Alterung Kondensatoren

[Rhino-]

S


Gleich eines vorweg, gerne wird beim Ersetzen der alten Elkos überdimensioniert. Man sollte sich im klaren drüber sein dass die Elkos einen gewissen "Ripple" brauchen um Energie nachladen zu können. Ohne Ripple bei Belastung funktioniert der beste Elko nicht

das ist leider geistiger Schwachfug.

Was der Willie das so schön aus Wikipedia rauskopiert hat, ist zwar vollkommen richtig, aber bei der Glättung der Gleichspannung ist ein größerer Elko absolut unkritischt. Dicke Elkos fangen nämlich auch heftige Stromspitzen, die bei extremen Bässen ja in der Endstufe auftreten können, vernünftig ab. Man kann somit einen eher schwächlichen Netztrafo ein wenig "entlasten". Schaut mal in hochwertige Endstufen. Die haben immer mächtige Becherkondensatoren eingebaut.

Bei der alten Röhrenschaltung sieht es u.U. etwas anders aus, wenn dort LC-Glieder im Einsatz sind. Diese Filter aus L (Spule) und C (Kondensator) sind eventuell auf bestimmte Frequenzen errechnet und abgestimmt. Man behilft sich hier auch oft mit der von Willie gezeigten Schaltungsweise, weil Hochvoltkondensatoren (450V und höher) mit entsprechenden Kapazitäten, schnell sehr groß und teuer werden. Man benötigt einfach ein dickeres Dielektrikum um Spannungsdurchschläge zu verhindern.
Allerdings ist diese Schaltung bei "moderen" Röhrenverstärkern auch nicht mehr die Regel, weil die Elkos heutzutage um ein vielfaches Preiswerter und kleiner geworden sind.

Trotz Allem habe ich schon anstelle eines Doppelkondensators 100/50uF mangels Ersatzteilverfügbarkeit einen 100/100uF in einen Röhrenamp eingebaut und der Amp läuft trotzdem einwandfrei.

Fazit: Bei der Glättung der Gleichspannung lieber einen Schnaps mehr Kapazität als anders herum.

 

[Willie]

Punkt 1: da geb ich dir vollkommen recht. Ein größeres C ist fast immer unkritisch. Allerdings in der Herstellung auch teurer, weswegen man an der Stelle abwägen muss. (Vor allem die Hersteller)

Auch bei Röhrenamps sind größere C selten ein Problem, denn damit verschiebt sich die Grenzfrequenz des Tiefpasses nur weiter nach unten, was mehr Dämpfung in dem gewollten Bereich bewirkt. Ergo auch da kein Problem.
Wichtig ist nur, dass man die entsprechende Spannungsfestigkeit einhält. Denn ein 100uF 400V kann manchmal fatal sein, wenn da früher ein 50uF 500V Typ drin saß. (Beispiel aus dem echten Leben...) Auch da lieber ein bisschen mehr, als zu wenig. Und man bedenke bitte auch die Eingangsspannung an den Amps. Früher 220V heute 230V. Die 10V machen eigentlich nicht viel aus, allerdings bei Röhrenamps sind das auf der Sekundärseite schnell mal 20-30V mehr. Und da kann die Grenze zwischen 450V und 500V schon mal das Überleben eines Kondensators ausmachen.

 

[Rhino-]

Punkt 1: da geb ich dir vollkommen recht. Ein größeres C ist fast immer unkritisch. Allerdings in der Herstellung auch teurer, weswegen man an der Stelle abwägen muss. (Vor allem die Hersteller)

Auch bei Röhrenamps sind größere C selten ein Problem, denn damit verschiebt sich die Grenzfrequenz des Tiefpasses nur weiter nach unten, was mehr Dämpfung in dem gewollten Bereich bewirkt. Ergo auch da kein Problem.
Wichtig ist nur, dass man die entsprechende Spannungsfestigkeit einhält. Denn ein 100uF 400V kann manchmal fatal sein, wenn da früher ein 50uF 500V Typ drin saß. (Beispiel aus dem echten Leben...) Auch da lieber ein bisschen mehr, als zu wenig. Und man bedenke bitte auch die Eingangsspannung an den Amps. Früher 220V heute 230V. Die 10V machen eigentlich nicht viel aus, allerdings bei Röhrenamps sind das auf der Sekundärseite schnell mal 20-30V mehr. Und da kann die Grenze zwischen 450V und 500V schon mal das Überleben eines Kondensators ausmachen.

dem ist eingentlich nichts mehr hinzuzufügen, deckt sich ja auch mit meinem Geschreibsel.

PS. Logisch ist die Spannungsfestigkeit ein sehr erheblicher Punkt, dem man besondere Beachtung schenken sollte.

 

[Talisker]

@Willie , das hast du schön referiert (ohne Scheiß ), aber mein Lehrer hätte drunter geschrieben "6, Thema verfehlt".
Wie eine Siebung funktioniert, ist unstrittig. @E-A-D-G hat behauptet, Ripple müsste sein, sonst funktioniert der Elko nicht. "Ohne Ripple bei Belastung funktioniert der beste Elko nicht".
Ich glaube zu verstehen, dass er bei seiner unglücklichen Formulierung Ursache und Wirkung verdreht. Ripple gibt es immer, bei einem nicht funktionierenden C aber ne ganze Menge mehr.

Übrigens erinnere ich mich dunkel, dass es bei der Dimensionierung von Siebung bei Röhrenamps mehr zu beachten gibt, dort kann es u.U. bei zu großen Kondensatoren zu Problemen kommen. Aber da kriege ich den Sachverhalt nicht mehr zusammen. Evtl. ging es um Gleichrichterröhren, die da empfindlich sind...

 

[Willie]

@Willie , das hast du schön referiert (ohne Scheiß ), aber mein Lehrer hätte drunter geschrieben "6, Thema verfehlt".
Wie eine Siebung funktioniert, ist unstrittig. @E-A-D-G hat behauptet, Ripple müsste sein, sonst funktioniert der Elko nicht. "Ohne Ripple bei Belastung funktioniert der beste Elko nicht".
Ich glaube zu verstehen, dass er bei seiner unglücklichen Formulierung Ursache und Wirkung verdreht. Ripple gibt es immer, bei einem nicht funktionierenden C aber ne ganze Menge mehr...

So direkt wollte ich es ja nicht sagen.
Und ja, es gibt noch ein paar andere Baustellen, die wollte ich aber nicht auch noch beleuchten, weil das noch weiter am Thema vorbei führt.

 

[E-A-D-G]

Mit grösseren Elkos lässt sich die Spannung zwar etwas besser "glätten" aber es bringt mehr Nachteile mit sich als Nutzen.
Die Netzteilelkos sind an sich auch nicht dazu da die gleichgerichtete Spannung hinter dem Gleichrichter "perfekt" zu sieben. Sie arbeiten vielmehr als Puffer indem sie bei Belastung am Endstufenausgang Energie vom Netztrafo zwischenspeichern und wieder abgeben.
Der Stromwinkel (die Ladezeit) verkleinert sich mit grösser werdenden Kapazitäten und damit steigt der Spitzenwert des Ladestroms dann stark an während der Effektivwert pro Ladezyklus gleich bleibt.
Vereinfacht kann man sich das so vorstellen dass ein gewisses "Spannungsgefälle" vorhanden sein muss damit die Elkos überhaupt "zyklisch" nachgeladen werden können.

Im theoretischen Extremfall mit unendlich grosser Kapazität würde der Stromwinkel (die Ladezeit) gegen Null gehen und der Ladestrom Spitzenwert auf unendlich ansteigen.

Im Leerlauf der Endstufe wird kaum Leistung aus dem Netzteil benötigt, und weil dann keine nennenswerten "Ladungs- und Entladungsvorgänge" über die Elkos stattfinden erscheint die Versorgungsspannung nahezu perfekt "gesiebt" bzw. "geglättet".

Ich habe selber nie überdimensioniert aber wenn man dem Larry glauben darf dann klingt es mit angepasster Dimensionierung am lebendigsten.

Eigentlich verständlich wenn man sich im klaren drüber ist wie das ganze funktioniert.

Mathematisch lässt sich das ganze zudem auch recht leicht beweisen.
Mit der bekannten Strom- Spannungsbeziehung
i = C du/dt

sieht man schön was passiert wenn der Kondensator den Ripple komplett plattmachen würde und reine Gleichspannung am Kondensator anliegen würde wenn die Endstufe belastet ist. Die Ableitung von DC ergibt Null und damit keinerlei Strom mehr durch den Kondensator. Damit würde dann auch die zyklisch "gespeicherte" Leistung im Kondensator Null.

 

[E-A-D-G]

Apropos "Siebelkos".
Wenn die Elkos wirklich als Siebelkos arbeiten sollen welchen Anteil der Harmonischen sollen sie denn bitteschön wegsieben damit unterm strich ne schöne Gleichspannung herauskommt?
Das Spektrum hinter dem Doppelweggleichrichter besteht aus geradzahligen Harmonischen mit dem zweifachen der Netzfrequenz für die 1ste Harmonische, also 100Hz.

Wo bitte (bei welcher Frequenz) soll der "Siebelko" denn ansetzen um Harmonische des Spektrum Doppelweg-Gleichrichter zu "elimieren" damit sie sich nicht störend als Ripple bemerkbar machen?
Neh, so funktioniert das ganze nicht!

 

[Rhino-]

sorry, aber über die Brücke gehe ich noch nicht......

da frag ich mich doch ernsthaft wie eine Autoradioendstufe überhaupt funktionieren kann. Da haben wir nämlich die perfekte Gleichspannung.

 

[Talisker]

Wo bitte (bei welcher Frequenz) soll der "Siebelko" denn ansetzen um Harmonische des Spektrum Doppelweg-Gleichrichter zu "elimieren" damit sie sich nicht störend als Ripple bemerkbar machen?
Neh, so funktioniert das ganze nicht!

Das stimmt. Ein C alleine setzt auch gar nicht bei irgendeiner Frequenz an. Der hat bei bestimmten Frequenzen bestimmte Impedanzen. Ansonsten speichert er in (gepulsten) Gleichspannungsanwendungen gerne mal Energie. Und gibt sie auch wieder ab. So in etwa.
Und wenn man einen 100Hz-Brumm als ‚lebendig‘ bezeichnen möchte, dann hat auch Larry recht.

 

[Rhino-]

je steifer das Netzteil, desto mehr Energiereserven bei starken Bassschüben...also dicke Elkos und nicht auf Kante genäht, grad so das ich das Netzbrummen wegbekomme.....

Noch mal das Beispiel Car Hifi. Warum bauen denn die Jungs da Elkos mit 1 Farad in der Größe von Faxedosen direkt neben die Endstufen? Um bei starken Bassschüben keinen Spannungsabfall auf der Leitung von der Batterie bis in den Kofferaum zu haben. Der Elko speichert die Energie zwischen und kann sie sehr kurzfristig abgeben wenn die Ballermusik "Bumm Bumm" macht das die Spiegel klirren.
Ist jetzt zwar kein Netztrafo mit Gleichrichter davor, aber das Prinzip ist ähnlich und vielleicht für manche verständlicher. (Im Prinzip gibt es sogar ein 3phasiges Netzteil in Form der Lima, sobald der Motor läuft)

Angenommen ich baue mir eine Transenendstufe die mit 48V laufen soll, kann ich genau so gut 4 Autobatterien in Reihe als Energiespeicher anschliesen. Die Kapazität ist vielleicht um das 1000fache größer als ein Kondensator ....ups..geht trotzdem. und klingt auch noch.

 

[Willie]

Larry spricht über Röhrengleichrichtung eines Röhrenamps. Da kommen dann noch Effekte wie Power Sagging hinzu. Das hat man nämlich nur, wenn das C wirklich etwas zu gering dimensioniert ist. Dann bricht nämlich z.B. bei Powerchords auf der Gitte die Anodenspannung der Endstufe zusammen, was dann zu deutlicher Komprimierung und Übersteuerung des Signales führt. Das finden Gittaristen total geil, beim Bassamp mag ich das aber überhaupt nicht.
Bei Silizium hat man das eher nicht, weil der Innenwiderstand der Stromquelle (Trafo und Gleichrichtung) meistens deutlich geringer ist. Und das klingt dann auch nicht mehr. Auch wenn die Endstufe eine Röhrenendstufe ist. Bei Transistorendstufen ist das alles wurscht. Hier gilt je mehr je besser.

 

[E-A-D-G]

Larry spricht über Röhrengleichrichtung eines Röhrenamps. Da kommen dann noch Effekte wie Power Sagging hinzu. Das hat man nämlich nur, wenn das C wirklich etwas zu gering dimensioniert ist. Dann bricht nämlich z.B. bei Powerchords auf der Gitte die Anodenspannung der Endstufe zusammen, was dann zu deutlicher Komprimierung und Übersteuerung des Signales führt.

Nein, da ging es nicht explizit um Röhrenamps sondern um ganz profane Netzteildimensionieung.
Die Meinung teilen nicht nur Leute wie der Larry oder ich sondern auch andere Leute die professionell Endstufen designen. Es hat nichts mit Low Budget Design zu tun sondern "optimales" Design.

Wenn bereits bei Power Chords eine Endstufe derart in die Knie geht dann lässt sie sich mit Sinus wahrscheinlich überhaupt nicht mehr (vernünftig) messen. Bei Power Chords selbst im Zerrbereich liegt der Crest bei vielleicht 6dB, mit Sinus sinds dann nochmal 3dB weniger und den Unterschied "erkennt" man schon sehr deutlich.
Grössere C's hinter dem Gleichrichter können weder die Leistung am Ausgang erhöhen noch den berühmt berüchtigten Sag der Railspannungen verhindern.
Die Leistung am Ausgang ergibt sich rein aus der Sekundärspannung.
Und es ist nicht mal so unüblich, z.B. so wie bei legendären glorifizierten Verstärkern wie den Vintage TE's mit den berühmten TE Watt, die Nenn-Trafoleistung für nur ca. 50% der (Dauer) sinus Ausgangsleistung auszulegen.
Funktioniert tadellos da "unterm strich" selbst im Zerrbereich mit realen Instrument gespielt kaum mehr als 50% der Sinusleistung zu stande kommen.

Ich denke ich habe genügend Service-Manuals von z.B. hochgelobten Eisenschweinen wie die von GK und TE gelesen und die Leistung kann man rein aus der angegebenen Railspannung fast auf das Watt genau ausrechnen ohne dass man die Endstufe am 4 Ohm Widerstand nachmisst.
Die grösse der C's hinter dem Gleichrichter ist dabei schlicht und einfach bedeutunglos

Legenden und Mythen sind nunmal nicht mein Ding. Und DIY Optimierungen ohne zu wissen was man da wirklich tut nunmal auch nicht.

 

[Talisker]

Larry spricht über Röhrengleichrichtung eines Röhrenamps.

Aha. Eine wichtige Info! Danke dafür. So entstehen ansonsten Mythen und Legenden...

 

[Talisker]

Es hat nichts mit Low Budget Design zu tun sondern "optimales" Design.

Ups. Wechseln wir mal fix das Schlachtfeld? Deine ursprüngliche Aussage war eine andere.
Ich bin draußen, das ist eine typische Internet-Diskussion geworden. Schade.

 

[E-A-D-G]

je steifer das Netzteil, desto mehr Energiereserven bei starken Bassschüben...

Class-AB verursacht jede Menge thermische Verluste und die müssen (neben dem Nutzsignal) vom Netzteil mit abgedeckt werden.
Starke Bassschübe können sich auf zwei Arten äussern. Zum einen in der Dynamik und zum anderen im Average. Die Dynamik selbst ist eher kurz aber sehr hoch und braucht entsprechendes Leitungspotential, oder besser Ausgangsspannung, der Average (das was man als Bassschub mit den Ohren hört) dagegen ist (meist) eher gering und liegt deutlich unter den angegeben RMS Watt Werten die der Verstärker kann.

also dicke Elkos und nicht auf Kante genäht, grad so das ich das Netzbrummen wegbekomme.....

Ich würd mich nicht trauen das zu schreiben.
Ernthaft, kein Mensch hat behauptet dass man vernünftigerweise oder aus kostengründen so gerade eben auf Kante näht nur damit das Netzbrummen weg ist? Zumal man das Netzbrummen im Leerlauf mit praxisuntauglichen C's bereits wegbekommen könnte.

Noch mal das Beispiel Car Hifi. Warum bauen denn die Jungs da Elkos mit 1 Farad in der Größe von Faxedosen direkt neben die Endstufen? Um bei starken Bassschüben keinen Spannungsabfall auf der Leitung von der Batterie bis in den Kofferaum zu haben. Der Elko speichert die Energie zwischen und kann sie sehr kurzfristig abgeben wenn die Ballermusik "Bumm Bumm" macht das die Spiegel klirren.

Das Ding ist ne ganz andere Kiste. Zu hilfe macht man sich hier die typische Eigenschaft von Musiksignalen NIEMALS die volle Verstärkerleistung erreichen zu können. Geht man von grob 1/8 oder 1/4 optimistisch gedacht aus (oder Duty Cycle 25%) dann bleibt genügend Zeit zwischen den Bumm Bumm Bumm Signalen den Elko nachzuladen und als niederohmige Spannungsquelle für die Bumm Bumm Bumm Impulse bereitzustellen weil die Autobatterie zu hochohmig ist.

Ist jetzt zwar kein Netztrafo mit Gleichrichter davor, aber das Prinzip ist ähnlich und vielleicht für manche verständlicher. (Im Prinzip gibt es sogar ein 3phasiges Netzteil in Form der Lima, sobald der Motor läuft)

Wenn die Lima 100A liefern kann (entsprechende Drezahl vorausgesetzt) dann sind es an 14Volt Bordspannung 1400 Watt.
Ich könnte mich irren aber für 100A Dauerstrom brauchts Querschnitte die man im PKW für gewöhnlich schon aus Kosten und Gewichtsgründen und rein prakmatischen Gründen nicht verbaut. Für Kurzzeitbelastungen kann man die Querschnitte deutlich reduzieren (der Duty Cycle lässt auch hier grüssen)

Angenommen ich baue mir eine Transenendstufe die mit 48V laufen soll, kann ich genau so gut 4 Autobatterien in Reihe als Energiespeicher anschliesen. Die Kapazität ist vielleicht um das 1000fache größer als ein Kondensator ....ups..geht trotzdem. und klingt auch noch.

Die Endstufe würde dir unter hoher Belastung durchbrennen.
edit, wenn designed konventionell klassisch für die Railspannungen.

 

[Rhino-]

sorry, ich bin auch raus.....irgenwie werden meine Sätze hier komplett verdreht, nicht richtig gelesen, oder vielleicht auch einfach nur Missverstanden (weil eben nicht richtig gelesen?)

Das wird mir hier zu müselig alles wieder und wieder, Punkt für Punkt die dazulegen. Wird ja eh nicht kapiert, bzw. falsch interpretiert.

Wenn jetzt auch noch eine Autobatterie hochohmig ist, ich keinen 48Volt Verstärker mit 48Volt betreiben kann ect.pp......hört der Spass auf.



Tschüß

 

[E-A-D-G]

das ist leider geistiger Schwachfug.

i = C du/dt
Sorry, aber den konnte ich mir jetzt wirklich nicht verkneifen

 

[E-A-D-G]

Ups. Wechseln wir mal fix das Schlachtfeld? Deine ursprüngliche Aussage war eine andere.
Ich bin draußen, das ist eine typische Internet-Diskussion geworden. Schade.

Wieso, die Kernaussage bleibt. Wenn der OP die Elkos wechseln muss weil verbraucht dann am besten nahe der originalen Werte und nicht versuchen übergrosse Kaliber einzubauen nur weil die DIYer der Meinung sind es könnte Vorteile bringen, was allenfalls Mythen und Halbwahrheiten bedient (bei genauer Betrachtung).

 

[E-A-D-G]

Gut, zwei Leute sind raus (aber sie lesen ja noch mit).
Mir ist schon klar wie >90% aller DIYer über die Dimensionierung und Funktion von Netzteilen in Audio oder MI Verstärkern denkt. Je fetter der Trafo und je grösser die Elkos desto besser muss das funktionieren, denkt man zumindest. Behauptet man hier das Gegenteil dann latscht man natürlich >90% der DIYer gewaltig über die Füsse.
Sorry, aber es fällt schwer jede einzelne Aussage oder "technisches" Statement an Halbwahrheiten im Detail zu kommentieren. Dann würde es tatsächlich der volle Tech-Fight werden der über mehrere Seiten geht auf den ich weder Lust habe noch als sinnvoll betrachte.

Der OP hat ein Problem, eventuell mit den Elkos, falls er nicht zufriedenstellende Antwort im Forum bekommt, und so schauts aktuell ja aus, ich glaube an seiner Stelle würde ich D&B kontaktieren welche Elkos am besten geeignet sind und vor allem nachfragen (aufgrund des Diskussionsverlaufs) was grössere Elkos an "Vorteilen" bringen würden.

Allgemein sind die Leute im Service renommierter Hersteller im pro Audio immer sehr hilfsbereit

 

[Ray Mahogany]

Ich habe folgendes als 'Amateur' mitgenommen:
Möglichst gleiche Kapazität, aber, aufgrund der gestiegenen Netzspannung, auf die Spannungsfestigkeit der Kondensatoren achten.
Zumindest macht man so keinen groben Schnitzer.