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Der Gleichrichter

oder

Warum brummt der (gequälte) Netztrafo jetzt?

Bei der Simulation des Gleichrichters für den Steuerungs-Teil der Revox B77  habe ich mal paar Details erforscht:
Der Gleichrichter  B77 für Steuerung + Magnete  ist eine  Graetz-Schaltung mit Lade-Kondensator  2,2mF
Der Laststrom im Betriebsfall mit der größten Stromaufnahme (Record)  für Steuerung + Magnete beträgt  ca. 1A 

Die Ripple Frequenz  beträgt 100Hz
Der Nachlade-Impuls tritt 
2,2ms mit mittlerem Nachladestrom 2,2A auf.
Die Impuls-Spitze  beträgt  max I 4,5A

Die Nachlade Energie wird  damit in ca. 1/4 der Halbwelle umgesetzt.


Gleichrichter-Laststpitze bei Uf 1,5V  * 4,5A  1ms  6,75W / ms pro Diode.

Man unterschätzt die Thermische Last an den Dioden im Gleichrichter, denn es sind ja in der Graetz Schaltung immer 2 Dioden gleichzeitig leitend.
ergibt also 13,5W / ms, gemittelt auf 10ms 1,3W - deshalb wird der Gleichrichter warm. Die Haupt-Wärme wird über die Anschlußbeine an die Platine
abgeleitet, ein Teil über Konvektion am Gehäuse.
Deshalb ist auch das Platinenlayout mit viel Kupfer am Gleichrichter wichtig für zuverlässige Funktion.
 
Weiterer nagender Einfluß ist der ständige Lastwechsel mit hohem Impulsstrom - Daß das so lange zuverlässig funktioniert, ist schon erstaunlich.

Und noch ein Datenblatt - Auszug  des Gleichrichters im Revox A50 / A78    B80 C 3200-2200



Eindeutig erkennbar, der Ladekondensator darf nicht beliebig groß gemacht werden.
Beim
Revox A50 + A78  mit zwei 5000 uF Elkos  in Serienschaltung  exakt in der Spezifikation.
Wer größere Elkos  verwendet, der überlastet  den Gleichrichter und den Netztrafo.

Als Ursache für das beobachtete "Gleichrichter-Sterben" vermute ich folgende Kausalkette:
Das Gerät hat lange stromlos gestanden - jahrelang - und wird dann eingeschaltet.
Die Ladeelkos der Gleichrichter haben zwischenzeitlich (40...50 Jahre !) ihre Oxydschicht verloren, und damit arbeitet 
der Netztrafo über den Gleichrichter für einige Zyklen auf einen Quasi-Kurzschluß, bis der Ladeelko so halbwegs wieder dicht ist.
Und das war aber für den alten Gleichrichter schon zu viel Energie über den Dioden, wodurch sie erhitzt wurden
und ihre Anschluß-Kontakte (vorübergehend) verloren haben.
Ab jetzt läuft - unbemerkt - der Gleichrichter zeitweise nur noch auf einem Bein als Halbweg-Gleichrichter.
Eine Zeitlang geht das scheints gut, aber dann bemerkt man doch, daß der Andruckmagnet nur noch schleichend sich bewegt
oder irgendwelche Aussetzer im Bandlauf bei der B77 und PR99. Die Revox A77 ist mit den Relais da robuster.
Also - deshalb mein allerneuester Tip - wenn WAS ist - zunächst die Netzteile messen   Spannung + Regelreserve + Ripplefrequenz.
(Für die Bastler, die kein Oszilloskop haben oder anschaffen wollen:
Die Ripplefrequenz kann man auch mit der Soundkarte messen über Kondensator und Spannungsteiler)
Und vorbeugend die alten Elkos und Gleichrichter mal ersetzen. Das hält dann wieder paar Jahre.

Das war der Gleichrichter.


Und jetzt einen Blick auf den Trafo der B77  bei einer Wicklungsspannung von 20V und angenommen Wicklungswiderstand von 0,5 Ohm 
der den Spitzenstrom von 4,5A  für 1 ms  liefert.

Das wäre dann mit  25 V Amplitude  und 
4,5A  für 1 ms  über 100 W in der Spitze,
und das ist nicht der einzige Verbraucher der angeschlossen ist.  Da ist noch der Gleichrichter der Audio-Sektion und die Motoren.
Die
Motoren verursachen allerdings keine solchen Lastspitzen
Überschlägig wird der Trafo der B77 für kurze Impulse in den Nachladespitzen mit der doppelten Leistung beaufschlagt.
Statt im Mittel 100W sind das 200W, die der Kern ohne Sättigung übertragen muß

Damit ist auch ein Hinweis gegeben, daß man bei Verstärkern eben nicht - wie oft empfohlen-
die Ladeelkos beliebig vergrößern kann, ohne den Gleichrichter oder den Trafo zu gefährden.
Für einen angeblich "besseren Bass" -Quatsch.

Denn bei Verstärkern ist die Lage bezüglich der Leistungsspitzen ungünstiger, da bei Verstärkern die gesamte Last Impulslast ist.
Ein Beispiel  Revox A78 Verstärker mit 2x 70W Sinus , voll ausgesteuert, ergäbe das bei einem Wirkungsgrad von 70%
200W  DC Leistung am Netzteil,
damit 1kW  Nachlade-Impulsleistung in der Spitze,
 immer  noch 500W für 2,2ms !

Deshalb ! sind die Netztrafos der Leistungsverstärker - wenn es eine gute Konstruktion ist - um den Faktor 5  scheinbar "über"dimensioniert.
Denn die Leistungsangabe auf den Kernen ist für Sinus-Last.

Wenn der "ambitionierte Bastler" nun in seinen 2x 70W Sinus - Verstärker mit 2x 5000uF pro Kanal
größere Elkos einbaut, erhöht er den Spitzenstrom der Nachladeimpulse und treibt den Netztrafo mit den Spitzen in die Sättigung.
Sättigung heißt für den Trafo - unerlaubter Bereich, das Eisen ist durchmagnetisiert und der Primärstrom steigt undefiniert steil an.

Der Trafo wird heiß, die Vergußmasse wird warm und weich und permanentes Brummen kann die Folge sein.
Oder die Klebung der Schnittbandkerne geht auf - ebenfalls Brummen ist die Folge

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Übrigens: Bei Revox Geräten werden weder die Magnete (Andruck - und Brems-) noch die Relais mit einem reduzierten Strom "gehalten".
Diese Stromspar-Methode - oder technische Sparmethode, denn man kann den Magneten natürlich kleiner Bauen,
wenn er weniger Energie umsetzen muß, wird bei Revox NICHT angewendet.
Auch wenn in Foren immer davon geschwafelt wird, wird es nicht wahr.


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