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Ingo(R)

09.11.2023,
08:30
(editiert von Ingo
am 09.11.2023 um 08:52)
 

Z-Diode und Elko parallel - aber der ist verpolt ... (Schaltungstechnik)

Hallo Experten,
bei einem 43 Jahre alten Gitarrenverstärker (Solton Hot Tube 60, entgegen dem Namen ein "Siliconer" ;-) hat's zu Knistern angefangen - bei Pegel,also z.B. beim Anschlag.

Verdacht auf Elko, die erste optische Kontrolle liefert gleich einen Verdächtigen - ein 22ýF,10 V der seitwärts rausquillt, gebläht ist und hochohmig.
Der liegt parallel zu einer 7,5 V Z-Diode, aber:
Verpolt!!!

Kann das so angedacht sein, gibt es eine Schaltungsvariante bei der das Sinn macht?

Was die 7,5 V machen ist nicht so richtig ersichtlich ...
Edit: Momentan habe ich die Platine noch nicht ganz ausgebaut (6 Potis zu demontieren ..) und bin zum Verstehen der Schaltung auf durchscheinende Leiterbahnen angewiesen) ... - momentan war mir das schnelle Funktionieren wichtiger (Elko rausgeknappst, den neuen auf die Restbeinchen gelötet ;-); ich werde aber (wenn ich alle Werte habe ) ALLE Elkos in dem Amp tauschen - dann wird er total zerlegt.

Kann das z.B. der Verzerrer - Schaltkreis sein?

Wenn aber wirklich verpolt - wie kann der Amp seit 1980 tadellos funktionieren?
Hat sich der Elko evtl. neu formiert?

Falls jemand einen Schaltplan hat ...

Erstmal danke für eventuelle Antworten

Ingo ;-)

Mikee

09.11.2023,
08:44

@ Ingo

Z-Diode und Elko parallel - aber der ist verpolt ...

Hallo Ingo!

Ich würde den alten Elko gegen einen ungepolten 22µ/10V ersetzen.
Wenn Du keinen hast, bau Dir selbst einen mit zwei 47µ, bei denen Du die
beiden Minuspole verbindest und die beiden Pluspole in die Schaltung einbaust.

Dann messe die Spannung und prüfe ob der alte Elko richtig oder verkehrt drin saß.
Du kannst diesen selbst gebauten Elko so lassen, oder einen normalen 22µ
so herum einbauen, dass er richtig gepolt ist.

Ohne Schaltplan habe ich weder eine Erklärung warum der Elko 43 Jahre gehalten
hat, obwohl er evtl. falsch gepolt war, noch ob der Elko überhaupt eine Gleichspannung
abbekommen hat (was auch immer dann der Zweck der Z-Diode war).

Mikee

Theo.

09.11.2023,
08:53

@ Ingo

Z-Diode und Elko parallel - aber der ist verpolt ...

Hallo

Ein solcher Verstärker ist eigentlich kein Hexenwerk. Versuche mal die Schaltung aufzuzeichnen. Anhand der Lage der Röhren und deren Beschaltung kann man sehen welchem Zweck sie in der Schaltung dienen (Vorröhre/Phasendreher/Klangregelung/Endröhre). So sollte man die Funktion des Elkos herausfinden.

Theo

JackV(R)

09.11.2023,
08:56

@ Ingo

Z-Diode und Elko parallel - aber der ist verpolt ...

» Der liegt parallel zu einer 7,5 V Z-Diode, aber:
» Verpolt!!!
»
» Kann das so angedacht sein, gibt es eine Schaltungsvariante bei der das
» Sinn macht?
» Was die 7,5 V machen ist nicht so richtig ersichtlich ...
» Kann das z.B. der Verzerrer - Schaltkreis sein?

Woher sollte jemand, der deine Schaltung nicht vorliegen hat, das wissen? Die besteht ja nun nicht nur aus deinem Kondensator und der Diode alleine, im Gegenteil.

Und wenn die Diode tatsächlich verpolt eingesetzt worden ist, wie du schreibst, dann liegen an der Stelle, bei der 7,5V anliegen sollten, halt nur noch 0,7V an – ob das funktioniert und was das macht, hängt wieder vom Rest der Schaltung ab, die hier keiner kennen kann. Es wäre vielleicht gut, wenn du ein Bild von der Situation machen würdest. Kann ansonsten auch ein Tantal-Kondensator sein, bei denen ist der positive Anschluss markiert, und die Diode ist genau richtig herum und soll den Kondensator für zu hohen Spannungen schützen, indem sie alles über 7,5V ableitet. Kann genausogut auch sein, dass die Z-Diode da als normale Diode eingesetzt wurde, weil vielleicht gerade zuviele davon da waren. Kann auch ganz anders sein. Weiß man alles nicht, wenn man von der Schaltung lediglich weiß, dass da ein winziger Kondensator (Yoktofarad, also Quadrillionstel-Farad, sind echt wenig) und eine Z-Diode enthalten sind …

Ingo(R)

09.11.2023,
08:58

@ Mikee

Z-Diode und Elko parallel - aber der ist verpolt ...

Hallo Mikee,
erstmal danke für die schnelle Antwort.
1.) Mit dem "ungepolten Doppelelko" [2 in Reihe, Minuspole zusammen] bin ich mir nicht so recht sicher ob das "gut / legal"- was sagen andere dazu?

2.) » Ohne Schaltplan habe ich weder eine Erklärung warum der Elko 43 Jahre
» gehalten
» hat, obwohl er evtl. falsch gepolt war, noch ob der Elko überhaupt eine
» Gleichspannung
» abbekommen hat (was auch immer dann der Zweck der Z-Diode war).

Die 7,5 V sind messbar.

Gruß
Ingo ;-)

Ingo(R)

09.11.2023,
09:00

@ Theo.

Z-Diode und Elko parallel - aber der ist verpolt ...

Hallo Theo,

» Ein solcher Verstärker ist eigentlich kein Hexenwerk. Versuche mal die
» Schaltung aufzuzeichnen. Anhand der Lage der Röhren und deren Beschaltung
» kann man sehen welchem Zweck sie in der Schaltung dienen

siehe Edit im OriginalPost ...

» (Vorröhre/Phasendreher/Klangregelung/Endröhre). So sollte man die Funktion
» des Elkos herausfinden.

Das Gerät ist ein Transistor / OPAmp - Verstärker.


Gruß
Ingo :-)

Ingo(R)

09.11.2023,
09:04

@ JackV

Z-Diode und Elko parallel - aber der ist verpolt ...

Hallo JackV,

» Und wenn die Diode tatsächlich verpolt eingesetzt worden ist, wie du
» schreibst,

Der Elko ist verpolt, denke ich. Die 7,5 V sind messbar; mit richtig eingebautem Elko funktioniert`s (verkehrt herum will ich`s nicht probieren ...).

Gruß

Ingo ;-)

Eierschale(R)

09.11.2023,
09:04

@ Ingo

Z-Diode und Elko parallel - aber der ist verpolt ...

» Wenn aber wirklich verpolt - wie kann der Amp seit 1980 tadellos
» funktionieren?
» Hat sich der Elko evtl. neu formiert?
»
» Falls jemand einen Schaltplan hat ...
»
» Erstmal danke für eventuelle Antworten
»
» Ingo ;-)

Wer einen Elko verpolt einbaut, erhält einen sehr hohen Reststrom. Falls der Strom nicht extern begrenzt ist, heizt sich der Elko auf und wird zerstört. Eine Z-Diode wird eigentlich immer mit Strombegrenzung verbaut, sodass der Elko durchaus vor Zerstörung geschützt ist. Ich denke schon, dass das zur neue Formierung des Elkos reichen könnte.

Ingo(R)

09.11.2023,
09:18
(editiert von Ingo
am 09.11.2023 um 11:46)


@ Eierschale

Z-Diode und Elko parallel - aber der ist verpolt ...

Hallo Eierschale,

sowas wollte ich hören ;-)

Die Schaltung verstehe ich eigentlich (Netzteil, Signalweg, Funktion der [symmetrisch spannungsversorgten] OPAmps auch;
lediglich diese Z-Diode mit danebenliegendem Transistor ist mir nicht ganz klar; die Leiterbahnen gehen zum Regler für "Hot Tube Intensity" .
Ob die Z-Diode im Signalweg liegt ist nicht direkt ersichtlich. Da werde ich wohl mal oszilloskopieren ...

» Wer einen Elko verpolt einbaut, erhält einen sehr hohen Reststrom. Falls
» der Strom nicht extern begrenzt ist, heizt sich der Elko auf und wird
» zerstört. Eine Z-Diode wird eigentlich immer mit Strombegrenzung verbaut,
» sodass der Elko durchaus vor Zerstörung geschützt ist. Ich denke schon,
» dass das zur neue Formierung des Elkos reichen könnte.

Dann lehne ich mich zurück und denke: "Da hab ich aber Gück gehabt! ;-)"

Gruß
Ingo ;-)

xy(R)

E-Mail

09.11.2023,
09:21

@ Ingo

Z-Diode und Elko parallel - aber der ist verpolt ...

» Falls jemand einen Schaltplan hat ...

Schon bei Solton angefragt?

JackV(R)

09.11.2023,
09:52
(editiert von JackV
am 09.11.2023 um 09:52)


@ Eierschale

Z-Diode und Elko parallel - aber der ist verpolt ...

Edit: falsch gelesen.

Ingo(R)

09.11.2023,
10:14

@ xy

Z-Diode und Elko parallel - aber der ist verpolt ...

Hallo xy,
» » Falls jemand einen Schaltplan hat ...
»
» Schon bei Solton angefragt?

Bis jetzt keine Antwort ...

Gruß
Ingo ;-)

Ingo(R)

09.11.2023,
11:58

@ Ingo

Z-Diode und Elko parallel - aber der ist verpolt ...

» 1.) Mit dem "ungepolten Doppelelko" [2 in Reihe, Minuspole zusammen] bin
» ich mir nicht so recht sicher ob das "gut / legal"- was sagen andere dazu?
»

Dazu sagt ein "richi44" auf hifi-forum.de:

"[... kann man machen ..].
Wenn man einen Elko mit Plus an den Lautspercher anschliesst und einen zweiten mit Plus zum Verstärkerausgang, dann bekommst Du nicht die halbe Kapazität.

Nehmen wir mal an, der Ausgang hätte eine Gleichspannung drauf, meinetwegen plus 10V. Dann ist der Elko, der Plus am Verstärkerausgang hat, richtig gepolt, der andere Elko aber, der Plus am Lautsprecher hat, bekäme dann auf seinen Minusanschluss den Rest an Plusspannung, welche durch den richtig geploten Elko als Leckstrom durchsickert. Und da dieser zweite Elko falsch gepolt ist, hat er einen sehr hohen Leckstrom. Man könnte also in einem Ersatzschaltbild beim richtig gepolten einen hochohmigen Widerstand parallel schalten (kleiner Leckstrom), beim falsch gepolten, zweiten Elko einen niederohmigen. Dementsprechend würde ja der zweite Elko fast nicht funktionieren, er wäre mehr ein Draht. Und damit entsteht keine Kapazitätsaufteilung.

Wenn man das mit den Elkos richtig machen wollte, schaltet man parallel zu jedem Elko eine Diode (genügend schnell und mit genügender Spannungs- und Stromfestigkeit) um den Elko bei Falschpolung zu überbrücken und somit die falsche Spannungspolarität zu verhindern.

Wenn wir also zwei Elkos gegensinnig gepolt in Serie schalten und jeweils eine Schutzdiode darüber löten, und wir hätten nur Wechselspannung am Verstärkerausgang (= Elko-Eingang), so würde die eine Halbwelle durch den ersten Elko und die zweite Diode geleitet, die andere Halbwelle durch die erste Diode und den zweiten Elko. Damit haben wir nur gerade in dem Bereich von +/- 0,6V die beiden Elkos in Serie mit der halben Kapazität und im ganzen Rest an Spannung jeweils die volle Kapazität. Und da die verpolte Spannung nur 0,6V beträgt, ist der Leckstrom gering genug, dass sich die Kapazitäten aufteilen.

Es kommt jetzt darauf an, was man damit erreichen will, aber so ein Konstrukt ist natürlich um Welten schlechter als bipolare Elkos. Da ist ein pegelabhängiger Frequenzgang zu befürchten, ausserdem ein nicht gerade kleiner Klirr, zumindest bei eher kleineren Leistungen von etwa 1W. "

Witzig - was man alles machen kann ;-)

Mikee

09.11.2023,
13:37

@ Ingo

Z-Diode und Elko parallel - aber der ist verpolt ...

» Dazu sagt ein "richi44" auf hifi-forum.de:
»
» "[... kann man machen ..].
» Wenn man einen Elko mit Plus an den Lautspercher anschliesst und einen
» zweiten mit Plus zum Verstärkerausgang, dann bekommst Du nicht die halbe
» Kapazität.

Doch, doch, sehr wohl.

» Nehmen wir mal an, der Ausgang hätte eine Gleichspannung drauf, meinetwegen
» plus 10V. Dann ist der Elko, der Plus am Verstärkerausgang hat, richtig
» gepolt, der andere Elko aber, der Plus am Lautsprecher hat, bekäme dann auf
» seinen Minusanschluss den Rest an Plusspannung, welche durch den richtig
» geploten Elko als Leckstrom durchsickert. Und da dieser zweite Elko falsch
» gepolt ist, hat er einen sehr hohen Leckstrom. Man könnte also in einem
» Ersatzschaltbild beim richtig gepolten einen hochohmigen Widerstand
» parallel schalten (kleiner Leckstrom), beim falsch gepolten, zweiten Elko
» einen niederohmigen.

Bis hierhin erst mal richtig gedacht.

» Dementsprechend würde ja der zweite Elko fast nicht
» funktionieren, er wäre mehr ein Draht. Und damit entsteht keine
» Kapazitätsaufteilung.

Falsch!
Analog zu den Werten der Widerstände z.B. 100:1 teilt sich die Spannung auf.
10V würden aufgeteilt zu 9,9V an einem Elko (dem richtig gepolten) und 0,1V
am falsch gepolten.
Die Spannungen haben aber nichts mit der Kapazität zu tun!
Erhöhe ich die Spannung schnell auf 12V, so bekommt bei gleichen Kapazitäten
jeder Elko 1V zusätzlich. Die Spannungen würden sich also auf 10,9V und 1,1V
erhöhen. Nur durch die Leckströme wird sich dann allmählich die Spannung wieder
im Verhältnis 100:1 aufteilen und in Richtung 11,88V und 0,12V verschieben.

Bei reiner Wechselspannung werden beide Elkos auf die gleiche Spannung geladen,
etwaige Dioden haben nach dem initialen Ladevorgang keine Funktion mehr, da
in Sperrrichtung betrieben.
Jeder Elko pendelt dann zwischen Null Volt und Uss, Ist der eine geladen,
ist der andere leer und ungekehrt. Beide Elkos in Reihe ergeben somit den vollen
Spannungshub von Uss. Ohne Signal hat jeder Elko eine Spannung von Us.

Die Gesamtkapazität bleibt bei 50% der Einzelkapazität. da stets beide Elko geladen
und entladen werden.

Mikee

matzi682015(R)

E-Mail

Aachen,
09.11.2023,
13:54

@ Mikee

Z-Diode und Elko parallel - aber der ist verpolt ...

» » Dazu sagt ein "richi44" auf hifi-forum.de:
» »
» » "[... kann man machen ..].
» » Wenn man einen Elko mit Plus an den Lautspercher anschliesst und einen
» » zweiten mit Plus zum Verstärkerausgang, dann bekommst Du nicht die halbe
» » Kapazität.
»
» Doch, doch, sehr wohl.
»
» » Nehmen wir mal an, der Ausgang hätte eine Gleichspannung drauf,
» meinetwegen
» » plus 10V. Dann ist der Elko, der Plus am Verstärkerausgang hat, richtig
» » gepolt, der andere Elko aber, der Plus am Lautsprecher hat, bekäme dann
» auf
» » seinen Minusanschluss den Rest an Plusspannung, welche durch den richtig
» » geploten Elko als Leckstrom durchsickert. Und da dieser zweite Elko
» falsch
» » gepolt ist, hat er einen sehr hohen Leckstrom. Man könnte also in einem
» » Ersatzschaltbild beim richtig gepolten einen hochohmigen Widerstand
» » parallel schalten (kleiner Leckstrom), beim falsch gepolten, zweiten
» Elko
» » einen niederohmigen.
»
» Bis hierhin erst mal richtig gedacht.
»
» » Dementsprechend würde ja der zweite Elko fast nicht
» » funktionieren, er wäre mehr ein Draht. Und damit entsteht keine
» » Kapazitätsaufteilung.
»
» Falsch!
» Analog zu den Werten der Widerstände z.B. 100:1 teilt sich die Spannung
» auf.
» 10V würden aufgeteilt zu 9,9V an einem Elko (dem richtig gepolten) und
» 0,1V
» am falsch gepolten.
» Die Spannungen haben aber nichts mit der Kapazität zu tun!
» Erhöhe ich die Spannung schnell auf 12V, so bekommt bei gleichen
» Kapazitäten
» jeder Elko 1V zusätzlich. Die Spannungen würden sich also auf 10,9V und
» 1,1V
» erhöhen. Nur durch die Leckströme wird sich dann allmählich die Spannung
» wieder
» im Verhältnis 100:1 aufteilen und in Richtung 11,88V und 0,12V
» verschieben.
»
» Bei reiner Wechselspannung werden beide Elkos auf die gleiche Spannung
» geladen,
» etwaige Dioden haben nach dem initialen Ladevorgang keine Funktion mehr,
» da
» in Sperrrichtung betrieben.
» Jeder Elko pendelt dann zwischen Null Volt und Uss, Ist der eine geladen,
» ist der andere leer und ungekehrt. Beide Elkos in Reihe ergeben somit den
» vollen
» Spannungshub von Uss. Ohne Signal hat jeder Elko eine Spannung von Us.
»
» Die Gesamtkapazität bleibt bei 50% der Einzelkapazität. da stets beide Elko
» geladen
» und entladen werden.
»
» Mikee

Bei mir ist im Hinterkopf, daß "normale" Elkos Toleranzen bis zu 20% haben können, keine Ahnung jetzt ob das hier eine Rolle spielt.

Was ich halt nicht verstehe, der Strom fließt in der Reihenschaltung halt bei antiseriell geschalteten Elkos in einem der beiden immer entgegen seiner Polarität!? Lädt der sich dann nicht auch in gegensätzlicher Polarität auf, wenn überhaupt? Wie das jetzt mit der Physik da ist innerhalb des Elkos, weiß ich jetzt auch nicht. Nicht umsonst hat er bauartbedingt eine Anode und eine Kathode, also das Dielektrikum baut sich richtig gepolt auf, aber falsch gepolt tut das dem Elko doch nicht gut?! Da wird das Dielektrikum zerstört, denke ich. Daß man so 2 antiseriell geschaltete Elkos so beschalten könne, habe ich auch schon oft gesehen und gehört, aber verstehen kann ich die Logik da nicht.

--
greets from aix-la-chapelle

Matthes :hungry:

Mikee

09.11.2023,
15:59

@ matzi682015

Z-Diode und Elko parallel - aber der ist verpolt ...

Hallo!

» Bei mir ist im Hinterkopf, daß "normale" Elkos Toleranzen bis zu 20% haben
» können, keine Ahnung jetzt ob das hier eine Rolle spielt.

Ich habe gerade mal überlegt wie das wäre bei 1µF und 100µF.
Der kleine macht 99/100 des Spannungshubs von +Us bis -Us.
Der große müsste um 1/100 Uss um den Nullpunkt pendeln,
Durch die Leckströme verschiebt sich das mittlere Potential langsam
in Richtung der richtigen Polarität. Erst wenn der dicke Elko Us erreicht hat,
pendelt der kleine Elko zwischen Null und Uss. Erst jetzt gibt es keine
großen Leckströme mehr, die den dicken Elko weiter aufladen. Somit
herrscht am kleinen Elko der gleiche Spannungshub und der große Elko
pendelt nur ein bisschen um Us.

» Was ich halt nicht verstehe, der Strom fließt in der Reihenschaltung halt
» bei antiseriell geschalteten Elkos in einem der beiden immer entgegen
» seiner Polarität!?

Ja

» Lädt der sich dann nicht auch in gegensätzlicher
» Polarität auf, wenn überhaupt?

Ja, das tut er temporär. Die Falschladung wird auf Grund des höheren Leckstroms
immer weniger, bis der Elko nicht mehr falsch herum geladen ist.

» Wie das jetzt mit der Physik da ist
» innerhalb des Elkos, weiß ich jetzt auch nicht. Nicht umsonst hat er
» bauartbedingt eine Anode und eine Kathode, also das Dielektrikum baut sich
» richtig gepolt auf, aber falsch gepolt tut das dem Elko doch nicht gut?!

Ist ja nicht dauerhaft. Ungepolte Elkos sind auch nur zwei in Reihe geschaltete Einzelelkos.

» Da
» wird das Dielektrikum zerstört, denke ich. Daß man so 2 antiseriell
» geschaltete Elkos so beschalten könne, habe ich auch schon oft gesehen und
» gehört, aber verstehen kann ich die Logik da nicht.

Es ist die gebräuchliche Lösung einen Elko ungepolt zu machen.

Mikee