Röhrenverstärker Selbstbau


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Netzteile mit Gleichrichterröhren

Röhrentechnisches

Röhrengleichrichter im Netzteil - für SE Verstärker

Mancher Audiokenner besteht auf Gleichrichterröhren im Netzteil. Ein SE Verstärker mit direkt geheizten Trioden 300B ohne Gleichrichterröhre ist für sie nicht "Highendig". Wenn hier die Gleichrichterröhren zusammen mit SE Verstärkern genannt werden, dann nur deshalb, weil für Gegentaktverstärker im Klasse AB Betrieb die Anwendung einer Gleichrichterröhre nicht sinnvoll wäre.

Das schöne an der Gleichrichterröhre ist das schonende Anfahren des Verstärkers. Das funktioniert vor allem bei direkt geheizten Gleichrichterröhren sehr gut, wenn als Endstufenröhren ebenfalls direkt geheizte Trioden verwendet werden. Gleichrichterröhre und Endtriode sind dann fast gleichzeitig betriebswarm.

Schaltplan Netzteil für Röhrenverstärker

Die Gleichrichterröhre will zwei Anodenspannungswicklungen sehen, was in der Praxis den Netztransformator erheblich teurer, größer und schwerer macht. Gleichrichterröhren brauchen zusätzlich noch eine eigene exklusive Heizwicklung. Die beiden Kondensatoren über den Anoden der Gleichrichterröhre bezeichnen alte Radiotechniker als "Blinddärme". Wenn Sie durchschlagen gefährden sie den Netztrafo (Kurzschluss). In alten Radios haben Sie mehr als einmal dafür gesorgt, das Netztransformatoren über den Jordan gegangen sind. Sie haben den Zweck HF-Einstreuungen nach Masse abzuleiten, was früher durch die vielen Freileitungen im Stromnetz, die wie Antennen wirkten, zu Störungen führte. Man braucht sie heute nicht zwingend, ein gängiger Wert waren hier 5 nF mit einer Spannungsfestigkeit von 1000 V.

Spikes gibt es hier (es sei denn Sie kommen vom Stromnetz) nicht. Dafür muss man den Netztransformator anders dimensionieren. Ein Nachteil der Gleichrichterröhre ist ihr höherer Innenwiderstand und der ist je nach Stromentnahme des Verstärkers unterschiedlich hoch. Die Röhre wirkt deshalb im Netzteil wie ein zusätzlicher Widerstand. Während man aus einer Sekundärwicklung mit 300 V und Halbleiterdioden am Ladeelko unter Last etwa 350 - 370 V heraus bekommt, muss man bei der Gleichrichterröhre die Spannung für die Sekundärwicklung schon um gut 30 bis 50 V erhöhen, um das gleiche Resultat - sprich Spannungsniveau zu erreichen.

Durch den hohen Innenwiderstand ist ein Netzteil mit einer Gleichrichterröhre für Audio im Gegentakt AB Verstärker kaum geeignet, für Single Ended und Gegentakt im Klasse A Betrieb ist das kein Problem, weil hier das Differenz zwischen dem Ruhestrom ohne und mit Aussteuerung geringer ist.

Kennlinie der 5 U 4 G

Die Grafik oben aus einem Datenblatt zeigt bei gegebener Spannung an den Anoden der Gleichrichterröhre (also diejenige, die der Transformator liefert) den Spannungsverlauf unter Belastung. Das die Kurve (z. B. Nr. 4) oberhalb von 350 V beginnt liegt am Ladekondensator von 40µF der an der Kathode der Röhre liegt. Der Innenwiderstand der Gleichrichterröhre nimmt bei steigender Stromentnahme zu und dieser Innenwiderstand schwankt auch je nach Stromentnahme, für Gegentakt AB oder gar B Endstufen ist das sehr ungünstig. Bei der Gegentaktendstufe mit der Röhre EL 34 die im anderen Netzteilkapitel als Beispiel diente, wird die Spannung sehr stark im Takt der Musik schwanken, ganz abgesehen davon das eine einzige Gleichrichterröhre hier überhaupt nicht die erforderliche Leistung (ca. 600mA) für eine EL 34 Stereo - Endstufe im Gegentakt aufbringen kann.

Bei der Dimensionierung der Sekundär-Spannung des Netztransformators muss man den Spannungsabfall durch die Röhre berücksichtigen und nimmt dafür am besten die Röhrendaten der Gleichrichterröhre zur Hilfe.


Limitiert! Die Größe des Ladekondensators

Die meisten Gleichrichterröhren vertragen als Ladekondensator nicht mehr als 50µF. In den Datenblättern der Röhrenhersteller ist deswegen die maximal zulässig Größe dieses Elko's angegeben. Wenn man diese überschreiten will oder muss, dann ist zwischen der Kathode der Gleichrichterröhre und dem ersten Elko noch ein Schutzwiderstand einzusetzen - je größer der Ladeelko desto, höher muss dieser sein. Werte im Bereich von 47 - 100 Ohm sind hier günstig. Eine andere Möglichkeit ist die, aus einer CLC Siebung eine LCLC Siebung zu machen, also eine zweite Drossel zu verwenden.

CLC - Siebung

Grade unsere SE (Eintakter) Röhrenverstärker brauchen eine extrem saubere Siebung um die Restwelligkeit aus der Gleichspannung zu unterdrücken. Die Drossel (L) ist hier zwischen die beiden Kondensatoren (C) geschaltet. Unsere 10 H Drossel hat für die 100 Hz die aus der Zweiwegegleichrichtung resultieren für diese Restwelligkeit (sprich: Brumm) einen Wirkwiderstand von 6300 Ohm! Oder anders formuliert - man müsste um das gleiche zu erreichen einen Widerstand von 6300 Ohm statt der Drossel einsetzen. Der kleine Fehler dabei ist das an einen solchen Widerstand soviel Spannung abfällt, das man keine Endröhre ernsthaft daran betreiben könnte - oder anders ausgedrückt, die Betriebsspannung müsste um den Betrag höher werden, der an diesem Widerstand abfällt.

Hier sticht die Drossel als Mittel der Wahl. Für den Gleichstrom um den es uns geht hat sie nur den Widerstand, den das Kupfer in den Wicklungen ihm entgegensetzt. Bei unseren 10 H Drosseln sind das Werte um die 160 Ohm. Der zweite Vorteil ist der, das ihr Wirkwiderstand (für den Wechselstrom) mit steigender Frequenz immer höher wird. Die Siebung für die sogenannten "Harmonischen" ist so noch besser als für die 100Hz die sich aus der Zweiwegegleichrichtung ergeben.

Bei den Harmonischen handelt sich um die Obertöne von 100 Hz, also 200 Hz, 300Hz ... und so weiter. Auch ein Vorteil der Drossel, deren positive Eigenschaften nur der Preis und das Gewicht gegenüberstehen.

Drossel 60 mA

Es sind drei Parameter drei Parameter der Drossel sind wichtig:

  • Die Induktivität in Henry
  • Ihr Gleichstromwiderstand in Ohm
  • Ihre Belastbarkeit in mA

In vielen SE Verstärkern werden absurd viel µF im Netzteil verwendet. Das ist schlichtweg nicht nötig. Es mag nicht "Highendig" aussehen, wenn hier geringe Kapazitäten empfohlen werden, folgt aber der Erfahrung das man bei brummenden Verstärkern eher die Masseverhältnisse überprüfen sollte die Größe der Elko's. Selbst tausende von µF ändern nichts an Fehler, die beim Aufbau schon grundlegend sind, z. B. dann wenn ungewollt Erdschleifen vorhanden sind.

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