Konstante Schirmgitterspannung - Überlastung?

Hallo,

GüntherGünther (Beitrag #1) schrieb:

ich bin am Planen der Endstufe meines geplanten 6L6GC-Verstärkers. Als Arbeitspunkt habe ich festgelegt: Ub = 400V Ug2 = 400V Ia0 = 50mA Ug1 = -38..-40V Raa = 4k Geplant als Triodengegentakter mit N~ = 15Weff wollte ich auch die Möglichkeit einer Pentodenschaltung integrieren, geschalten per Relais, N~ dann 55Weff. Im Pentodenbetrieb erreicht der Anodenstrom bis zu 320mAs. Was mich beunruhigt ist, dass im Pentodenbetrieb der Schirmgitterstrom bei Ia = 320mAs etwa 160mAs laut Kennlinienschar beträgt. Das macht eine Spitzenbelastung von 64W.. Bei dem vorgeschlagenen Arbeitspunkt von Ua =450V und Ug2 = 400V aus dem Datenblatt erreicht der Schirmgitterstrom aber auch etwa 160mAs, dies scheint aber ein sicherer Betriebszustand zu sein. Kann ich beruhigt aufbauen?

Hier:
http://frank.pocnet.net/sheets/093/6/6L6GC.pdf
ist das Datenblatt der 6L6GC, dort steht nichts von 130mA Schirmgitterstrom.
Die Triodenumschalterei würde ich nicht machen, weil da der Ausgangstrafo (im Pentodenbetrieb Raa=5,6k) hinten und vorne nicht paßt. Außer Du läßt Dir ein entsprechendes Exemplar wickeln.

MfG
DB

DB (Beitrag #2) schrieb:

Die Triodenumschalterei würde ich nicht machen, weil da der Ausgangstrafo (im Pentodenbetrieb Raa=5,6k) hinten und vorne nicht paßt. Außer Du läßt Dir ein entsprechendes Exemplar wickeln.

Stimmt - genau daran (also an diesem Kompromiß-Ausgangsübertrager) kranken auch etliche bekannte industrielle Konstruktionen chinesischer Provenienz. Allerdings liegt das Impedanzniveau des (mit korrekter (Pentoden)Sekundärimpedanz abgeschlossenen) Pentoden-Ausgangsübertragers im Triodenbetrieb meist deutlich über dem Innenwiderstand der Endstufe - hierdurch ergibt sich eine Überanpassung, die mit geringerer Ausgangsleistung, aber auch mit einem erhöhten Dämpfungsfaktor und meistens mit einem reduzierten Klirr einhergeht.

Grüße

Herbert

Hallo,

laut Berechnung kommt man mit 4k Raa im Pentodenbetrieb an Ua = 400V auf ähnliche Werte wie bei Raa = 5,6k und Ua = 450V. Simuliert ist dieser Arbeitspunkt sogar klirrärmer, aber ist wie geschrieben nur eine Simulation. Opimal hatte ich für die 6L6GC im Gegentakt-Triodenbetrieb einen Raa von 3k berechnet, hier wären es etwa 18W. Die 15W bei Raa = 4k sind klirrärmer.

Im Datenblatt ist durchaus ein geringerer maximaler Schirmgitterstrom angegeben, aber wenn man die Arbeitsgerade für Ua = 450V und Raa = 5,6k in die Kennlinienschar für Ug2 = 400V einträgt, kann man aus ihr einen Schirmgitterspitzenstrom von Sage und Schreibe 260mA ablesen!
Das ist natürlich irgendwie unrealistisch, deshalb frage ich mich, ob die aus der Kennlinienschar entnommenen 160mA Spitzenstrom realistisch sind.

Bei Gelegenheit lade ich mal die Kennlinienschar mit Raa = 5,6k und Raa = 4k hoch, wird aber erst morgen Abend.

Danke für Eure Hilfe,
Thomas

Thomas

bin jetzt ein wenig verwirrt, nehme an Du sprichst über die "Gesamt Schirmgitter Verlußtleistung der 4 Stck 6L6GC" für beide Kanäle des Trioden PP Amps. Richtig ?

Im Datenblatt (Tungsol) ist für eine PP Class A/B / 2 Röhren Ua 450V der Max. SchirmGitter Strom
bei Aussteuerung mit 22mA angegeben. Raa 5,6K

Wie kommst Du auf den genannten Spitzenstrom bei Ug2 400V von 260mA ?
Grüße

Moin Herbert,

pragmatiker (Beitrag #3) schrieb:

genau daran (also an diesem Kompromiß-Ausgangsübertrager) kranken auch etliche bekannte industrielle Konstruktionen chinesischer Provenienz.

Welche sollen dies sein? Recht üblich ist Trioden/UL-Umschaltung. Aber Triode/Pentode?

Bei Triode/Pentode gibt es noch ein weiteres kleines "Problemchen". Es reicht nicht, blos die Leistungsstufe umzuschalten, es muss auch die Gegenkopplung umgeschaltet werden. Die Pentode braucht immer eine ziemlich kräftige solche, um Verzerrungen und insb. den Innenwiderstand runterzudrücken. Die Triode braucht wenig bis gar keine GK, dafür deutlich mehr Ansteuerung.

Triode/UL Umschaltung geht hingegen ganz gut. Mittelstarke GK passtmeist. Dann ist's nur ein simpler Umschalter zwischen UL-Anzapfung und Widerstand zur Anode.

VG
GR

Hallo GR,

die umschaltbare ÜAGK habe ich schon mit eingeplant, ich komme rein rechnerisch im Triodenbetrieb auf einen DF von 48 und im Pentodenbetrieb auf 20. Gegenkopplung beträgt um die 22,5dB. Da die Gitterwechselspannung in beiden Betriebsarten aber immer 40Vs berägt, muss der GK-Spannungsteiler nur angepasst werden, das Maß der ÜAGK ändert sich nicht.

Grüße, Thomas

GüntherGünther (Beitrag #4) schrieb:

laut Berechnung kommt man mit 4k Raa im Pentodenbetrieb an Ua = 400V auf ähnliche Werte wie bei Raa = 5,6k und Ua = 450V.

Schau Dir aber auch die Anodenverlustleistungen bei verschiedenen Aussteuerungsgraden an, nicht nur bei Vollaussteuerung.


MfG
DB

Hallo,



hier mal die eingezeichneten Arbeitsgeraden - blau = vorgeschlagener Arbeitspunkt (Ua = 450V, Ug2 = 400V, Raa = 5,6k) und rot = mein Arbeitspunkt (Ua = Ug2 = 400V, Raa = 4k).

Die grüne Linie zeigt, dass bei Ug1 = 0V der Schirmgitterstrom bei meinem Arbeitspunkt bei etwa 175mA liegt. Die violette Linie zeigt den Schirmgitterstrom beim vorgeschlagenen Arbeitspunkt.. 260mA. Wie kann dieser hohe Schirmgitterstrom vertretbar sein?

Grüße, Thomas

Dieser hohe Wert ist der Scheitelwert. Für die Belastung interessant hingegen ist das arithmetische Mittel über eine volle Periode.


MfG
DB

Hallo DB,

also muss ich mir bei meinen 175mA Spitzenstrom keine Gedanken machen, gut.

Ich überlege, den Pentodenbetrieb komplett weg zu lassen. Dann kann der AÜ einen Raa von 3k haben, 15W reichen auch locker aus und der AÜ kann kompakter ausfallen..

Grüße, Thomas

Hallo Thomas,

ehrlich gesagt, ich kann diese Werte in dem Diagramm nicht erkennen. Du hast doch zwei Röhren im Gegentakt. Vermutlich auch ein G1 bei -40V - zumindest ist das Empfehlung aus dem Datenblatt.

Beim Nulldurchgang beider Röhren kommst du dann auf G2 = 12mA mal zwei. Beim Scheitelpunkt der Einen ist G1 dann nahe Null Volt, die Andere bei minus 80V. In der Summe liegst du dann bei 90 mA und zwar die Eine 90 mA, die Andere bei Null.

Die Anode der Einen geht dann aber auf 350 mA hinauf - was zu bezweifeln ist. Vermutlich gibt das dein Netzteil doch garnicht her. Bei Stereo 0,7 Ampere? Das stemmen nichtmal meine 6C33.

Oder sehe ich das falsch?

Gruß
sb

Schauen wir uns doch mal das verlinkte Datenblatt mit den eingezeichneten Arbeitsgeraden an.
Rot: bei Vollaussteuerung ist der Scheitelwert des Anodenstromes durch eine Röhre Iad = 320mA, die Anodenrestspannung dabei ungefähr 80V.
Der Scheitelwert des Schirmgitterstromes Ig2 beträgt ca. 45mA.

An den 320mA ist nicht zu zweifeln: es steht im Datenblatt.
Man braucht dann lediglich ein wenig in der Fachliteratur der Theorie der Verstärker und den Berechnungsgrundlagen für verschiedene Betriebsklassen zu lesen (Sufu). Bei Vollaussteuerung können wir etwa vom B-Betrieb ausgehen, somit erhalten wir
Ia = Iad / Pi
Ia = 320mA / Pi
Ia = 102mA
Praktisch wird es etwas mehr sein, weil der Stromflußwinkel größer als 180° ist.

Die Hersteller geben für die 6L6GC keinen maximalen Katodenstrom an, für die ggü. einer EL34 dürre Heizleistung würde ich hier schon erwarten, daß der Grenzwert mit diesem Wert erreicht sein wird (der Sättigungsstrom für Oxydkatoden liegt, ohne in den Barkhausen zu sehen, bei etwa 200-300mA/W Heizleistung).
Wie schon gesagt, man sollte unbedingt die Leistungen überprüfen (am besten in einer Tabellenkalkulation für mehrere Aussteuerungsgrade), damit man eine Überschreitung der Anodenverlustleistung vermeidet. Wie man zu Gleichstrom- und Wechselstromleistung kommt, hatte richi44 mal ausführlich erläutert.


MfG
DB

DB (Beitrag #13) schrieb:

der Sättigungsstrom für Oxydkatoden liegt, ohne in den Barkhausen zu sehen, bei etwa 200-300mA/W Heizleistung

Im folgenden Buch (Seite 24, Kapitel 2. "Emissions- und Heizdaten") wird - allerdings explizit für Rundfunkgleichrichterröhren - für Bariumoxydkathoden ein Wert der Elektronenausbeute "A(t)" von bis zu 1000[mA/W] bei einer Kathodentemperatur "T" von 1100[K] genannt:



Grüße

Herbert

GüntherGünther (Beitrag #1) schrieb:

Kann ich beruhigt aufbauen?

Es scheint wohl so zu sein, dass Thomas den Schirmgitterstrom nicht auf der rechten Seite des Diagramms abgelesen hat. Sondern auf der linken Seite.

Wenn dieser Verstärker auf die maximale Leistung hin ausgelegt werden soll, dann muss man die Scheitelpunktströme und nicht den Durchschnitt eines vollen Wellendurchlaufs berücksichtigen. Noch dazu weil für vier Röhren der volle Wellendurchlauf versorgt werden muss.

Das Netzteil muss dann in der Lage sein, 1 Ampere ohne Spannungseinbruch dauerhaft zur Verfügung zu stellen. Da liegen meine Zweifel. Dass eine Röhre das schafft, was im Datenblatt steht, wird schon so sein. Ein 500 Watt Netztrafo - Das wird ein ordentlicher Brummer. Die Drossel mag ich mir garnicht vorstellen. Und Gegentakt-Ausgangsübertrager für 300 mA gibts auch nicht um die Ecke.

Gruß
sb

Bin jetzt vielleicht nicht so der Experte, und möglicherweise total daneben,
aber oben genanntes geht für mich nicht zusammen.
1A / 400V Schirmgitter Powersupply, das wäre dann einen Auslegung auf
100Watt Verlußtleistung pro 6L6GC für das Schirmgitter.
In dieser Betrachtung kann doch was nicht stimmen ???.
Die Max Schirmgitterverlußtleistung der 6L6GC je nach Betriebsart liegt
doch nur bei knapp ~10-12Watt.
Wenn ich mich aus den Reparaturen verschiedener
EL34 / KT88 / 6L6 PP / Triode/Pentode&UltralinearAmps
recht erinnere war die Schirmgitterleistung statisch so im ~5Watt Bereich.
(400V ~10mA). Die SG Ströme bei Vollaussteuerung habe ich leider nicht gemessen,
aber die Schirmgitter Versorgung / Netzteile dieser Amps waren eher kleiner ausgelegt.
Liege ich hier komplette falsch ?

Die 1 Ampere beziehen sich natürlich auf den gesamten Verstärker. Also insbesondere die Anodenversorgung. Das sind bei Stereo um die 700 mA. Dann kommen 180 mA für die Schirmgitter dazu und etwas für die Vorstufen.

Gruß
sb

Vielen Dank für die Rückantwort.
Grüsse

selbstbauen (Beitrag #15) schrieb:

Wenn dieser Verstärker auf die maximale Leistung hin ausgelegt werden soll, dann muss man die Scheitelpunktströme und nicht den Durchschnitt eines vollen Wellendurchlaufs berücksichtigen. Noch dazu weil für vier Röhren der volle Wellendurchlauf versorgt werden muss. Das Netzteil muss dann in der Lage sein, 1 Ampere ohne Spannungseinbruch dauerhaft zur Verfügung zu stellen. Da liegen meine Zweifel. Dass eine Röhre das schafft, was im Datenblatt steht, wird schon so sein. Ein 500 Watt Netztrafo - Das wird ein ordentlicher Brummer. Die Drossel mag ich mir garnicht vorstellen. Und Gegentakt-Ausgangsübertrager für 300 mA gibts auch nicht um die Ecke.

Ist das jetzt technische Satire, oder tatsächlich ernstgemeint?


DB

Hallo,

ich dachte, ich muss ein Netzteil so dimensionieren, dass es Ia max/pi liefern muss.
So habe ich meine Netzteile immer ausgelegt und sie waren nie an der Grenze.

Grüße, Thomas

Hallo Thomas,

Du mußt das Netzteil so dimensionieren, daß es die geforderten Gleichströme liefern kann. Die lassen sich anhand der Ausgangskennlinienfelder berechnen, im Datenblatt findet man die Werte für ausgesuchte Arbeitspunkte auch. Das Datenblatt der 6L6GC ist hierbei ergiebig.

Gesetzt den Fall, Du wölltest den Arbeitspunkt für 55W wählen, ergäbe sich für die reine Endstufe ein Anodenstrom von 232mA. Rechnen wir noch etwas für Vorröhren hinzu, sind es 450V/250mA. Das mal zwei, dann hat man den Anodenstromverbrauch des Verstärkers.
Der Netztrafo arbeitet mit seiner Anodenwicklung auf eine Graetzbrücke. Somit brauchen wir mindestens eine Wechselspannung von (450V + 1,4V) / Wurzel 2 = 319V. Welchen Wechselstrom muß die Anodenwicklung des Netztrafos nun abgeben?
P = U * I
P = 450V * 500mA
P = 225W
Das nimmt der Stereoverstärker anodenspannungsseitig auf.

Dieser Strom muß von der Anodenwicklung des Netztrafos geliefert werden können:
I = P / U
I = 225W / 319V
I = 0,71A

Keine Sorge, Du bist schon auf dem richtigen Weg!


Wie man allerdings auf einen gesamten Anodenstrom von 1A kommen kann, entzieht sich mir vollumfänglich.


MfG
DB

Zum Beispiel weil noch 120 mA für die Schirmgitter dazu kommen und weil man bei einem Chor mit hohem Pegel nicht darauf vertraut, dass sich die Elkos schnell genug wieder füllen - also als Reserve.

Und weil die Schaltung auch die 320 mA pro Anode leisten soll.

Bei einem Bedarf von 0,83 A ist man gut beraten, auf 1 A zu dimensionieren. Im Gerät wird es schon warm genug werden.

Falsch, schlicht und ergreifend.
Haben Sie denn überhaupt die vor einiger Zeit verlinkte Literatur gelesen?


DB

Wieso? Steht da denn drinn wie sich die Stromverhältnisse ändern, wenn man - wie hier vorgesehen - Raa anstatt 5,6 kOhm auf 4 kOhm verringert?

Eingedenk dieses zusätzlichen Strombedarfs ist man bei dem Trafo ganz dicht bei dem von mir empfohlenen einem Ampere. Bezogen auf Raa von 5,6 kOhm haben Sie doch schon 0,71A eingeräumt. Den Mehrbedarf allein für die Anoden in obige Rechnung eingesetzt ergibt 0,82 mA plus den Anteil für die Schirmgitter.

Ich würde einen 1 A-Trafo nehmen.