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Biasspannung - Woher?

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Offline 456Onno456

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Biasspannung - Woher?
« am: 8.10.2010 12:24 »
Hallo zusammen,

ich habe eine Frage, bei der ich momentan ein wenig auf dem Schlauch stehe, bzw. nach einer eleganten Lösung mit den vorhandenen Mitteln (Trafo ohne CT [Jan TRA200]) suche.
Der vorhandene Trafo [Jan TRA200] hat auf der Sekundärseite keine CT, die Heizwicklung (uninteressant) 1x230V und 1*20V @120mA. Gesetzt, 230V gleichgerichtet sind (mir) zu wenig, kann man die
230V und 20V in Reihe schalten und bekommt schon mal 250V (285V im Leerlauf gemessen) vor der Gleichrichtung (damit entfallen die 20V als Quelle für die Biasspannung).

Nun die Frage: Woher die Versorgung für ein fixed bias nehmen und nicht stehlen?

Die Variante 1, wie sie bei Röhrengleichrichtern, also Netztrafos mit CT verwendet wird, d.h. einfach an eine HV-Wicklung eine Diode nebst Widerständen und Kondensatoren fällt flach, da keine Erdung des CT vorhanden ist.

Die Variante 2, wie sie z.B Fiedrich Hunold (http://www.frihu.com/content/reissbrett/vorspannung.html) [die unterste Abb.] skizziert wäre wohl die Weapon of Choice. Die interessanten Bauteile sind hier meiner Meinung nach C1, D1, D2, C4, R1. Wobei R1 die Funktion hat, dass Potential nach D2 zu "definieren", also einen Referenzpunkt für die Funktion von D2 bildet. C4 scheint mir nur für die Glättung zuständig. C1 ist wahrscheinlich zur Dc-Entkopplung da. Bei der Funktion von D1 bin ich noch unschlüssig.

1. Nach meinem Verständnis müsste das tendenziell so klappen, vor allem auch ohne auf Kosten von Ub+ zu gehen, d.h. es ist keine Spannungsteilerschaltung, sondern die Erzeugung einer "echten" [unabhängigen] negativen Spannung. Liege ich da falsch?

2. Soweit ich den "Status Quo" dieses Forums [nebst Ausführungen der großen Verstärkerhersteller] verstanden habe, gehört der Standby-Schalter [beide Phasen geschaltet] vor den Gleichrichter für die Hochspannung. In diesem Fall hinter die Sicherung [Position 1] und in der anderen Zuleitung [Position 2]. Damit ist aber der Stromkreis für die Biasspannung nicht mehr geschlossen - sprich keine Biasspannung mehr. Dies scheint mir nicht im Sinne der Röhren [gleichzeitiges Anschalten der Biasspannung und HV bei Umlegen Standby]. Habe ich da einen Denkfehler, bzw. gibt es da eine elegante Lösung?

3. Könnte man tendenziell nicht für die Biasspannung einen weiteren Brückengleichrichter nehmen [Abgriff nach Sicherung und andere Zuleitung, z.b. Trafo] und diesen über zwei Kondensatoren gleichspannungsentkoppeln?

Vielen Dank schon mal für eure Mühen

Gruß

Max

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Offline Hardcorebastler

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Re:Biasspannung - Woher?
« Antwort #1 am: 8.10.2010 13:36 »
Hallo Max,
Fixed Bias, NGV :
Variante 2 kannst du einfacher haben, mit einem Zusatztrafo, siehe Anhang.
Wenn Variante 2 überhaupt funktioniert, über das Buch von Hunold habe ich mich schon damals ziemlich geärgert …, mehr sage ich nicht dazu.

Standby Schaltung: nach meiner Meinung nur die Hochspannung abschalten und die Heizung
laufen lassen ist ungesund für die Röhren, ebenso die Hochspannung nur runter zu setzen.
Ein Röhren Amp ist halt eine kleine Energie Vernichtungsmaschine.
Bei den Gleichrichtern könnte man Energie einsparen, in dem man Gleichrichterdioden nimmt,
anstatt Gleichrichterröhren.


Gruß Jörg

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Offline SvR

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Re:Biasspannung - Woher?
« Antwort #2 am: 8.10.2010 14:08 »
Salü,
Ich hab die Variante von Hunold auch schon ausprobiert und nicht zum laufen bekommen!
Siehe hier: http://www.tube-town.de/ttforum/index.php/topic,10762.0.html
Ich würde die 20V mit Elkos abtrennen und daraus die negative Spannung erzeugen.
http://www.tube-town.de/ttforum/index.php/topic,12538.0.html
Ich hab mal ne Skizze angehängt, wie es funktionieren sollte (allerdings nicht praktisch getestet).
mfg sven
Rettet den Wald, esst mehr Biber!
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Offline 456Onno456

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Re:Biasspannung - Woher?
« Antwort #3 am: 8.10.2010 14:21 »
Danke Jörg, danke Sven,

genau, das mit den Elkos habe ich versucht in Variante 3 zu beschreiben. Da da Netzteil schon existiert würde ich hier die ganzen 250V nehmen, mit Kondensatoren entkoppeln und danach einen Brückengleichrichter verwenden, das dünkt mir aber identisch zu deiner Zeichnung. Dann kann man die HV auch nach den Kondensatoren "zweipolig" schaltbar machen. Oder wie du sagst, die 20V nehmen [da werden die Kondensatoren kleiner], sollte für 6V6 und El84 reichen.

Wie groß müssten die Kondensatoren denn sein und kann ich da die Elkos so verschalten, wie du sie eingezeichnet hast [Polung]?

Gruß

Max

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Offline SvR

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Re:Biasspannung - Woher?
« Antwort #4 am: 8.10.2010 14:30 »
Salü,
Wie groß müssten die Kondensatoren denn sein und kann ich da die Elkos so verschalten, wie du sie eingezeichnet hast [Polung]?
Über die richtige Polung hab ich mir noch gar keine Gedanken gemacht (Asche auf mein Haupt).
Sie müssen so groß sein, dass ihr Wechselstromwiderstand klein genug ist, damit du noch genug Spannung hast.
mfg sven
Rettet den Wald, esst mehr Biber!
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Offline 456Onno456

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Re:Biasspannung - Woher?
« Antwort #5 am: 9.10.2010 11:18 »
Wegen der Größe:

Ich erinnere mich an einen Thread in dem über die DC-Heizung geredet und dort z.B. auch das [umstrittene] Netzteil des Marshall 6100 angeführt wurde. Eine Gleichspannung wird dort ebenfalls aus einer schon "benutzten" Trafowicklung über zwei Entkoppelkondensatoren abgegriffen und dann mit einem Brückengleichrichter gleichgerichtet. Die Werte liegen bei den Kondensatoren bei 2200uF/25V. Damit wäre Xc im Bereich 1,5Ohm, das scheint akzeptabel. Allerdings bleibt das Problem der Elkos. Wie sollte die Polung aussehen und welche Spannungsfestigkeit brauchen sie? Bei 20Vac gibt es Peaks bis ca. 29V, damit würden die 25V-Typen flach fallen. Die 63V aus dem TT-Shop würde ich gerne umgehen, da die Größe bei 25V-Typen schon enorm ist. D.h. 40V könnte passen [18mmx30mm]. Aber die Polung macht mir weiterhin Schwierigkeiten. Hat da jemand noch Vorschläge?

Gruß

Max

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Offline cca88

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Re:Biasspannung - Woher?
« Antwort #6 am: 9.10.2010 11:40 »
Wegen der Größe:

Ich erinnere mich an einen Thread in dem über die DC-Heizung geredet und dort z.B. auch das [umstrittene] Netzteil des Marshall 6100 angeführt wurde. Eine Gleichspannung wird dort ebenfalls aus einer schon "benutzten" Trafowicklung über zwei Entkoppelkondensatoren abgegriffen und dann mit einem Brückengleichrichter gleichgerichtet. Die Werte liegen bei den Kondensatoren bei 2200uF/25V. Damit wäre Xc im Bereich 1,5Ohm, das scheint akzeptabel. Allerdings bleibt das Problem der Elkos. Wie sollte die Polung aussehen und welche Spannungsfestigkeit brauchen sie? Bei 20Vac gibt es Peaks bis ca. 29V, damit würden die 25V-Typen flach fallen. Die 63V aus dem TT-Shop würde ich gerne umgehen, da die Größe bei 25V-Typen schon enorm ist. D.h. 40V könnte passen [18mmx30mm]. Aber die Polung macht mir weiterhin Schwierigkeiten. Hat da jemand noch Vorschläge?

Gruß

Max

Hallo MAx,

schau Dir mal die Biasversorgung der JCM900er Serie an

Grüße

Jochen

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Offline 456Onno456

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Re:Biasspannung - Woher?
« Antwort #7 am: 9.10.2010 15:31 »
@Jochen

ja, das funktioniert, allerdings wird der HV-Graetz nur "einphasig" geschaltet, sonst würde es nicht funktionieren. Da stellt sich dann wieder die Frage an die "Sicherheitsbeauftragten" hier, ob das OK ist. Ebenfalls, ob die Sicherung der HV vor oder hinter den HV-Gleichrichter "gehört" (JCM900 hinter den Gleichrichter, also echte HV-Sicherung, aber der HV-Gleichrichter ist nicht gesichert), das Massekonzept sieht ebenfalls beim ersten Überfliegen nicht so toll aus (mit den beiden 100Ohm Widerständen zwischen PE und GND).

Fazit: Das mit dem einphasig schalten würde mir "taugen", wenn es unter Sicherheitskriterien OK ist, damit wäre natürlich die JCM900 Lösung die bis jetzt eleganteste (Platzgründe, Bauteileanzahl, etc.).

Gruß

Max

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Offline cca88

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Re:Biasspannung - Woher?
« Antwort #8 am: 9.10.2010 15:52 »
@Jochen

ja, das funktioniert, allerdings wird der HV-Graetz nur "einphasig" geschaltet, sonst würde es nicht funktionieren. Da stellt sich dann wieder die Frage an die "Sicherheitsbeauftragten" hier, ob das OK ist. Ebenfalls, ob die Sicherung der HV vor oder hinter den HV-Gleichrichter "gehört" (JCM900 hinter den Gleichrichter, also echte HV-Sicherung, aber der HV-Gleichrichter ist nicht gesichert), das Massekonzept sieht ebenfalls beim ersten Überfliegen nicht so toll aus (mit den beiden 100Ohm Widerständen zwischen PE und GND).

Fazit: Das mit dem einphasig schalten würde mir "taugen", wenn es unter Sicherheitskriterien OK ist, damit wäre natürlich die JCM900 Lösung die bis jetzt eleganteste (Platzgründe, Bauteileanzahl, etc.).

Gruß

Max

Hallo MAx,

meines Achtens haut es "sicherheitstechnisch" hin. Auch wenn der Schalter nicht das DC-Rating hat, das eigentlich nötig wäre - was würde im dümmsten Fall passieren? Der Schalter fängt irgendwann an einen Lichtbogen zu ziehen - sprich ekelhafte Nebengeräusche - oder er bleibt "kleben" - sprich Du kannst nicht mehr in den Standby schalten; die Kiste läuft dann halt durch...

Bezüglich der Isolationseigenschaften habe ich bei "Männerschaltern" eigentlich keine Bedenken. Abgesehen davon wird genau das bei unzähligen kommerziellen Verstärkern seit ewig so praktiziert.

Grüße

Jochen
 

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Offline 456Onno456

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Re:Biasspannung - Woher?
« Antwort #9 am: 10.10.2010 17:05 »
Hallo, ich wollte mal ein kleines Update posten (Bias ala JCM900):

ich komme grade vom Ausprobieren und irgendwo muss ich noch nen kapitalen Fehler im Netzteil haben, denn so ganz funktioniert das nicht bei mir. Der Tipp mit dem JCM900 (ich beziehe mich mal auf den 2500 (Schematic by drtube), der hat auch nen ordentlichen GND), ist sehr gut aber ich messe momentan nur eine minimalspannung (60mV, aber regelbar ;-)) [RC war 56k und 100n]. Es wird mir nichts übrig bleiben, als das ganze Netzteil noch mal schrittweise sauber extern aufzubauen und Step-by-Step zu testen.
So ganz durchgestiegen bei der Schaltung bin ich noch nicht. Mein Verständnis geht so weit, dass bei ausgeschaltetem Stby die Diode D4 des HV-Graetz und die Diode D1 der Biasversorgung einen Gleichrichter bilden, die Diode D1 ist über einen Kondensator entkoppelt, damit kann man sowohl die HV, als auch Bias aus einer Trafowicklung erzeugen. Dem Kondensator folgt ein Widerstand gegen GND, also ein Hochpass, hier mit einer Eckfrequenz von ca. 60Hz (47n und 56k). Dies scheint Marshall verbaut zu haben, damit die Pufferkondensatoren der Biasversorgung bequeme 100V Typen sind und das scheint zu funktionieren (JCM900 laufen ja). Danach folgt ein Widerstandsnetzwerk mit einem regelbaren Spannungsteiler (im Grunde egal wie man den aufbaut).

Naja ich werde, wenn ich wieder etwas Zeit finde weiterprobieren, nochmals danke für die Hilfe bis jetzt.

Gruß

Max


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Offline 456Onno456

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Re:Biasspannung - Woher?
« Antwort #10 am: 10.10.2010 23:14 »
Hallo,
ich habe mal ein wenig gezeichnet (3 Pünktchen fehlen noch, ...). Das wäre mein momentaner Plan für das Netzteil, wobei hier R4 und R5 noch die original Marshall-Werte sind, damit könnte man starten und müsste dann schauen was wirklich nach dem RC-Glied (C3, R3) ankommt und wie R4 und R5 angepasst werden müssen. Duncan Amps PSU Designer spukt bei der HV auch noch etwas, d.h. es muss an HV2 schon eine Last von ca. 14mA (4x12ax7 hängen dran) anliegen, damit die HV unter die 350V (Spannungsfestigkeit C7) rutscht [eventuell muss man noch R7 vergößern]. Die DC-Heizung und die Heater-Elevation sind hier aus dem Forum abgekupfert, das sollte hoffentlich so funktionieren (kein Massebezug und einbrechen auf ca 6,5V bei 3 Röhren). Was meint ihr?

Gruß

Max

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Offline 456Onno456

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Re:Biasspannung - Woher?
« Antwort #11 am: 13.10.2010 19:04 »
Hallo zusammen,

zuerst mal das positive: Die Biasversorgung läuft prinzipiell! Und zwar in JCM900-Manier, ich habe mal den Schaltplan des aktuellen Aufbaus meines Netzteiles [korrigiert] unten angehängt . Im Kreis für den Biassupply hängen die eingezeichneten Teile und ich werde mir erst mal passende Elkos (100V) besorgen müssen, da am Biastestpoint so ca. -90 bis -105V abfallen. Und da liegt der Hund irgendwie begraben [oder ich steh schon wieder auf dem Schlauch].

1. Der Hochspannungsteil des Netzteils ist momentan bis zum Punkt HV1 [siehe Plan] aufgebaut, d.h. es hängt überhaupt keine Last dran. Heißt soviel wie: Ich richte die Leerlaufspannung gleich und erhalte 395V. Das ist mir ein klein wenig zu viel, vor allem, da ich an HV2 [siehe Plan] als C7 einen 350V-Typ [wegen der Baugröße primär] einsetzen will. Die Endstufe 2x6V6 soll über HV1 versorgt werden, da ich ein nicht soo weiches Netzteil will [schätze mal, dass bis zu 100mA über HV1 fließen]. D.h. über HV2 fleißen maximal die Versorgung von 4x12Ax7 und der Schirmgitterstrom und wenn das viel ist wahrscheinlich so 10mA. Ich denke das wird knapp mit einem 350V-Kondensator [C7], was denkt ihr?

2. Das war nicht das eigentliche Problem. Das eigentliche ist, dass sich bei ausgeschaltetem Standby der Elko C6, also die HV auflädt. und zwar auf den Wert von 395V, allerdings in ca. 20sec, während die Spannung bei eingeschaltetem Standby beinahe instantan da ist. Kennt jemand von euch das Phänomen, woran liegt es und kennt jemand von euch einen weg es zu vermeiden?

Vielen Dank und besten Gruß

Max

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Offline Hardcorebastler

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Re:Biasspannung - Woher?
« Antwort #12 am: 13.10.2010 19:55 »
Hi Max,
1)C7, die 350 V werden nicht ausreichen, auch bei Betrieb wenn die Spannung absackt.
Dann macht es Puff und das Teil platzt auf .
Wenn ich das richtig in Erinnerung habe gibt es hier Elkos wo der 47 uF/450V die gleiche Größe hat wie C7 100uF/350V,  ich würde das auf keinen Fall machen, auch nicht mit einer Schutzdiode.

2)tritt das Phänomen  auch auf wenn die ganze Bias Mimik abgeklemmt ist, also c3 ab ist ?

3)Der C5 gehört an die eingestellte negative Gitterspannung an P1, ich meine der ist auch von der Polung verkehrt rum, wenn oben – 30 V sind dann ist der Massenpunkt hier positiv
oder gibt es einen erprobten Schaltplan wo dies so dargestellt ist ?

Gruss Jörg

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Offline 456Onno456

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Re:Biasspannung - Woher?
« Antwort #13 am: 13.10.2010 20:08 »
Hallo Jörg,

@1) Danke, das hilft mir. Ich habe noch einen JJ 2*100u/500V rumliegen und werde den mal ersatzweise anklemmen, dann kann ich das auch unter Last nachmessen, aber der 350V wird nicht mal ausprobiert, versprochen.

@2) Nein, dann tritt das Phänomen nicht auf.

@3) Du hast recht, die Polarität von C4 und C5 ist falsch eingezeichnet, verlötet ist C5' [zweiter Schaltplan 100u/350V] richtig. Ich werde das bei einem Update beheben, sonst mülle ich hier alles mit meinen Anhängen zu. Intuitiv würde ich den C5 auch an die zu stabilisierende Spannung hängen, allerdings ist dies die Versorgung ala JCM900, also Marshall macht das so [Stabilisierung des spannungsteilers und nicht der Biasspannung]. Mir ging es erst mal primär darum eine Biasversorgung zu realisieren, den Spannungsteiler + Stabilisierung bekomme ich hin.

Gruß

Max

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Offline 456Onno456

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Re:Biasspannung - Woher?
« Antwort #14 am: 13.10.2010 23:06 »
Hallo nochmal,

ich habe versucht nach meinem besten Verständnis die Stromwege einzuzeichnen [siehe plan unten], wobei "aquamarin" die eine Phasenlage und "purple" die andere phasenlage kennzeichnet. Nachdem Gnd ja eine Verbindung darstellt kann darüber Strom abfließen, welcher sich speziell im Fall "purple" den Weg über C8 sucht und damit auflädt. Im selben Schwung wird ebenfalls C4 aufgeladen [da taucht "purple" wieder auf ;-)], also die Biasspannung erzeugt. Hätte ich mit meiner Interpretation recht, dann wäre obiges Phänomen bei dieser Schaltung normal. Kann mir da jemand beipflichten, oder mich verbessern?

Mal wieder vielen Dank fürs Lesen und Grübeln

Gruß

Max