Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik SNT für 400W-Röhrenverstärker


von Dieter P. (dipi)


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Als langjähriger Röhrenbastler (div. Bassverstärker in div. 
Leistungsklassen) stört mich langsam das Gewicht der Geräte im 
Nutzungsalltag (ja, ja, das Alter und immer noch Rockmusik).
Also ist der Plan, zumindest die Hochspannungs- und evtl. auch restliche 
Versorgung mittels leichtem Schaltnetzteil zu erzeugen.
Obwohl ich auf diesem Gebiet absoluter Laie bin, wagte ich mich an den 
Aufbau eines ZVS-Resonanzwandlers nach Vorschlag von Jörg Rehrmann 
(Royer-Oszillator mit IGBT`s):
Ue 380V aus nem PFC, 700uH-Drossel, EE70/33-Wandlertrafo (Gap 1,5mm), 
prim. 2x 21Wdg., sek. 1Wdg. für ca. 12,5V-8A, sek. 2x 31Wdg. für 2x 
400V-1A.
Primär- und Sekundärwicklungen besitzen einen Abstand von ca. 8-9mm 
wegen der Streuinduktivität.
Die Erwartung war, eine stabile Heizspannung für die Endröhren sowie 
gestackte Gleichspannungen für 400V (Gitter2) und 800V (Anoden).
Nach einigen Anläufen und Halbleiterverbräuchen ergab sich dann auch bei 
einer zunächst angeschlossenen kleinen Last (Röhrenheizung 12,5V-1,5A), 
keine Gleichrichtung) die erwartete Funktion - leider mit bereits 
erheblicher Erwärmung von Trafokern und IGBT-Kühlblech trotz Lüfter.
Beim zuschalten weiterer Lasten (100W-Glühbirnen-Array) wurde das Ganze 
dann schnell sehr heiß, so daß ich abschalten musste.
Soweit meine Bemühungen, für Hinweise zur Besserung wäre ich wirklich 
sehr dankbar.
Oder ist es sinnvoller, auf einen ZCS-Resonanzwandler umzubauen, der 
dann mit einer sekundären Regelung der 800V Gleichspannung arbeitet? 
Kann man gleichzeitig eine 12,5V-Heizspannung ohne Regelung realisieren?
Oder ist alles sinnlos und ich kehre reumütig zu den schweren Netztrafos 
zurück?
Fragen über Fragen...

von Peter D. (peda)


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In Transistorverstärkern sieht man oft ungeregelte Netzteile:
Netzgleichrichter -> Gegentaktzerhacker -> Trafo -> Gleichrichter -> 
Elko

Der Vorteil ist, sie sind unkompliziert im Aufbau und können nicht 
hochlaufen und alles zerstören. Wichtig ist nur ein schneller 
Überstromschutz.

Dieter P. schrieb:
> Obwohl ich auf diesem Gebiet absoluter Laie bin

Nicht gut. Resonanzwandler sind so ziemlich das giftigste in 
Dimensionierung und Aufbau.
Wenns geregelt sein soll, nehme ich lieber klassische Step-Down-Wandler.

Nur 21 Wdg. an 380V kommt mir doch arg wenig vor. Wie hast Du das 
berechnet?

von hier ich (Gast)


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Dieter P. schrieb:
> Obwohl ich auf diesem Gebiet absoluter Laie bin

Dann lass es. Das ist nicht böse oder herablassend gemeint! 
Schaltnetzteile können je nach Konzept und Aufbau in den Händen eines 
Anfängers echte, unberechenbare Zicken sein. Bis Du das fertig 
entwickelt und ausführlichst auf Betriebssicherheit "in allen 
Lebenslagen" getestet hast sind viele, viele Teile gestorben, viele 
Layouts getestet und verworfen, viele Flüche gesprochen, viele 
Schweißperlen die Stirn heruntergelaufen und viele Musik nicht gespielt!

IMO: Schleppen oder fertige Netzteile kaufen.

von Jobst M. (jobstens-de)


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Bei einem Schaltnetzteil mit 400W hast Du selbst bei einem Wirkungsgrad 
von 90% 40W, die Du an Wärme weg bringen musst. Um 90% zu erreichen, 
benötigst Du aber schon ein etwas anderes Design!

Wenn Du es wirklich mit einem Schaltnetzteil erledigen möchtest, würde 
ich vorschlagen, dass Du erstmal mit kleinen Netzteilen anfängst und 
Erfahrungen sammelst. Es gibt dabei nämlich eine Menge zu beachten!


Gruß

Jobst

von OldMan (Gast)


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von Oleg A. (oga)


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Müssen die 400Vdc bzw. 800Vdc galvanisch vom 230Vac Netz getrennt sein?

von Dieter P. (dipi)


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Hallo Oleg,
galvanische Trennung ist eigentlich das Ziel, sonst ginge ja auch eine 
entsprechend starke PFC mit 380V-DCout mit Netzpotential.
Das wäre eigentlich nicht so tragisch bei einem Röhrenverstärker,wo die 
Sek.-Lautsprecherseite sowieso galvanisch von der Primärseite getrennt 
ist, es bräuchte nur einen Eingangsübertrager vor dem PI sowie separate 
Heizungs- und Bias-Versorgung.
Aber mit 380V als Anodenspannung lassen sich nun mal keine 400W aus den 
üblichen Pentoden kitzeln und eine 800V-PFC habe ich noch nicht 
entdeckt.
Daher gingen meine Gedanken schon an ein SNT mit stabiler Regelung.

Hallo old man,
habe mir gerade das China-Teil mit 800V-1A bestellt, sieht auf dem 
Produktfoto nach galvanisch getrennten Ein- und Ausgängen aus, bin mal 
auf die Qualität und die verbaute Schaltung gespannt.

Allgemeine Anfrage,
wo bekomme ich genauere Hinweise zu Berechnung und Wicklungsaufbau für 
ZCS-Resonanztrafos her, die üblichen Verdächtigen äußern sich hierzu 
leider nicht (oder ich habe was übersehen).

Natürlich könnte ich mit kleinen Leistungen beginnen und Erfahrungen 
incl. wachsender Bauteileschrotthaufen ansammeln, aber warum nicht 
gleich in der angepeilten Leistungsklasse, der Haufen Schrott wäre nur 
etwas größer.
Bitte nicht falsch verstehen, eigentlich bin ich kein leichtsinniger 
Bastler und will mich auch vorab theoretisch gut informieren.
Gibt es denn tatsächlich keine praxisnahe Einführungslektüre für mich 
armen Laien?

von Schreiber (Gast)


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Dieter P. schrieb:
> Aber mit 380V als Anodenspannung lassen sich nun mal keine 400W aus den
> üblichen Pentoden kitzeln und eine 800V-PFC habe ich noch nicht
> entdeckt.

Das macht man doch traditionell mit einem einfachen Spannungsverdoppler 
aus zwei Dioden und zwei Kondensatoren.


Dieter P. schrieb:
> Natürlich könnte ich mit kleinen Leistungen beginnen und Erfahrungen
> incl. wachsender Bauteileschrotthaufen ansammeln, aber warum nicht
> gleich in der angepeilten Leistungsklasse, der Haufen Schrott wäre nur
> etwas größer.

ich würde vorschlagen mal mit einem kleinen Schaltnetzteil anzufangen 
(mit integriertem Schaltregler-IC) und dann Schritt-für-Schritt größere 
und kompliziertere Schaltungen zu entwickeln.

Solange nichtmal ein einfaches Schaltnetzteil mit Eintaktwandler läuft, 
muss man mit der Entwicklung von einem Schaltnetzteil  mit 
Gegentaktwandler und PFC erst gar nicht anfangen.

von MaWin (Gast)


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Dieter P. schrieb:
> Jörg Rehrmann (Royer-Oszillator mit IGBT`s

Find ich nicht, Ich finde nur
http://www.joretronik.de/Web_NT_Buch/Kap10/Kapitel10.html

von Marian (phiarc) Benutzerseite


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Dieter P. schrieb:
> Allgemeine Anfrage,

Fang mit normalen Schaltwandlern an. Ehrlich. Da gibt es genug zu 
beachten. Resonanzwandler sind abseits der Standardanwendungen (v.a. 
Inverter für Kaltkathodenröhren) die Creme de la Creme des 
Schaltwandlerdesigns.

von Harald W. (wilhelms)


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Dieter P. schrieb:

> Als langjähriger Röhrenbastler (div. Bassverstärker in div.
> Leistungsklassen) stört mich langsam das Gewicht der Geräte im
> Nutzungsalltag

Dann solltest Du vielleicht auf Transistorverstärker umstellen.
:-)

von Peter D. (peda)


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Harald W. schrieb:
> Dann solltest Du vielleicht auf Transistorverstärker umstellen.
> :-)

Ja.
Einen 400W Class-D mit Schaltnetzteil kriegt man für einen Bruchteil des 
Gewichts und der Abwärme.

von Bastler (Gast)


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Aber so ein MOSFET-Schalter hat eben keine so musikalische Kennlinie wie 
eine richtige Power-Beam-Tetrode. Wenn die rechteckförmig verzerrt, dann 
warm. Schon von wegen der Heizung ;-)
Dabei besteht so ein (Halb-)Leiter für Elektronen auch fast nur aus 
Vakuum. Aber halt zu kalt!

von Klaus R. (klara)


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Hallo,
wie baut man eigentlich einen 400W Röhrenverstärker?
8 x EL34 ????

mfg klaus

von Schreiber (Gast)


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Klaus R. schrieb:
> wie baut man eigentlich einen 400W Röhrenverstärker?
> 8 x EL34 ????

Das ist Frequenzabhängig. Der Amateurfunker nimmt eine 4CX250, die ist 
mit 4cm Durchmesser und 6cm Höhe auch noch schön kompakt.

Der Hififreund wird eher auf 8* EL34 oder 8* PL509
Mit 4* GU50 dürfte man das Ziel auch erreichen können. Eine GU81 (450W 
Anodenverlustleistung) ist auch noch beliebt und preiswert, auch wenn 
die erforderliche Anodenspannung von etwa 2kV unvorteilhaft ist.

Wer will, der kann natürlich auch einen Klasse-D Röhrenverstärker bauen, 
dann reicht reichen zwei EL34

von Sebastian P. (sebl)


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... oder 8x KT88

http://www.thomann.de/de/laney_nexus_tube.htm

oder 8x 6550...

400W Vollröhre is tatsächlich selten, aber 300W gibts von den gängigen 
Herstellern.

Wie viel von der Leistung man tatsächlich ausschöpfen kann (auch auf der 
Bühne) steht auf einem anderen Blatt geschrieben.

von Pink S. (pinkshell)


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Die 12,5 Volt Heizspannung würde ich auf jeden Fall aus einem eigenen 
kleinen (kommerziellen) SNT holen. Das in den HV-Wandler zu integrieren, 
macht es zu kompliziert. Hat auch den Vorteil, dass man bei Problemen 
einfach ein Netzteil tauschen kann.

So wie ich Röhren kenne, muss die Heizspannung einigermassen stimmen, 
während die Anodenspannung erheblich schwanken darf.

von Harald W. (wilhelms)


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Bastler schrieb:

> Aber so ein MOSFET-Schalter hat eben keine so musikalische Kennlinie wie
> eine richtige Power-Beam-Tetrode.

Ooch, die röhrentypischen Verzerrungen kann man heutzutage sicerlich
per DSP hinzufügen. :-)

von Mark S. (voltwide)


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Ich entwickle selbst Resonanzwandler in dieser Klasse und kann aus 
eigener Erfahrung von massiven Schwierigkeiten berichten.
Das Problem ist weniger die Schaltung - Ansteuerbausteine, PowerMOSFETs 
und Applikationsschaltungen gibt zu Hauf bei den Herstellern - das 
Problem ist die Beschaffung der Spezialbauteile, vor allem dann, wenn Du 
den Trafo selber baust / bauen mußt.

Dann merkst Du auf einmal, dass der Zahl der Anbieter sehr überschaubar 
geworden ist - Trafos wickeln ist inzwischen ein äußerst exklusives 
Hobby geworden.


Für meinen Trafo brauche ich z.B.
- 60x0,1mm HF-Litze
- 20x0,1mm TEX-E-Draht von der Fa Pack
- ETD-39 Ferritkernen aus N97-Material
- Hostaphan Isotape, möglicherweise ersetzbar durch PTFE-tape
- ETD39 Spulenkörper, vertikal, mit 2 Kammern
- passende Silicon-Iso-Schläuche für die Drahtenden, ersatzweise
Schrumpfschlaúch
- Capton-Tape zum Verkleben der Kernhälften

An Lieferanten sehe ich noch
-Bürklin
-Feryster
-HBE-shop/Farnell
-Mouser
-Digikey

Einige ETD-39-Spulenkörper hatte ich über e-bay privat in Israel 
gekauft.

Auch wenn die Stückliste hier überschaubar ist - fast jedes Teil fällt 
unter Sonderbeschaffung - das Meiste davon ist weder beim großen C noch 
bei Reichelt zu haben.

von Michael K. (Gast)


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Mark S. schrieb:
> Sonderbeschaffung
www.ferrite.de
Ferroxcube Kerne + Zubehör.
Sogar die Bemusterung mit speziell geschliffenen Kernen ist preiswert 
und schnell.

von Mark S. (voltwide)


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Schön und gut. Nur finde ich bei Ferroxcube leider nicht die gewünschten 
Spulenkörper ETD39 2-Kammer vertikal. Die stellt pinshine her und sind 
bislang nur bei Feryster zu haben.

von Peter D. (peda)


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Mark S. schrieb:
> Ich entwickle selbst Resonanzwandler in dieser Klasse und kann aus
> eigener Erfahrung von massiven Schwierigkeiten berichten.

Mein Kollege auch, der hat seinen eigenen Mülleimer für explodierte 
Platinen.
Lustig ware mal, wie er gegen die Platine stieß und die Dioden auf der 
Sekundärseite einfach abfielen. Die haben im flüssigen Lot geschwommen.
Problematisch ist bei Resonanzwandlern Niedriglast oder Leerlauf, da 
entsteht die größte Hitze.

von Mark S. (voltwide)


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Peter D. schrieb:
> Mark S. schrieb:
>> Ich entwickle selbst Resonanzwandler in dieser Klasse und kann aus
>> eigener Erfahrung von massiven Schwierigkeiten berichten.
>
> Mein Kollege auch, der hat seinen eigenen Mülleimer für explodierte
> Platinen.
> Lustig ware mal, wie er gegen die Platine stieß und die Dioden auf der
> Sekundärseite einfach abfielen. Die haben im flüssigen Lot geschwommen.
> Problematisch ist bei Resonanzwandlern Niedriglast oder Leerlauf, da
> entsteht die größte Hitze.

Das kann ich so nicht bestätigen - vor allem nicht das statement mit 
Niedriglast oder Leerlauf. Meine Schwierigkeiten liegen hier wirklich im 
Bereich der Beschaffung optimaler Komponenten, nicht im Abrauchen von 
Platinen.

Was das Aufschwimmen der SekGleichrichter betrifft - natürlich checke 
ich im laufenden Betrieb die Erwärmung mit einem Oberflächenthermometer, 
so dass so etwas kaum passieren kann. Das heißeste Teil ist derzeit der 
primäre NTC ("inrush current limiter) mit runden 100C bei gut 300W 
Dauerleistung.

: Bearbeitet durch User
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