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Technik => Tech-Talk Sicherheit => Thema gestartet von: Günthergünther am 1.10.2015 09:43

Titel: Extrem kompakter Verstärker - ohne galvanische Trennung?
Beitrag von: Günthergünther am 1.10.2015 09:43
Hallo,

da ich das ECC99 Projekt noch weiter in seiner Entwicklung treiben will, möchte ich den Verstärker nun miniaturisieren. Es geht damit los, den gesamten Verstärer freiverdrahtet neu aufzubauen, nun werden auch M55 statt M65 AÜs verwendet. Mit kam der Gedanke, den Verstärker auch trafolos bzw nur mit Heiztrafo und Gittervorspannugserzeugung per kleinen Printtrafo aufzubauen.
Wenn ich von 230V direkt auf den Gleichrichter gehe, habe ich idealerweise 320V zur Verfügung, 300V braucht der Amp, den Rest verbrät ein IRF820 und LM317, das sollte also auch bei 5% Netztoleranz nach unten kein Thema sein.
Es geht mir nun darum, mit welchen Problemen ich zu kämpfen hätte, im Bezug auf die fehlende galvanische Netztrennung.
Wenn ich noch kompakter gehen wöllte, könnte ich auch Heizspannung per Kondensator als kalter Widerstand realisieren und davon dann die Gittervorspannung erzeugen.
Was ist von dieser Idee zu halten, insbesondere im Bezug auf Betriebssicherheit? Schutzklasse 1 würde ja trotzdem eingehalten werden.

Grüße, Thomas
Titel: Re: Extrem kompakter Verstärker - ohne galvanische Trennung?
Beitrag von: doctormolotov am 1.10.2015 12:15
Puh...

Kann das ohne Potentialtrennung überhaupt gehen, daß du zum einen nen Gleichrichter einsetzt und zum anderen dein Massenpotential am Amp an den Schutzleiter anschließt?

Und nur eine Gleichrichterdiode als Schutz zwischen Dir und der wunderbaren Welt der Stromversorgung... ich weiß nicht.
Du faßt ja über die Gitarre direkt an deine Schaltungsmasse dran.

Muß dat denn sein? Ein Röhrenamp möglichst kompakt? Ich versteh daß man das will.. Aber irgendwie gehts mit Röhren halt nicht beliebig klein.. Lieber möglichst viel an Sicherheit...

Gruß Bernhard

Titel: Re: Extrem kompakter Verstärker - ohne galvanische Trennung?
Beitrag von: es345 (†) am 1.10.2015 12:16
Hallo Thomas,

mein dringender Rat: Lass es!!! Spielen wir nur ein paar Aspekte durch.

Heutzutage müssen alle berührbaren metalischen Teile mit Neutral (grün gelb) verbunden sein, dass heisst, entweder das Chassis ist nach aussen komplett nicht berührbar (nicht mit neutral verbunden) oder die Schaltung inklusive Schaltungsmasse darf nicht mit dem Gehäuse verbunden sein.

Als Ergebnis heisst dieses, das der Eingang samt Eingangsbuchse für die Gitarre mit einen Übertrager ausgerüstet sein muss, der die Netzisolationsprüfspannung aushält. Ebenso der Lautsprecherausgang. NFB fällt damit flach.

Potis Achsen? usw...

Nochmal,  lass es, Du riskierst im Zweifelsfalle Leib und Leben.

In verschiedenen englischsprachigen Foren ist mittlerweile sogar jede Diskussion über solch ein Konstrukt verboten.

Gruss Hans- Georg
Titel: Re: Extrem kompakter Verstärker - ohne galvanische Trennung?
Beitrag von: chipsatz am 1.10.2015 13:35
Schutzklasse 1 würde ja trotzdem eingehalten werden.

Wie kommst du denn darauf ???

Gruß mike
Titel: Re: Extrem kompakter Verstärker - ohne galvanische Trennung?
Beitrag von: Günthergünther am 1.10.2015 13:48
Hallo,

der Verstärker soll nicht für Gitarre ausgelegt sein - ich kann nicht mal Gitarre spielen. Eventuell bleibt ein Aufbau wie Studiogeräte, also Eingangsübertrager, der die Phasenumkehr übernimmt und massefreien Lautsprecheranschluss, dafür globale Gegenkopplung von den Anoden der Endröhren zu den Vorröhren und eventuell Kathodengegenkopplung, das ist alles nix neues und in Studiogeräten tausendfach erprobt.

Im Moment bleibt für mich nur die Frage, ob es zu gravierenden Sicherheitslücken kommen könnte. Wenn Masse = Erde, sollten auch keine Probleme auftreten.

Grüße, Thomas

Nachtrag - Chipsatz..
Schutzklasse 1 bedeutet..
Zitat
Alle elektrisch leitfähigen Gehäuseteile des Betriebsmittels sind mit dem Schutzleitersystem der festen Elektroinstallation verbunden, welches sich auf Erdpotential befindet. Bewegliche Geräte der Schutzklasse I haben eine Steckverbindung mit Schutzleiterkontakt, einen Stecker mit Schutzkontakt bzw. in der Schweiz einen dreipoligen Stecker.

Auch elektrische Leistungsmaschinen, wie z.B. Kreissägen, Industriesauger, Bodenschleifgeräte usw. erfüllen ohne galvanische Netztrennung die Schutzklasse 1 dank Schutzleiter.
Titel: Re: Extrem kompakter Verstärker - ohne galvanische Trennung?
Beitrag von: doctormolotov am 1.10.2015 14:00
Tag Thomas,

elektrische Werkzeugmaschinen bringen insofern eine galvanische Netztrennung mit, daß die Stator/Rotorwicklung oder anderes an keinem Punkt elektrische Verbindung zum Gehäuse haben. Genau wie die Primärwicklung im Netztrafo.

Z.B. den 30 VA Ringkern von Dirk gibts fast geschenkt. Alles drin, Hochspannung und Heizung. 35mm hoch, 70mm Durchmesser. Auch nicht viel größer als ein Printtrafo, der den Heizstrom herbringt. Nen Trafo brauchst du ja eh für die Heizung..

Wenn Masse = Erde, sollten auch keine Probleme auftreten.

Wenn Masse = Erde, dann fliegt hoffentlich die Sicherung und wahrscheinlich Du mit nem Stromkrampf durch die Werkstatt. Zeichne dir mal nen Gleichrichter an L/N auf und häng dann PE an den Minusanschluß vom Gleichrichter. Geht nicht! Sobald L - egal wie rum der Stecker eingesteckt ist - in die negative Halbwelle geht, hast Du nen sauber gekämmten und rasierten Kurzschluß von L nach PE.

Die Frage bleibt: Warum sollte man für Bruchteile eines Liters an Platzersparnis ein Risiko für sein Leben auf sich nehmen?

Gruß Bernhard
Titel: Re: Extrem kompakter Verstärker - ohne galvanische Trennung?
Beitrag von: Laurent am 1.10.2015 14:03
Moin Thomas,

Kompakt soll nicht heissen, dass die Sicherheit vernachlaessigt werden soll oder? Ehrlich gesagt, egal ob es fuer dich oder zum Verkaufen sein soll, ich wuerde es nicht machen.
Allein, wenn man danach fragen muss, bedeutet es, dass es problematisch ist. Sobald solche Faelle die Sicherheit betreffen, sollte man keinen Spass machen und an nichts sparen, egal ob Platz, Geld, Zeit oder was auch immer.

Only my 2 cents, wie andere sagen  :angel:

Gruss,
Laurent
Titel: Re: Extrem kompakter Verstärker - ohne galvanische Trennung?
Beitrag von: Günthergünther am 1.10.2015 14:47
Hallo,

stimmt, das hatte ich nicht bedacht - also fällt das schonmal ins Wasser.
es geht hier nicht um den Bruchteil eines Liters, sondern um einen Trafo mit d = 90mm & h = 50mm, das ist schon nicht vernachlässigbar wenig.

Im schlimmsten Falle muss halt ein Schaltnetzteil her, primärgetaktet. Hier habe ich aber wieder große Probleme mit Störfaktoren.

Grüße, Thomas
Titel: Re: Extrem kompakter Verstärker - ohne galvanische Trennung?
Beitrag von: doctormolotov am 1.10.2015 14:53
Ich will ja nicht nerven.... Aber der von Dir vorgeschlagene Trafo hat ein Bauvolumen von 0,318 Litern  ;D
(Klar macht der dann auch das Chassis größer undsoweiter....)

Sag doch mal, warum muß es denn unbedingt so klein sein? Einfach sportlicher Ehrgeiz?

Gruß Bernhard
Titel: Re: Extrem kompakter Verstärker - ohne galvanische Trennung?
Beitrag von: chipsatz am 1.10.2015 15:03
Schutzklasse 1 bedeutet..
Auch elektrische Leistungsmaschinen, wie z.B. Kreissägen, Industriesauger, Bodenschleifgeräte usw. erfüllen ohne galvanische Netztrennung die Schutzklasse 1 dank Schutzleiter.

Es gibt da aber noch einen wichtigen Punkt, und der heißt "Basisisolierung".
Und die gilt auch für Schutzklasse 1.

Gruß mike
Titel: Re: Extrem kompakter Verstärker - ohne galvanische Trennung?
Beitrag von: Günthergünther am 1.10.2015 15:29
Hallo,

das liegt daran, dass ich meine Verstärker etwas anders als normal baue.

Für mich hat nicht der Klang Priorität, sondern

1. bestmögliche objektive Messwerte, wie Klirr, Frequenz-/Phasengang, Dämpfungsfaktor, Intermodulation

2. bestmöglicher Wirkungsgrad im bezug auf N~/P

3. kleinstmöglicher Aufbau.

Die ECC99 Basis eignet sich bis jetzt allem Anschein nach am besten, um diese drei Punkte abzuarbeiten. Der Wirkungsgrad ist mit 33% für einen Triodenverstärker außerordentlich hoch, hier ist die schon Heizleistung schon einberechnet.

Grüße, Thomas
Titel: Re: Extrem kompakter Verstärker - ohne galvanische Trennung?
Beitrag von: bea am 1.10.2015 18:22
Nicht zuletzt wegen Punkt 1 bliebe dann wohl nur der Akkubetrieb (Gleichstromheizung, Fremdspannungsabstand...).
Titel: Re: Extrem kompakter Verstärker - ohne galvanische Trennung?
Beitrag von: SvR am 1.10.2015 18:35
Salü,
Nicht zuletzt wegen Punkt 1 bliebe dann wohl nur der Akkubetrieb (Gleichstromheizung, Fremdspannungsabstand...).
Ich glaube nicht, dass er dann einen kompakteren Aufbau erreicht. Neben den Akkus muss er dann auch noch den Step-Up-Wandler unterbekommen.
Im schlimmsten Falle muss halt ein Schaltnetzteil her, primärgetaktet. Hier habe ich aber wieder große Probleme mit Störfaktoren.
Ein für Röhrenverstärker geeignetes Modul zum Kauf von der Stange habe ich noch nicht gesehen und wer hier fragen muss, welche Risiken es haben könnte, den Trafo wegzulassen und die Netzspannung direkt gleichzurichten, dem traue ich ehrlich gesagt auch nicht Entwicklung und Aufbau eines primärgetakteten Schaltnetzteils zu.
Das ist nicht böse gemeint, aber an erster Stelle deiner Liste sollte immer die Sicherheit stehen!

1. Sicherer Aufbau nach geltenden Vorschriften/Normen!

2. bestmögliche objektive Messwerte, wie Klirr, Frequenz-/Phasengang, Dämpfungsfaktor, Intermodulation

3. bestmöglicher Wirkungsgrad im bezug auf N~/P

4. kleinstmöglicher Aufbau.

mfg Sven
Titel: Re: Extrem kompakter Verstärker - ohne galvanische Trennung?
Beitrag von: user am 1.10.2015 20:44
interessantes Thema , habe ich als kleiner Junge auch mal drüber nachgedacht. Beim letzten Amp (mit NetzTrafo)konnte ich nach der ersten Freiluftverdrahtung, mittels Volume Poti ,die Spannung an den Gitarrensaiten stufenlos bis 250V regeln  ??? ... das war unschön. wenns klein werden soll und die Heizspannung eh aus einem Printtrafo kommt, warum dann nicht noch einen kleineren Printtrafo, mit gleichem Ü-Verhältnis, anders herum hintendran schalten um die Anodenspannung zu erzeugen?
Titel: Re: Extrem kompakter Verstärker - ohne galvanische Trennung?
Beitrag von: doctormolotov am 1.10.2015 21:01
Wenn wir schon bei back to back sind...

Mein neues Baby ist ein SE-Amp mit ner ECC83 und ner EF80 SE-Endstufe. Läuft auf 180V mit 8mA Ruhestrom der Endpenthode, plus Vorstufe. Das geht grade so mit Dirks Vorstufen-Printtrafo.

Hast Du schonmal ne ECC82 PP-Endstufe mit dem Printtrafo durchgespielt? Reichen 600mA Heizung und 15mA Strom aus dem Trafo? Das könnte sicher, kompakt und effizient werden...

Gruß Bernhard
Titel: Re: Extrem kompakter Verstärker - ohne galvanische Trennung?
Beitrag von: bea am 1.10.2015 21:28
... warum dann nicht noch einen kleineren Printtrafo, mit gleichem Ü-Verhältnis, anders herum hintendran schalten um die Anodenspannung zu erzeugen?

Weil das hier in der Vergangenheit schon zu viele gemacht haben?

Zitat
Es geht damit los, den gesamten Verstärer freiverdrahtet neu aufzubauen, nun werden auch M55 statt M65 AÜs verwendet.

Dadurch wird das Gerät zwar möglicherweise kleiner, aber auf jeden Fall auch datenmäßig schlechter werden. Es kann sogar sein, dass man die Bauteile so anordnen muss, dass der Größenunterschied beim AÜ praktisch nicht mehr ins Gewicht fällt.
Titel: Re: Extrem kompakter Verstärker - ohne galvanische Trennung?
Beitrag von: Günthergünther am 2.10.2015 11:17
Hallo,

es geht hier nicht um einen kleinen Verstärker, der mit Dirks Printtrafo auskommt, sondern um einen Gegentakter, der die ECC99 an ihrer Grenze bewegt. Stereo beträgt die Gleichstromaufnahme bei Vollaussteuerung 120mA, an Heizleistung werden 15W benötigt.

Wie war das damals bei Allstromgeräten bzw Geräten mit Spartrafo gelöst? Die hatten auch nie eine galvanische Trennung.

@Sven - so gesehen ist es nicht mal Sicherheitskonform, einen Röhrenverstärker zu betreiben, bei dem die Röhren ungeschützt auf dem Chassis sitzen. M. E. liegen hier Theorie und Praxis relativ weit auseinander. Ein primärgetaktetes Schaltnetzteil zu entwickeln ist tatsächlich eine ziemliche Hürde.

Grüße, Thomas
Titel: Re: Extrem kompakter Verstärker - ohne galvanische Trennung?
Beitrag von: Fody am 2.10.2015 12:49
Hallo,

Zitat
Wie war das damals bei Allstromgeräten bzw Geräten mit Spartrafo gelöst? Die hatten auch nie eine galvanische Trennung.

Mhhh, und wie war das alles mit Asbest, Quecksilber und all dem anderen Gift geregelt?!... Achja, garnicht.
Und was war mit Unfallverhütungsvorschriften und Berufsgenossenschaftliche Auflagen zum Arbeiterschutz?! Achso, die gab es auch nicht!

Jaja, früher war alles besser!

Gruss Casim
Titel: Re: Extrem kompakter Verstärker - ohne galvanische Trennung?
Beitrag von: Holzdruide am 2.10.2015 12:58
Hallo

Interessant wäre eine Statistik wie viele Leute wegen Geräten die heutige Sicherheitsstandards nicht erfüllten im Krankenhaus landeten oder gar zur Radieschen von unten Besichtigung "verlegt wurden"

Gruß Franz
Titel: Re: Extrem kompakter Verstärker - ohne galvanische Trennung?
Beitrag von: Athlord am 2.10.2015 13:26

Wie war das damals bei Allstromgeräten bzw Geräten mit Spartrafo gelöst? Die hatten auch nie eine galvanische Trennung.


....das Chassis war Isoliert eingebaut, so das man dieses nicht berühren konnte.
Heute undenkbar...
Gruss
Jürgen
Titel: Re: Extrem kompakter Verstärker - ohne galvanische Trennung?
Beitrag von: SvR am 2.10.2015 18:12
Salü,
Und nur eine Gleichrichterdiode als Schutz zwischen Dir und der wunderbaren Welt der Stromversorgung... ich weiß nicht.
Die Gleichrichterdiode ist überhaupt kein Schutz!!!
@Sven - so gesehen ist es nicht mal Sicherheitskonform, einen Röhrenverstärker zu betreiben, bei dem die Röhren ungeschützt auf dem Chassis sitzen.
Ich bin auch kein Fan von offen erreichbaren Röhren, dein Vergleich hinkt allerdings etwas. Die Gefahr die davon ausgeht ist aber, solange die Röhren nicht zerbrechen, eher theoretisch. Die Gefahr bei Betrieb ohne Netzttrafo ist aber sehr real! Sobald du den Stecker in die Steckdose steckst, hast du über 300Vs auf den Saiten!

der Verstärker soll nicht für Gitarre ausgelegt sein - ich kann nicht mal Gitarre spielen. Eventuell bleibt ein Aufbau wie Studiogeräte, also Eingangsübertrager, der die Phasenumkehr übernimmt und massefreien Lautsprecheranschluss, dafür globale Gegenkopplung von den Anoden der Endröhren zu den Vorröhren und eventuell Kathodengegenkopplung, das ist alles nix neues und in Studiogeräten tausendfach erprobt.

Im Moment bleibt für mich nur die Frage, ob es zu gravierenden Sicherheitslücken kommen könnte. Wenn Masse = Erde, sollten auch keine Probleme auftreten.
Auch das wird nicht funktionieren. Wenn du Schaltungsmasse mit Erde verbindest, erzeugen dir die Gleichrichterdioden bei einer Halbwelle einen ordentlichen Kurzschluss zwischen Phase und Neutralleiter und die Sicherung verabschiedet sich.
mfg Sven
Titel: Re: Extrem kompakter Verstärker - ohne galvanische Trennung?
Beitrag von: Wuffenberg am 26.11.2015 06:08
....das Chassis war Isoliert eingebaut, so das man dieses nicht berühren konnte.
Heute undenkbar...
Gruss
Jürgen

Und darüber hinaus hing an diesen Fernsehern auch keine Gitarre und auch keine Lautsprecherbox. Die einzige Verbindung zur Aussenwelt war der Antennenanschluss, und da hats schon oft unangenehm gekribbelt, wenn man versuchte, hinterm Gerät das Antennenkabel in die Buchse zu fummeln. Ich hab naemlich drei solcher Allstromer in meiner Sammlung.

Also ich kann auch nur abraten. Ein Verstärker hat "Interfaces" zu seinem Benutzer, und da möchte ich keine Netzpotential in der Nähe haben.