Umrüstung Netzteil von 2x AZ41 auf Brückengleichrichter

[klausw]

Hallo.

Heute wende ich mich mit einer Bitte um Unterstützung zu einem Thema ans Forum, das ich in der Vergangeheit bei kleineren Röhrenradios eigentlich schon erfolgreich praktiziert habe.
Dennoch: Die meisten Sammler haben das eine oder andere Lieblingsradio in ihrer Sammlung, das sie hüten und pflegen und bei dem sie nichts versaubeuteln möchten.

Bei mir ist es dieses Gerät, und darum dreht sich das nachfolgend beschriebene Hilfeersuchen:
[lnk]https://www.radiomuseum.org/r/graetz_163w.html[/lnk]

Das ist ein ziemlicher Brummer, der im Normalbetrieb ordentliche 85 Watt Netzstrom konsumiert. Ich besitze auch den Nachfolger in der Version Graetz 177 W, der weniger Strom zieht, obgleich mit Gegentakt-Endstufe ausgerüstet. Beim 176W bzw. 177 W hat man die beiden Gleichrichterröhren AZ 41 eingespart, und da diese Bauteile heutzutage auch nicht mehr an jeder Ecke wachsen und zudem bei Heizfadenbruch auch eine Gefahr für den Trafo darstellen können, ist der Gedanke einer Modifizierung entstanden.

Nun geht es hier nicht um Stromknauserei oder Pfennigfuchserei, aber der Gedanke liegt nahe, diese beiden AZ 41 nun -reversibel- durch einen modernen Brückengleichrichter (also keinen Selen) zu ersetzen. Denkbar wären auch 4 Einzeldioden, d.h. je eine für jede Diode der bisherigen zwei AZ 41.

Bislang ist es nur ein Gedankenspiel, und ich lasse mich auch durchaus davon abbringen.

Dennoch,
- wie müsste die Schaltung aussehen (inkl. zusätzl. Widerständen / evtl. Netzberuhigungskondensatoren parallel zu den Dioden)
- und welche gut beschaffbare Brückengleichrichtertype sollte man verwenden?
Angedacht ist, die Neuteile unterhalb der im Radio verbleibenden Röhrenfassungen zu verstecken und diese leer zu belassen.

Hier der Schaltplanauszug des bisherigen Seriennetzteils:

163W_Ausschnitt Netzteil.jpg

Für jede konstruktive Hilfe bereits vorab meinen Dank.

k.

[röhrenradiofreak]

Ein Brückengleichrichter wäre hier fehl am Platz, denn das ist eine Zweiweggleichrichtung. Zwei AZ41 hat man spendiert, weil eine den benötigten Strom nicht schafft. Die beiden sind direkt parallel geschaltet.

Eine Diode, z.B. 1N4007, schafft locker den Strom beider AZ41. Du brauchst also nur zwei Dioden. Diese und der Widerstand, den Du erwähnt hast, werden wie folgt angeschlossen:

163W_Ausschnitt Netzteil.jpg

Der Widerstandswert ist schwer zu berechnen. Er muss so bemessen sein, dass bei warmgelaufenem Radio und ausgeschalteter Sparschaltung (also Schalterstellung wie im Schaltplanausschnitt) hinter der Netzdrossel ungefähr die im Schaltplan angegebenen 270V anliegen. Das muss man ausprobieren. Ich würde mit 100 Ohm, ca. 10W anfangen. Ist die Spannung zu hoch, musst Du den Widerstandswert vergrößern, ist sie zu niedrig, musst Du ihn verkleinern.

Ein kleiner Kondensator parllel zu jeder Diode verhindert Netzbrummen durch Kommutierungsstörungen der Dioden. Richtwert: 100pF bis 1 nF, Spannungsfestigkeit mindestens 1000V. Sie sollen möglichst unmittelbar an den Dioden angeordnet werden.

Lutz

[Tubeandy]

Wenn wie du geschrieben hast, dies in die Fassung Steckbar ausgeführt werden soll müsste jeder Diode ein eigener Widerstand nachgeschaltet werden.

[röhrenradiofreak]

Warum? Das geht auch mit einem gemeinsamen Widerstand, wie ich gezeichnet habe.

Lutz

[Tubeandy]

Warum? Das geht auch mit einem gemeinsamen Widerstand, wie ich gezeichnet habe.

Lutz

Hallo Lutz,

deine Zeichnung ist korrekt ohne Frage.

Was ich meine ist das Thema "Reversibel" Steckbar in die AZ 41 Röhernfassungen und jederzeit wieder gegen AZ41 würde 2 Widerstände brauchen.

[omega]

"Reversibel" Steckbar in die AZ 41 Röhernfassungen und jederzeit wieder gegen AZ41 würde 2 Widerstände brauchen.

Hallo,
wie oben schon geschrieben, reicht ein gemeinsamer Widerstand in der Leitung nach den Dioden,
egal, ob druntergelötet oder als Adapter in einer der beiden AZ41-Fassungen.

Elegant wäre auch der Widerstand anzubringen in der Minusleitung, hier zwischen Sparschalter und Massepunkt einfügbar.

Viele Grüße, Michael

[Tubeandy]

"Reversibel" Steckbar in die AZ 41 Röhernfassungen und jederzeit wieder gegen AZ41 würde 2 Widerstände brauchen.

Hallo,
wie oben schon geschrieben, reicht ein gemeinsamer Widerstand in der Leitung nach den Dioden,
egal, ob druntergelötet oder als Adapter in einer der beiden AZ41-Fassungen............
Viele Grüße, Michael

Ohh eben hat es klick gemacht, ich hatte gedanklich je eine Diode in eine Fassung verfrachtet.

[klausw]

Na, das sind doch gute Ideen.

Ich weiß noch nicht, wann ich dazu komme, das Ganze umzubauen, denn so wie es aussieht, sind die Lötanschlüsse der Röhrenfassung(en) nicht über die Bodenwartungsklappe des Radios zu erreichen. In diesem Fall muss das schwere Chassis ausgebaut werden. Es juckt mich aber in den Fingern.

k.

[Bernhard W]

Wenn man in die beiden Sockel statt je eine AZ41 eine Diode (mit Kondensator) und einen Widerstand in Reihe steckt, braucht man an die Lötanschlüsse der Sockel nicht dranzukommen. Man muss allerdings für ausreichend guten Kontakt am Stecksockel sorgen, braucht also passende Stifte.

Die Heizleistung der beiden AZ41 entfällt dann. Der Trafo muss dann knapp 6 W weniger liefern, die anderen Ausgangsspannungen werden gering steigen.

Vermutlich ist es spätestens dann besser, den Netzspannungswähler auf 240 V zu stellen.

Mit den AZ41 steigt die Spannung an den 50-µF-Kondensatoren nach dem Einschalten mit der Kathodentemperatur langsam an, dann wenn auch die anderen Röhren zunehmend Strom abnehmen.
Mit Halbleiterdioden steigt die Spannung schnell an und wird deshalb kurzzeitig höher sein als mit den AZ41. Das müssen die Kondensatoren verkraften.
Und mit den Halbleiterdioden ist der Ladestrom der Kondensatoren kurzzeitig höher. Diesen Impuls müssen die zusätzlichen Vorwiderstände und die Sicherung vertragen. Meistens ist das aber kein großes Problem.

Die AZ41 sind im Durchlassbereich relativ hochohmig, je nach Strom grob um 500 Ω, also grob 250 Ω für zwei AZ41 parallel.
Die zusätzlich für die AZ41 notwendigen Vorwiderstände sind hier im Trafo als Wicklungswiderstände eingearbeitet.

Theoretisch kann man das gut simulieren, braucht dazu aber die Widerstände der Trafowicklungen.
(Je mehr Daten man hat, desto genauer wird das Simulationsergebnis sein.)

Bernhard

[klausw]

Wenn man in die beiden Sockel statt je eine AZ41 eine Diode (mit Kondensator) und einen Widerstand in Reihe steckt, braucht man an die Lötanschlüsse der Sockel nicht dranzukommen. Man muss allerdings für ausreichend guten Kontakt am Stecksockel sorgen, braucht also passende Stifte. (...)

Absolut richtiger Gedanke, Bernhard. Ich gehe in jeder Hinsicht mit Deinen Darlegungen konform.

Vielleicht ist es für die interessierten Leser sinnvoll, kurz etwas weiter auszuholen und meine begleitenden Überlegungen zum Projekt zu vermitteln:
Den Gedanken, einen Steckadapter mit den benötigten Bauteilen herzustellen, hatte ich zu Beginn meiner Überlegungen angestellt und auch wieder verworfen. Wären im Radio serienmäßig 2x AZ11 oder 2x G1064 verbaut, so wäre ich diesen Weg gegangen. Bezogen auf die eingerüsteten Rimlockfassungen ist mir deren sichere Kontaktgabe nach mehr als 70 Jahren allerdings grundsätzlich an dieser Stelle zu heikel, und das auch dann, wenn hier ausgiebigst mit Dentalbürstchen gereinigt wurde. Ich habe mir auch alle in meinem Fundus befindlichen Ausschlacht-Rimlockfassungen angesehen und bin zum gleichen Ergebnis gelangt. Die geplante Umrüstung soll ja auch noch viele weitere Jahre problemlos funktionieren.
Dies war mit ein Grund, das Radio in Richtung von eingelöteten Siliziumdioden zu bewegen.

Zudem hätten Adapter erst gebastelt werden müssen, was bei Rimlockfassungen einen nicht unbeträchtlichen Aufwand darstellt, wenn das Ganze sauber in die Fassung fluchten soll, guten Kontakt herstellen soll und letztlich auch wieder problemlos ausziehbar werden soll; wenngleich sicherlich machbar. Bei 2x AZ11 wären hier Sockel von defekten Röhren verwendet worden.


Der derzeit verbaute Netzdoppel-Elko (2x 50 µF) ist auf 450 V ausgelegt und bleibt bislang "kalt". Das sollte eigentlich auch in der Anheizphase genügen, also erstmal Haken dran.


Die 240 Volt-Stellung hatte ich bislang bereits ausprobiert und war nicht restlos überzeugt. Je nach Netzspannung fällt die Heizspannung der E-Röhren im Gerät auf 6,1 - 6,0 Volt. Damit ist der gängige Toleranzwert von 5 % Unterheizung zwar gerade noch gewährleistet, andererseits liegt die Heizspannung in der 220-Volt-Stellung bei 6,6 - 6,7 Volt, ist also nicht besorgniserregend. Die Anodenspannung gedenke ich über den oben von Lutz beschriebenen Widerstand passend zu gestalten.


k.

[hf500]

Mit den AZ41 steigt die Spannung an den 50-µF-Kondensatoren nach dem Einschalten mit der Kathodentemperatur langsam an, dann wenn auch die anderen Röhren zunehmend Strom abnehmen.

Moin,
nicht unbedingt, denn es gibt da eine Besonderheit:
Dem Schaltbild nach ist die AZ41 eine direkt geheizte Gleichrichterroehre (wie die meisten Gleichrichter mit 5V-Heizung). Hier wird die Katode fast sofort warm und emissionsfaehig, wenn das Geraet noch keinen Strom abnimmt. Daher muessen hier die Kondensatoren auf jeden Fall fuer die Leerlaufspannung des Netzteiles ausgegelegt werden. Besonders bei Geraeten mit elektrodynamischem Lautsprecher und der Erregerwicklung als Siebdrossel findet man hier Kondensatoren fuer 450/550V.
Daher sind hier die Kondensatoren auch fuer Siliziumdioden geeignet.

Anders ist das bei Geraeten mit indirekt geheizten Gleichrichtern (EZ12, EZ80, 81, GZ34 etc.). Hier ist die Katode so ausgelegt, dass sie zuletzt warm wird und emittiert. Das dann betriebsfaehige Netzteil triff also auf ein schon angeheiztes Geraet, das sofort Strom abnehmen kann. Hier werden die Kondensatoren im Netzteil meist nicht uebermaessig grosszuegig in der Spannungsfestigkeit ausgelegt, es muss unbedingt bei Uebergang zu Siliziumdioden ueberprueft werden, ob das Netzteil leerlaufsicher ist.

73
Peter

[Bernhard W]

...
Dem Schaltbild nach ist die AZ41 eine direkt geheizte Gleichrichterroehre (wie die meisten Gleichrichter mit 5V-Heizung). Hier wird die Katode fast sofort warm und emissionsfaehig, wenn das Geraet noch keinen Strom abnimmt. Daher muessen hier die Kondensatoren auf jeden Fall fuer die Leerlaufspannung des Netzteiles ausgegelegt werden. Besonders bei Geraeten mit elektrodynamischem Lautsprecher und der Erregerwicklung als Siebdrossel findet man hier Kondensatoren fuer 450/550V.
Daher sind hier die Kondensatoren auch fuer Siliziumdioden geeignet.

Hallo Peter,

du hast Recht. Die schnelle direkte Heizung habe ich übersehen.

Bernhard

[klausw]

Feedback meinerseits

Habe gestern mal den schweren, unhandlichen Radiobrocken durchs halbe Haus / über die steile Treppe zur Werkbank gewuchtet und die Schaltung, wie sie oben durch Lutz gezeichnet wurde, umgesetzt. Man kommt, wie schon vermutet, nicht via Bodenwartungsklappe an die Unterseite der Röhrenfassungen bzw. den Sparschaltungsschalter heran, sondern muß das Chassis komplett ausbauen.
Die Schaltung funktioniert einwandfrei, so der erste Eindruck, kombiniert mit Strom-/Spannungsmessungen.


Bauteile:

Verwendet wurden 2 Dioden 1N4007, parallel geschaltet wurde jeweils ein Kondensator zu 1,5 nF / 2kV.
Der Widerstand zur Herabsetzung der durch die Dioden erzeugten erhöhten Spannung wurde durch Versuch ermittelt und beläuft sich auf 195 Ohm. Dieser war als Hochlastwiderstandauf Porzellankörper gerade zur Hand und entstammt einem sehr alten Röhrenfernseher.
Ingesamt liegt das etwas höher, als zunächst vermutet. Tatsächlich habe ich dewegen letztendlich den Spannungswähler des Trafos auf "240 Volt" gestellt, ansonsten hätte ich diesen hoch belasteten Widerstand noch deutlich höher bemessen müssen.

Damit stellen sich nun die Spannungen / Ströme fast bilderbuchmäßig zum Schaltplan des Radios ein: 253 - 257 Volt Anodenspannung an der EL 12, 110 - 112 mA Strom fließen, gemessen hinter dem o.g. Lastwiderstand.

Das Radio geht die nächsten Tage in den erweiterten Testbetrieb.

k.

[hf500]

Moin,
was bei Umschaltung auf 240V unbedingt auch ueberprueft werden muss, ist die Heizspannung.
Es ist die Stellung des Spannungswaehlers korrekt, die eine Heizspannung liefert, die naeher an 6,3V liegt.

Wie hoch die Anodenspannung ist, ist dagegen relativ unwichtig. +-10V ist kein Problem. Etwas mehr auch nicht

73
Peter

[edi]

Moin,
was bei Umschaltung auf 240V unbedingt auch ueberprueft werden muss, ist die Heizspannung.
Es ist die Stellung des Spannungswaehlers korrekt, die eine Heizspannung liefert, die naeher an 6,3V liegt.
Wie hoch die Anodenspannung ist, ist dagegen relativ unwichtig. +-10V ist kein Problem. Etwas mehr auch nicht
73
Peter

Nein, darum hat man die 240V- Stellung nicht "erfunden". 20V mehr ist ja in den normalen Spannungsschwankungen drin.
Das Problem ist nicht die Anodenspannung, sondern die (Gesamt-) Leistung.

Bei mir sind ständig um 239 V.
20V mehr bringen einen Netztrafo, der "auf Kante genäht" ist, ins Schwitzen.
Und genau die knappe Bemessung war bei vielen Netztrafos der Fall. Die Hersteller wollten nicht mehr Material verbauen, als unbedingt nötig.
Bei der heutigen Netzspannung geht über den Trafo mehr Leistung. Nicht so sehr viel- 1- stellig bis niedrig 2- stellig.

Das kann jedes Radio eigentlich normal ab, steht ja in den technischen Daten, Netzspannungsschwankungen bis 10% sind immer drin.
Aber kurzzeitig- niemals auf Dauer.

Ich habe 8 Geräte, deren Trafos nach der Spannungsumstellung verreckten, 3 Meßgeräte, weggestellt, weil ich besseres bekam, 4 Radios, repariert, 1 Radio ist noch zu reparieren.
Alle diese Geräte hatten keine 240V- Stellung. Zudem waren einige sehr alt.

Ich empfehle, über 230V die 240V- Stellung, so vorhanden. Mag für die Röhren Abzug an der Heizspannung bringen, und wenn die LAmpen alt sind, ist es nicht so toll, aber eine Röhre ist weitaus schneller gewechselt, als ein Trafo.

Da viele Geräte die nicht haben, sind in meinem "Radiozimmern" Spannungsregler aus der Zeit der Schwarzweiß- Fernseher bereitgestellt. Die kriegt man oft für kleines Geld in der Elektrobucht.
Allerdings sind die Geräte nicht oft in Gang, nötig ist es nict.
Bei Röhrengeräten, die oft lange Zeit eingeschaltet werden sollen, ist es sinnvoll.