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Spannungsbegrenzung mit Zenerdioden

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Offline cfortner

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Spannungsbegrenzung mit Zenerdioden
« am: 17.12.2025 12:33 »
Moin,

ich habe ein Problem mit der Anodenspannung einer Vorstufe, die aus zwei Printtrafos 230/12v - 12V/230V erzeugt wird.

Es geht um einen Mesa Boogie Walkabout 350, bei dem Endstufe und Netztrafo defekt sind.

Da habe ich eine IcePower 700AS1 eingebaut, die über eine kleine Adapterplatine das Signal der Ausgangsröhre bekommt, soweit so gut.

Damit ich DC 12,6V 300mA für die Heizung der beiden ECC83 und 385V (nach zwei RC-Siebgliedern) ohne einen Spezialtrafo erzeugen kann, habe ich eine Schaltung entworfen, in der ich mit einem 16VA 230/12V die Heizspannung erzeuge und mit einem 10VA 12/230V die Anodenspannung.

Da nach den erforderlichen Siebgliedern nur ca. 250V überbleiben, Mesa die notwendige Spannung aber mit 385V angibt, habe ich statt einem Brückengleichrichter eine Greinacherschaltung zur Spannungsverdopplung an die 230V des 10VA-Trafos geschaltet.

Das funktioniert bestens, an die Preampplatine des Walkabout angeschlossen ergeben sich ca. 12,7V DC und 382V DC, wenn die Röhren warm sind.

Die Elkos sind 33uF 450V-Typen, direkt hinter der Greinacher habe ich zwei  68uF 350V in Serie, sodass ich auf eine ausreichende Spannungsfestigkeit komme, dort liegen ohne Last bis deutlich über 500V an.

Im Moment des Anschaltens habe ich das Problem, dass an den nachfolgenden Elkos C5, C6 und C7 mit 450V Spannungsfestigkeit für ca. 5-10 Sekunden bis zu 490V anliegen (der Anodenstrom von 4x 1,5mA=6mA liegt erst an, wenn die Röhren warm sind), danach pendelt sich das bei 420 und 382V ein.

Da ich die Lebensdauer der Elkos nicht reduzieren möchte, habe ich drei Zenerdioden 200V+200V+47V mit einem Vorwiderstand hinter die Greinacher geschaltet, um die Spannung zu begrenzen.

Das klappt aber nicht wie gewünscht. Bei 447V Zenerspannung geht die Spannung zu Beginn immer noch deutlich über 450V hoch. Wenn ich den Vorwiderstand so erniedrige, dass die 447V nicht überschritten werden, komme ich statt auf 382V nur auf 360V nach den Siebgliedern.

Ich dachte, an den Zenerdioden fällt immer nur die Zenerspannung ab, wenn die anliegende Spannung über dieser Zenerspannung liegt. Warum ist das hier anders?

Liebe Grüsse

Christian

« Letzte Änderung: 17.12.2025 14:21 von cfortner »

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Offline Helmholtz

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Re: Spannungsbegrenzung mit Zenerdioden
« Antwort #1 am: 17.12.2025 15:38 »
Welche Spannungstoleranz haben die 200V Zeners? Datenblatt?
Hochvolt- Zeners sind nicht sehr präzise.
Bei +5% ist die Spannung schon um 10V höher (pro 200V Zener).
Außerdem dürften sie ohne Last mit 2k2 Vorwiderstand schon an oder knapp über der  Leistungsgrenze von 5W arbeiten.

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Offline stephan61

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Re: Spannungsbegrenzung mit Zenerdioden
« Antwort #2 am: 17.12.2025 15:39 »
Hallo Christian,
wieso nimmst du nicht einfach 3 Elkos mit höherer Spannungsfestigkeit, d.h. min. 500V?

Grüße Stephan
"It must schwing!"

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Offline cfortner

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Re: Spannungsbegrenzung mit Zenerdioden
« Antwort #3 am: 17.12.2025 15:54 »
Hi,

ich habe bislang keine axialen Elkos mit 33uF 550V gefunden...

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Offline cfortner

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Re: Spannungsbegrenzung mit Zenerdioden
« Antwort #4 am: 17.12.2025 16:21 »
Die einzige Möglichkeit wäre das Stacken der 450V-Elkos auf 2x 350V...

Ausserdem steckt auf der Preampplatine ebenfalls ein Elko 450V, der hätte das gleiche Problem.
« Letzte Änderung: 17.12.2025 16:25 von cfortner »

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Offline stephan61

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Re: Spannungsbegrenzung mit Zenerdioden
« Antwort #5 am: 17.12.2025 19:55 »
Hi,

ich habe bislang keine axialen Elkos mit 33uF 550V gefunden...

https://www.tubetown.net/ttstore/de/f-t-33-f-500-volt-axial.html

Die tuns doch auch...
"It must schwing!"

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Offline cfortner

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Re: Spannungsbegrenzung mit Zenerdioden
« Antwort #6 am: 18.12.2025 07:21 »
Moin,

die sind zu gross, ich brauche radiale Elkos.

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Offline Helmholtz

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Re: Spannungsbegrenzung mit Zenerdioden
« Antwort #7 am: 18.12.2025 15:46 »
Die einfachste Lösung wäre, statt der 47V Zener eine mit einer kleineren Spannung zu verwenden. Falls nötig, ganz entfernen.
Du brauchst die Zenerdioden ja vor allem kurzzeitig als Notbremse.
Trotzdem sollte der Maximalstrom von 25mA nicht überschritten werden.
D.h. am 2.2k Vorwiderstand dürfen direkt nach dem Einschalten max. 55V abfallen. Andernfalls muss der Vorwiderstand vergrößert werden.
Wenn die Röhren dann leiten, nimmt der Zenerstrom ab.
« Letzte Änderung: 18.12.2025 17:01 von Helmholtz »

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Offline cfortner

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Re: Spannungsbegrenzung mit Zenerdioden
« Antwort #8 am: 19.12.2025 12:36 »
Danke, dann werde ich mal ohne Last (dann geht die Leerlaufspannung ohne ZD bis ca. 520V hoch) den Widerstand ermitteln, bei der die ZD gerade auf ca. 447V begrenzen. Wenn dann die Last dazukommt und die Spannung unter die 447V sinkt, sollte die Wirkung der ZD ja aufhören.
Tricky, da den richtigen Wert zu finden. Die Widerstände der RC-Glieder möchte ich nicht verringern, um den Brummlevel nicht zu verschlechtern.

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Offline Helmholtz

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Re: Spannungsbegrenzung mit Zenerdioden
« Antwort #9 am: 19.12.2025 17:19 »
Zitat
Die Widerstände der RC-Glieder möchte ich nicht verringern, um den Brummlevel nicht zu verschlechtern.

Die Siebwirkung hängt ab vom  R*C Produkt.
D.h. mit kleinerem Längswiderstand muss man den Siebelko entsprechend vergrößern für gleiche Siebwirkung.

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Offline cfortner

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Re: Spannungsbegrenzung mit Zenerdioden
« Antwort #10 am: 19.12.2025 22:19 »
Jo, muss sehen, ob der Platz reicht.
« Letzte Änderung: Gestern um 08:47 Vormittag von cfortner »