbastelten 100-W Orange aus den 70ern handelt, der gerade frisch einen Wackelkontakt im Impedanzwahlstecker überlebt hatte. Ich hoffe also vor allem, dass der (Partridge...) AÜ heil geblieben ist.

Im Hinterkopf habe ich als einfachsten Fall eine Diode in Sperrichtung parallel zu den Primärwicklungen des AÜ. Wie sollte ich die dimensionieren, besonders bei höherer Anodenspannung? Konkret reicht die Spanne der Anodenspannungen der zu schützenden Endstufen von 250 V SE mit 5 W bis hin zu 800 V und 200 W.
Gilt da ein schlichtes "viel hilft viel" sowohl in bezug auf die Spannungsfestigkeit als auch in bezug auf die Ströme? Wo liegen "gesunde" Werte?


Welche Möglichkeiten gibt es denn sonst noch?

[12stringbassman]

Bei den Kollegen von Tube Town hatten wir das Thema schon öfters.
http://www.tube-town.de/ttforum/index.p ... 565.0.html

Empfohlen werden dort Schutzdioden von den beiden Anoden-Anschlüssen der Primärwicklung in Sperrichtung gegen Masse. Die Spannungsfestigkeit der Dioden sollte ein mehrfaches der Anodenspannung sein. Also z.B. bei 500V an der Anode sind 2kV-Dioden gerade so ausreichend .

Grüße

Matthias

[bea]

Danke!

Den TT-Thread hatte ich noch in Erinnernung, die Details aber nicht mer.

Ok, dann brauch ich also in zwei Verstärkern 4 kV pro Zweig.

[capricky]

Ok, dann brauch ich also in zwei Verstärkern 4 kV pro Zweig.

Öhmm, was soll denn geschützt werden, die Schutzdioden, oder die Primärwicklung des OT?

Da scheint es recht unterschiedliche Philosophien zu geben, die einen nehmen stinknormale 1N4007 mit 1000V (Laney bspw), die anderen BY509 mit 12kV (Engl)

capricky

[bea]

Naja, die Dioden sollten einen Leerlauf nach Möglichkeit ebenfalls überleben...
Auch wenns nur Pfennig-Artikel sind - eine Reparatur benötigt ja auch Zeit, die man durchaus kreativer einsetzen kann.

In die kleinen Endstufen werden BY255 mit 1.3 kV Spannungsfestigkeit kommen, von denen ich eh welche benötige, um einen Gleichrichter zu reparieren, und in die beiden großen Dynacords (Imperator und G-2000) mit ihrer Anodenspannung von stolzen 800 V eben die nominell 4 kV - 2 kV könnten wohl bereits knapp werden.

[capricky]

Dir fällt dieser Widerspruch in sich nicht auf, an dem Ausgangsübertrager, der vor Überspannung geschützt werden soll, finden Dioden mit 4kV Spannungsfestigkeit Verwendung?

capricky

[bea]

Nach meinem Verständnis der Angelegenheit ist es nicht Ziel des Aufbaus, die Dioden als Sollbruchstelle, also als "Sicherungen" einzusetzen.

Was da geschieht, ist im verlinkten TT-Thread eigentlich beschrieben; im Prinzip läuft es darauf hinaus, dass in kritischen Situationen, nämlich wenn der AÜ aufgrund seiner Induktivität hohe Spannungen aufbaut, der entsprechende Zweig der Gegentaktendstufe kurzgeschlossen wird, weil die entsprechende Diode öffnet.
Wenn eine Diode dabei durchbrennt, ist das insofern unerwünscht, als dass die Endstufe nach Behebung des Problems nicht wieder ohne Reparatur zum Normalbetrieb zurückkehren kann, weil jener Kurzschluss nur durch Tausch der Diode beseitigt werden kann. Daher die hohe Anforderung an die Spannungsfestigkeit. (Wenn es anders wäre, würde es m.E. reichen, wenn die Sapnnungsfestigkeit der Diode die Leerlaufspannung des Netzteils im kalten Zustand bzw. ohne Röhren übersteigt - da wäre auch der immer wieder diskutierte Faktor 2 überkandidelt.)

Von daher ist das eben gerade kein Widerspruch.

[12stringbassman]

Ich verstehe die Funktion der Dioden bzw. den Gedanken, der dahinter steht, folgendermaßen:

Wird der Ausgangsübertrager (AÜ) ohne Last betrieben, können sich bei Aussteuerung durch Gegeninduktion in der Primärwicklung enorme Spannungsspitzen aufbauen und die Wicklungsisolierung durchschlagen und so Endröhren und AÜ beschädigt werden.
Baut sich diese Gegeninduktion in einer der beiden Wicklungshälften auf, wird die jeweils andere Hälfte der Primärwicklung negativ. Wird das negative Ende der Primärwicklung durch eine Diode gegen Masse kurzgeschlossen, bricht die Gegeninduktion in der gesamten Primärwicklung in sich zusammen und der AÜ und alles drumrum sind vor den hohen Spannungen geschützt.

Betrachtet man den normalen Betriebsfall des AÜ mit Lastwiderstand idealisiert, dann müsste die Spannungsfestig dieser Dioden 2x Ub + Sicherheitmarge betragen, bei Ub=500V also so ca. 1200V.

Im realen Betriebszustand mit komplexer, reaktiver Last (Lautsprecher mit Resonanz) und saftiger Übersteuerung können aber auch so Spannungsspitzen von 1kV und mehr entstehen (siehe Messungen im verlinkten TT-Thread). Daher die Forderung nach großzügigerer Bemessung der Spannungsfestigkeit der Dioden.

Die hohe Spannungsfestigkeit wird also nicht durch den Haveriefall geschuldet wenn die Dioden schützen sollen, sondern damit sie wärend des "normalen" Betriebs nicht durchschlagen und so die Primärwicklung gegen Masse kurzschließen würden, worauf sich der gesamte Inhalt der Ladeelkos durch die Primärwicklung gegen Masse ergösse .

[bea]

Betrachtet man den normalen Betriebsfall des AÜ mit Lastwiderstand idealisiert, dann müsste die Spannungsfestig dieser Dioden 2x Ub + Sicherheitmarge betragen, bei Ub=500V also so ca. 1200V.

Im realen Betriebszustand mit komplexer, reaktiver Last (Lautsprecher mit Resonanz) und saftiger Übersteuerung können aber auch so Spannungsspitzen von 1kV und mehr entstehen (siehe Messungen im verlinkten TT-Thread). Daher die Forderung nach großzügigerer Bemessung der Spannungsfestigkeit der Dioden.

Wobei man natürlich auch dann die Trafowicklungen vor Überspannung schützen müsste. Was nach meinem Verständnis auch geschieht; denn auch diese Überspannungen werden ja durch die Gegeninduktivität des Übertragers erzeugt, und die Schaltung kann wirksam werden.

[capricky]

Die hohe Spannungsfestigkeit wird also nicht durch den Haveriefall geschuldet wenn die Dioden schützen sollen, sondern damit sie wärend des "normalen" Betriebs nicht durchschlagen und so die Primärwicklung gegen Masse kurzschließen würden, worauf sich der gesamte Inhalt der Ladeelkos durch die Primärwicklung gegen Masse ergösse .

Ja, das ist ja alles klar, aber mir fiel auf, dass da scheinbar unterschiedliche Lösungsansätze bestehen (weiter oben von mir Philosophien genannt ) Die eine (mit 1N4007 z.B.) nutzt anscheinend nebenbei die 1. Durchbruchspannung (etwa1000V) zur Spannungs-/Amplitudenbegrenzung wie ein Clipper mit Z-Dioden (wer braucht schon spikes im Normalbetrieb?), da fehlt mir allerdings ein Vorwiderstand zur Strombegrenzung. Der Strom über die die Dioden kann aber auch so gering sein, dass er gar nicht notwendig ist. Das ist die nach meinen kurzen oberflächlichen Recherchen häufigste Variante, Spannungsfestigkeit der Dioden etwa Ub +120%, das entspricht also Deinem Rechenbeispiel.

Variante 2 folgt Deiner Beschreibung, schließt aber nur die "böse" Überspannung bedarfsgerecht entsprechend der momentan betroffenen Primärwicklungshälfte des AÜ kurz.
Warum werden dann bspw im Fall von Engl Amps Dioden mit 12000V verwendet? Das kann ja nicht heißen, dass auf der gesperrten Seite maximal 12000V anliegen (dürfen), denn ich will die Primärwicklung des AÜ gerade davor schützen (vor Spannungsüberschlägen), will man die Spikes unbedingt behalten? .
Mir ist Variante 1 jedenfalls "symphatischer", lieber die Diode defekt (kann passieren, muss aber nicht) als ein durchgeschossenener AÜ (wobei das profitabler ist )
Den letzten defekten AÜ hatte ich vor 3 Wochen, Ibanez Starfield VT100 mit 4x 6l6, eine üble Kiste. Der hatte auch Schutzdioden (leider weiß ich deren Typ nicht, sie waren ganz und standen deshalb nicht unter "Beobachtung"). Das Teil hat mich richtig Zeit gekostet, weil er noch eine Restfunktion hatte und ich nicht glauben wollte, dass der AÜ defekt wäre. Der hatte einen Schluß auf der Sekundärseite

Die hohe Spannungsfestigkeit wird also nicht durch den Haveriefall geschuldet wenn die Dioden schützen sollen, sondern damit sie wärend des "normalen" Betriebs nicht durchschlagen und so die Primärwicklung gegen Masse kurzschließen würden, worauf sich der gesamte Inhalt der Ladeelkos durch die Primärwicklung gegen Masse ergösse .

Das verstehe ich gerad nicht, wenn die Diode durchschlägt (final, 2. Durchbruch) dann ist da doch keine Masse "in der Schaltungsnähe"...

capricky

[12stringbassman]

Das verstehe ich gerad nicht, wenn die Diode durchschlägt (final, 2. Durchbruch) dann ist da doch keine Masse "in der Schaltungsnähe"...

Vielleicht verstehe ja auch ich etwas nicht (ich bin blond!)
Wird die Diode nicht leitend (in Sperrrichtung) wenn die Spannungsfestigkeit "final" überschritten wurde So hatte es jedenfalls ein Kollege aus TT angedeutet.

Zu den 12 oder 15kV-Dioden im Engel (BY509):
Vielleicht haben die irgendwelche anderen Eigenschaften, die zu ihrer Auswahl als Schutzdiode führten und die hohe Spannungsfestigkeit ist nur ganz nebenbei so hoch
Zum Beispiel ist die Vorwärtsspannung mit 43V ungewöhnlich hoch.

[capricky]

Bei den Kollegen von Tube Town hatten wir das Thema schon öfters.
http://www.tube-town.de/ttforum/index.p ... 565.0.html

Empfohlen werden dort Schutzdioden von den beiden Anoden-Anschlüssen der Primärwicklung in Sperrichtung gegen Masse.

Ach hier beginnt die Erblondung...

capricky ....(ich muß ja auch mal Böcke bei anderen finden und nicht immer selbst welche schießen)

[12stringbassman]

Empfohlen werden dort Schutzdioden von den beiden Anoden-Anschlüssen der Primärwicklung in Sperrichtung gegen Masse.

Ach hier beginnt die Erblondung...

Außer einem fehlenden "r" (nach neuer Rächdtschreypung) kann ich da jetzt keinen Fehler finden. Die Dioden sind antiparallel zu den Endröhren eingebaut, so dass sie im Normalfall sperren. Wo ist jetzt da der Bock?

[capricky]

Wo ist jetzt da der Bock?

Da nirgends, der sitzt hier und schreibt nur noch dussliges Zeug. Das ist ja entsetzlich, am besten ich gehe in Rente
...und zu allem Überfluss finde ich nicht mal die Schaltung wieder, auf die ich mich die ganze Zeit beziehe. Ich glaube ich höre schon Stimmen... capricky, Du bist bekloppt...

capricky

[12stringbassman]

Da nirgends, der sitzt hier und schreibt nur noch dussliges Zeug. Das ist ja entsetzlich, am besten ich gehe in Rente

Was meinst D' wie's mir manchmal geht Jeder hat mal'n schlechten Tag... Schwamm drüber

...und zu allem Überfluss finde ich nicht mal die Schaltung wieder, auf die ich mich die ganze Zeit beziehe.

Hier zum Bleistift:
we we we (dot) captainbob (dot) de /SCHEMATICS/Engl/index.htm
Beim Ritchie z.B. sind die Dioden drin.

[capricky]

]Hier zum Bleistift:
we we we (dot) captainbob (dot) de /SCHEMATICS/Engl/index.htm
Beim Ritchie z.B. sind die Dioden drin.

Ich meine die Laneyschaltung, die ich gestern mal so eben bei der Kurzrecherche zum Thema fand, die mit den 1N4007. Ich habe jetzt zwar nebenbei eine super Seite mit einem ziemlich kompletten Laney Schaltplanarchiv gefunden, aber ich finde "meinen" Plan nicht. Ich werde...nein ich bin schon blöde

capricky

[bea]

Andernorts wurde im Zuge der Diskussion dazu geraten, sekundär einen Widerstand als Grundlast zu verwenden; vorgeschlagen wurde 100 Ohm bis 1 k. So attraktiv dies auf den ersten Blick erscheinen mag, so sehr wundert mich, dass 1 kOhm reichen soll. Besonders nach dem dritten Blick: der Kontakt an der Lautsprecherklemme war nämlich nicht komplett weg, sondern nur ein wenig lose. Das Signal war noch gut zu hören; es verzerrte halt. Ausgeschaltet hatte ich den Verstärker, als er begann, sich aufzuschwingen.

Das spräche dafür, dass eine Grundlast bei manchen Endstufen funktionieren kann, bei anderen wiederum nicht oder nur bedingt. Ein gute Idee ist es m.E. trotzdem, zumindest bei Bassverstärkern vermindert die Grundlast ja die Frequenzabhängigkeit der Impedanz (und deshalb würde ich dann auch kleinere Werte verwenden, z.B. 47 Ohm)