Verstärker restaurieren - Vintage Pioneer A-6

[Dragoon]

aber ob der Kondensator noch die volle Ladekapazität erreicht kann ich nicht messen oder?

[Elko]

Bei solch ausreichenden Test wie auf der Seite, kann man dem schon glauben schenken...

Der Test den der gute Onkel auf seiner Seite gemacht hat soll lediglich zeigen, dass die Elkos ihr zeitliches verhalten lediglich mit der Kapazität und nicht mit der Spannungsfestigkeit ändern. Wer sich ein bisschen in der Elektrotechnik auskennt der weiß das aber auch.

Keine Ahnung was der intern verwendet, aber hättest du den Thread aufmerksam gelesen, wär dir dasverlinkte Datasheet aufgefallen 

Das Datenblatt ist mir durchaus aufgefallen und ich habe noch eine Überraschung: Ich habe es mir sogar angeschaut. Leider zeugt dieses nicht gerade von Vollständigkeit geschweige denn dass man zum Trafo nen gescheites Datenblatt findet. Daher kann man über die Betriebsspannung nur mutmaßen, da sie in keinem Schaltplan deutlich gekennzeichnet ist.

Die Elkos werden mit 20% Überschuss ausgelegt.

Von dir oder von dem Hersteller? Das was ich geschrieben habe ist der grobe, gängige Daumenwert. Keiner sagt, dass sich der Hersteller daran gehalten hat.

Die hier sind für die Endstufen.

Hast du dir mal angeschaut, was genau die Elkos da in der Endstufe macht? Allein OHNE in den Schaltplan zu gucken weiß man mit etwas erfahrung schon, dass alles > 470µF NICHT im Signalweg sondern in der Pufferung sitzt - die sinnlose Diskussion, ob Püfferelkos nich doch indirekt im Signalweg sitzen lassen wir an dieser stelle mal sein. Bei der Pufferung kommt es, wie ja offensichtlich schon festgestellt wurde, auf geringe Innenwiderstände der Kondensatoren an. Ideal wäre daher Tantal, die sind aber zu teuer und in den Kapazitätsgründen auch viel zu groß. Daher nimmt man LOWESR Elkos. Man wundere sich, dass diese auch in Aluminium-Elektrolyt-Bauweise gefertigt werden. Das Elektrolyt IN den Kondensatoren - was übrigens die Kapazität ausmacht (für die, die es nicht wissen) ist demnach gleichwertig.

Leider kosten hochwertige schon mehr als die von dir behaupteten 5€, scheint mir nicht als ob du da sehr marktnah wärst...

"Sehr marktnah" ist so ne aussage. Da ich in einem durchaus größeren Elektronikunternehmen arbeite und dort unter anderem der Entwurf von Hardware ist will ich dazu mal nichts sagen.

Bei den Audio-Caps gehts so wie ich dass gesehen hab speziell um low ESR.

Siehe was ich geschrieben habe. Es geht um den Innenwiderstand, damit auch bei großer aussteuerung der Endstufe genügent Strom geliefert werden kann und das Netzteil nicht in die Knie geht. Daher möglichst geringer innenwiderstand. Das schlicht und ergreifend Pufferelkos. Die verwenden bei den Dingern teilweise sogar vergoldete Beinchen. Jeder, der 9-Klasse Physik hinter sich hat weiß, dass das bis auf die längere Lebensdauer der Bauteilbeinchen keine Vorteile, eher Nachteile mit sich bringt.

[Elko]

aber ob der Kondensator noch die volle Ladekapazität erreicht kann ich nicht messen oder?

nicht im eingebauten Zustand, das geht nur über den Strom.

[Dragoon]

Und dann soll ich auch noch durchblicken bei dem Datasheet

Takeshi hat mir ja die Betriebsspannung mitgeteilt, scheinbar hat er es doch gefunden

Die 20% haben zumeist die Elkos mit höheren Ladekapazitäten, auch der momentan verbaute.

Rein vom logischen her würde ich bei einer so hohen ladekapazität davon ausgehen dass diese als Filter im Netzteil genutzt werden, dies konnte ich aber aufgrund des Datasheet noch nicht ganz nachvollziehen. Deshalb bin ich ja auf euere Hilfe angewiesen.

Also ich hab wie gesagt sehr viel gesucht und keine unter 10€ gefunden die was taugen mit der Kapazität.


Dann erklär mir mal wie ich das testen kann im ausgebauten Zustand via des Stroms.
Also Input Festgelegt und messen was noch rauskommt oder wie?

[Takeshi]

Die Spannung konnte ich auch nur raten, weil da halt zwei Spannungen stehen, 49V und 40V. Außerdem sind das die Spannungen am Elko, nicht die des Trafos. Die lässt sich zwar dadurch schätzen, das ist aber auch überflüssig.

Messen kannst du die Spannung direkt zwischen den beiden Anschlüssen des Elkos. Auf die Spannung kommt es ja auch an, die zwischen den beiden Anschlüssen.

Die 20%, die da angegeben werden, sind die Fertigungstoleranz. Das heißt ein 12mF-Elko kann auch 9,6mF oder 14,4mF haben. Mit der Spannung hat das nichts zu tun.
Die Kapazität lässt sich nur sehr schwer messen bei so großen Kapazitäten und die ist auch noch frequenzabhängig. Über die Innenwiderstände weißt du dann außerdem auch noch nicht unbedingt was, wobei das auch für die gemessene Kapazitätsänderung mit verantwortlich ist (ich hoffe, damit erzähle ich jetzt keinen Mist, denk aber nicht).

Der Kondensator glättet nur die Spannung vom Trafo, die vorher mit dem Brückengleichrichter gleichgerichtet wurde.

[Dragoon]

stimmt die Brückengleichrichter hab ich ganz vergessen, werden die nicht überfordert wenn ich höhere Werte einbaue?
Die haben doch auch eine Toleranzgrenze...

[Takeshi]

Puh, hier fehlen ganz offensichtlich grundlegende Kenntnisse im elektrotechnischen Verständnis (die fehlten mir auch mal, so ist es nicht). Das erklär ich dir gleich, das dauert etwas länger. Muss erstmal etwas erledigen.

[Dragoon]

Ich hoffe ja mal dass der Gleichrichter nicht so knapp bemessen ist.

Bei Erhöhung der Kapazität kann die Sicherung bestenfalls ansprechen
weil der Einschaltstrom etwas höher ist. Je größer die Kapazität desto höher der
Einschaltstrom. 

[Takeshi]

Ich erkläre es etwas ausführlicher als vielleicht nötig, aber so lernst du vielleicht gleich ein wenig für die Zukunft. Ich hoffe ich verlier nicht den Faden.

So ein Trafo gibt eine Sinus-Spannung heraus, sagen wir mal 29V. Das ist allerdings der Effektivwert, der Spitzenwert liegt beim Wurzel-2-fachen (1,41), also bei 41V. Der Brückengleichrichter dreht die negatioven Halbwellen um und reduziert die Spannung um 1,4V (2 Dioden je 0,7V Durchlassspannung; hier wieder etwas anders, aber nicht so wichtig). Der Kondensator lädt sich auf, wenn die Spannung vom Brückengleichrichter größer ist als die Spannung des Kondensators. Er entlädt sich, wenn Strom von durch die Last gezogen wird. Dadurch erhält man hier eine Spannung, die ungefähr bei der Spitzenspannung des Trafos liegt. Das zum prinzipiellen Aufbau erstmal.

Die Spannung an einem Kondensator steigt bei einem Gleichstrom linear an. Lädst er sich nach 1ms also um 2V auf, dann nach 5ms um 10V. Der Strom ist aber nicht konstant, denn mit steigender Spannung U_C sinkt der Strom. Stell dir die Seite vor dem Trafo wie eine ideale Spannungsquelle U₀ vor, dazu ein Innenwiderstand R_i. Der Strom durch den Widerstand berechnet sich mit U_R / R_i und die Spannung erhälst du durch U₀ - U_C -> I = (U₀ - U_C) / R_i
Der Kondensator lädt sich deshalb nach einer e-Funktion auf, wird deshalb mathematisch gesehen nie voll. Nun sagt man aber, dass er nach 5τ (Tau) voll ist, mit τ = R * C. Der (sehr kleine) Innenwiderstand der Spannungsquelle bleibt gleich, C wird aber größer, damit braucht der Kondensator länger, bis er voll ist. Dadurch ist die Spannung länger klein, der Strom aus dem Netz also länger hoch. Der Einschaltstrom ist damit eigentlich immer gleich, denn er ist nicht von der Kapazität abhängig. Die Spannung an dem Kondensator ist ja 0V, die gesamte Spannung fällt am Innenwiderstand ab. Doch der Effektivwert über eine etwas längere Zeit ist höher, was mit "Einschaltstrom" meistens gemeint ist. Ist der Kondensator einmal geladen, die Spannung also nahe am Maximum, macht die Kapazität kaum noch etwas aus.

So viel esteinmal zum Kondensator, nun zu den Dioden. Dioden schalten durch, wenn die Spannung einen gewissen Wert überschritten hat. Danach juckt die Spannung überhaupt nicht mehr, nur noch der Strom. Die Spannung an der Diode ist nämlich immer ungefähr 0,7V, ganz egal, was für eine Spannung du am Gleichrichter anlegst. Wichtig ist die Spannung nur, wenn die Diode in Sperrichtung betrieben wird, was ja in 50% der Zeit vorkommt. Die Spannung wird aber nur von der Spannungsquelle bestimmt.
Dioden haben beim Strom zwei Kenngrößen, nämlich den Dauerstrom und den Spitzenstrom, letzterer um ein Vielfaches größer. Beide hängen von der Temperatur der Diode ab, diese wiederum von der Kühlung, diese vom Gehäuse. Der maximale Strom wird demnach durch das Gehäuse maßgeblich bestimmt. Der Strom wärmt die Diode auf, das Gehäuse kühlt gleichzeitig ab. Der Strom, bei dem das im Gleichgewicht ist und die Diode die maximale Temperatur erreicht, ist der maximale Dauerstrom. Das Gehäuse hat aber auch eine Wärmekapazität. Ist sie kalt und es fließt ein hoher Strom, nimmt es die Wärmeenergie schneller auf, als es diese an die Luft abgibt. Dadurch kann der Spitzenstrom erstmal unendlich hoch werden, wenn er unendlich kurz wäre. Allerdings kann die Wärme auch nicht ganz so schnell an das Gehäuse abgeführt werden, der Spitzenstrom ist damit auch begrenzt.
Den Spitzenstrom hast du jetzt nur beim Einschalten über eine ganz kurze, mit einem größeren Kondensator etwas längere Zeit. Das wird die Diode kaum killen, die kann da wesentlich mehr ab.

Die Sicherung wird das auch überleben, da der Dauerstrom sich nicht ändern wird. Sicherungen brennen bei der Überschreitung des Nennstroms nicht sofort durch. Die können sogar für mehrere Sekunden das Doppelte und mehr. Und da der Strom nur beim Einschalten höher ist, wird auch das nichts ausmachen. Und wenn doch, ist die echt sehr knapp bemessen und flink, dann tauschst du die einfach aus.

[Elko]

Ich möchte Takeshis Ausführungen mal etwas erweitern:
Nach dem Gleichrichten wird die in den Elkos gespeicherte Spannung genutzt, um die Vorstufe und die Entstufe zu versorgen. In diesem Fall kommt - insofern ich das richtig gelesen habe - eine MOSFET Endstufe zu einsatz. Der Strom der Vorstufe und der sonstigen Elektronikspielereien braucht auch etwas von dem Gleichstrom, das ist aber im Vergleich zur Endstufe verschwindend gering.

Warum müssen jetzt die Elkos aus dem Netzteil "low-ESR" und groß sein? Damit wir in unsere Endstufe auch Leistung bekommen! Wenn der Verstärker eine (laut Datenblatt) Dauerleistung von 2x 60 W kann, dann muss an der angegebenen 8 Ohm Last dauerhaft 2,7 A fließen. Für zwei Kanäle macht das schonmal dezente 5,4 A. Und das ist nur das, was bei Volllast dauerhaft durch den Lautsprecher muss. Die Spitzenlast kann teilweise > 150 W und mehr erreichen.

Das alles müssen die Elkos puffern können, schließlich haben wir von Halbwelle zu Halbwelle eine Totzeit.
Ok, aber warum jetzt low ESR? Der Innenwiderstand dieser Elkos ist geringer als bei standard Elektrolyt, daher können sie sich schneller laden und entladen. (Rechenbeispiel schenke ich mir mal).

Ich denke mal jetzt ist verständlich geworden, dass die Elkos, die NICHT direkt im Signalweg liegen groß und "schnell" sein müssen. Und das kann jeder handelsübliche < 5€ Elko, 12 mF oder so auch leisten. Gibts übrigens bei Farnell für 2,95€.

Wenn man Kondensatoren zum entkoppeln der Signalwege nimmt, dann haben sie eine komplett andere Funktion UND müssen komplett anders dimensioniert werden. Dabei kommt es eher auf rauscharmes verhalten an. Dafür nimmt man ganz gern Keramik. Allerdings habe ich noch KEINEN Bipolar-Elko mit 12 mF gesehen. Wäre auch blödsinn, das ding kann man bei der größe schon fast weglassen.

[Takeshi]

(Rechenbeispiel schenke ich mir mal)

Ist aber eigentlich auch ganz simpel. Wie schon erklärt gilt ein Kondensator nach 5τ als geladen, oder aber entladen, wenn er nicht geladen, sondern entladen wird. Der Elko ist für diesen Fall als Spannungsquelle zu sehen und der ESR repräsentiert den Innenwiderstand. Ist der hoch, sinkt der maximale Strom und die Spannung bricht bei gleichem Strom mehr ein (Spannungsteiler). Der ESR beeinflusst auch das τ, da τ = R * C, R ist dann wieder der ESR. Das entladen geht also langsamer, das wollen wir aber nicht.

[Dragoon]

Puh, dass war ja viel Theorie, aber danke dass ihr euch die Zeit genommen habt es mir so genau zu erklären
Ich hab Elkos gefunden die ich jetzt dafür verwende: Nippon Chemi-Con 12000uF 80V, kosten 8,95€ Stk.

Im momentanen Zustand wird der Verstärker auch ganz schön heiß ist mir aufgefallen.
Ob es jetzt an den falschen Bauteilen liegt, die da ausgetauscht worden sind oder an den 4Ohm Boxen an den 8Ohm Kanälen...denn irgendwohin muss ja die Mehrleistung und der Verstärker wandelt diese dann in Wärme um...so jedenfalls mein Verständnis.

Ich hab mal gelesen dass viele einen zusätzlichen Lüfter in Ihren Verstärker einbauen.
Ist sowas überhaupt ratsam?
Ich hab noch einen 120mm PC-Lüfter hier rumfliegen, den würde ich dann einbauen.

[Takeshi]

Solche Verstärker sind meistens auf Leistungsanpassung eingestellt (so hab ichs zumindest in der Schule damals gelernt) und die maximale Leistung bekommst du heraus, wenn der Innenwiderstand einer Spannungsquelle gleich dem Lastwiderstand ist. Und das heißt auch, dass dir der Verstärker selbst genau so viel Leistung verbrät, wie er auf die Lautsprecher gibt, der Wirkungsgrad liegt also nur bei 50%. Ich denke aber fast mal, dass die einen Mittelweg zwischen Ausgangsleistung und Wirkungsgrad gewählt haben, damit nicht ganz so viel Leistung verbraten wird, die Hitze muss ja auch weg und 100W oder mehr sind nicht mal eben so passiv gekühlt.

Einen Lüfter einzubauen könnte tatsächlich mehr bringen als irgendwelche "Superhelden Elkos" (). Mit der Temperatur ändert sich nämlich die Kennlinie von Transistoren und damit der Frequenzgang des Verstärkers. Jetzt bleibt nur noch die Frage, für welchen Betriebsfall der Verstärker optimiert wurde, für kalt oder heiß? Wenn er so gebaut wurde, dass er möglichst linear verstärkt, wenn er heiß ist, wäre der Lüfter sogar nachteilig. Das müsste dann mal jemand raushören, am besten ohne zu wissen, ob das Teil gerade heiß oder kalt ist, damit keine psychologische Komponente einfließt was nämlich meistens der Grund für gehörte Unterschiede ist.

[Dragoon]

Jetzt ganz von dem was du mir sagst, ist mir aufgefallen, dass der Klang um etwas abnimmt, wenn der Verstärker etwas länger läuft. Ja, es ist tatsächlich hörbar, der Klang wird dumpfer. Kann aber auch daran liegen, dass die Bauteile an Ihre Grenze stoßen oder nicht mehr volle Funktion aufweisen. Da möchte ich mich jetzt nicht festlegen.

[MarcoEagleEye]

und was wurde aus dem Thema, alle kondis mal getauscht und der Verstärker hörte sich normal an ?