Röhre > PCL805 heizen mit Stromquelle erforderlich?

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Mr.SNT
Stammgast

#1 erstellt: 24. Feb 2009, 15:16

Hallo DIY's

nachdem ich einen Aufbau mit der PCl805 gemacht habe, habe ich mir mal die Frage gestellt, was denn eigentlich die unübliche Vorgabe im Datenblatt sein soll, die vorgibt daß man hier mit einem konstantem Strom heizen soll:

Ich kann mir nur erklären, daß der Glühdraht offensichtlich im Vergleich zu spannungsgeheizten Röhren eine höhere Widerstandstoleranz aufweist, und daher auf Grund im Datenblatt folgenden Spezifikationsdaten auf den Heizstrom bezogen hat. Der Strom ist ja eigentlich für die Stärke der Elektronenemission zuständig und nicht die Spannung. Oder hatte man Probleme beim Einschalten: Durchbrennen durch den Einschaltkaltwiderstand?

Damit könnte ich mir die Frage selber beantworten, falls die Antwort richtig ist, aber..

..wieso macht man sowas? Üblich sind spannungsgeheizte Röhren die direkt an der Sekundärwicklung des Netztrafos anliegen. Die Vorgabe, die Heizung aus einer Stromquelle zu betreiben, ergibt doch einen komplexeren Schaltungsaufwand, es ein denn man erzeugt eine Stromquelle aus einer hohen Spannung mit massiv verlustbehafteten Serienwiderstand.

Über welche Stromquellenschaltung hat die PCL805 in den Fernsehschaltungen Ihren Heizstrom bekommen? Muß man denn wirklich die Röhre mit einer genauen Stromquelle (+-5%)betreiben?

Grüße und vielen Dank für Eure Antworten.

Mülleimer
Hat sich gelöscht

#2 erstellt: 24. Feb 2009, 16:02

Hallo Mr.SNT,

Der Heizstrom ist nicht alleine für die Elektronenemission verantwortlich, sondern die Temperatur des Heizfadens, und die hängt neben seinen Abmessungen von der Heizleistung ab, also von Strom und Spannung.

Die serienbetriebenen P-Röhren können direkt an der Netzspannung betrieben werden, wenn es genug sind. So wurde es in den alten Fernsehern gemacht. U.U. ist z.B. noch ein 4,7µF - Kondensator in Reihe geschaltet. Der Einschaltstrom war dadurch keineswegs konstant, im Gegenteil, beim Einschalten gab es erstmal eine kräftige Aufheizung, was sich durch helles Aufglühen der Röhren bemerkbar machte - das ist klar, denn ein Heizwendel als Vorwiderstand wirkt wie ein PTC.

Die PCL805 hat 17,5V/0,3A. Bei einer Serienschaltung ist die Spannung in der Tat irrelevant, weil nur ein Strom fließt. Welche Spannungen dabei anfallen ist nebensächlich.

Grüße
Mülleimer

Mr.SNT
Stammgast

#3 erstellt: 24. Feb 2009, 16:33

Hallo Mülleimer,

vielen Dank. Wußte nicht, das man alle in Reihe direkt ans Netz geschaltet hat.

Allerdings: Wie sollen dann eigentlich in der Serienschaltung die geforderten 0,3A wirklich eingehalten werden, wenn nicht durch die gleichgerichtete und gesiebte Netzspannung? (Betonung auf Spannung) Mit einem kleinen Trimmer als Vorwiderstand? Der kann dann allerdings nicht so hochohmig gewesen sein, daß die Schaltung als Stromquelle wirkt.

Muß ich also wirklich für meine eine Röhre den Aufwand treiben, vor meine Spannungsquelle eine Strombegrenzung/regelung zu schalten? Ich verstehe es eigentlich nicht so ganz, wieso man genau 0,3A vorschreibt.

Ist das vieleicht nur ein Hinweis, daß man bei der Hintereinanderschaltung die Spannungsabweichungungen der Heizwendeln nicht beachten muß, solange der Strom 0,3A (+-vielleicht 10%)bleibt. Falls das nur so gemeint wäre, dann dürfte man wenn man nicht in Serie schaltet auch die Wendel an einer Spannungsquelle betreiben und diese So einstellen, das die 0,3A rauskommen. Wie auch immer: irgendwie ungenau.

Meine Messungen zeigten, daß +- ein Volt die Heizspannung nur sehr gering variierte. das spricht doch für die Möglichkeit die Heizung auch an einer Spannungsquelle zu betreiben.

Gruß

[Beitrag von Mr.SNT am 24. Feb 2009, 20:33 bearbeitet]

pelowski
Hat sich gelöscht

#4 erstellt: 24. Feb 2009, 21:00

@ Mr.SNT

Kurze Ergänzung: Wie Mülleimer ja schon sagte, die P - Röhrenserie wurde für die Reihenschaltung in TVs entwickelt.

Der Unterschied (zur E - Serie beispielsweise) liegt nur in der Definition/Spezifikation der Heizung.

D.h., die richtige Kathodentemperatur wird bei den Röhren, bei denen eine Heizspannung angegeben ist, eben bei dieser erreicht. Der Strom ist nur informativ angegeben.
Bei P,U,V... Röhren gilt das äquivalent für den Strom.

Selbsverständlich kannst Du die Röhre aus einer Spannung speisen. Du mußt diese nur so einstellen, daß eben der geforderte Strom fließt.
Problematisch kann es werden, wenn Du z.B. in einer Schaltung 3 P-Röhren hast. Bei Parallelschaltung bekommen diese dann zu unterschiedliche Ströme und für eine Reihenschaltung direkt am Netz mußt Du sehr viel Leistung über einen Vorwiderstand "verheizen".

Im Interesse der Lebensdauer der Röhre sollte der Strom (oder die Spannung)+/- 5% eingehalten werden.

Grüße - Manfred

Mr.SNT
Stammgast

#5 erstellt: 25. Feb 2009, 12:53

Hallo Pelowsky,

vielen Dank für Deine Antwort.

Muß ich bei den seriengespeisten Röhren nicht etwas mehr darauf achten, daß die Heizwendel beim Einschalten nicht durchbrennt, also zumindest in der Startupphase eine Strombegrenzung vornehmen?

Solch ein Fall wäre zum Beispiel der Betrieb an einem großem Trafo der eine verhältnismäßig geringen Innenwiderstand aufweist und daher den etwa 8-fach höheren Einschaltheizstrom (Rheiz pcl805 kalt ist 8Ohm) auch zulässt. Ich bin mir nicht sicher, aber ich weiss nicht ob bei 'spannungsgeheizten' Röhren die Heizspannungsqulellimpedanz einen bestimmten Minimalwert nicht unterschreiten darf. Obwohl.. laut Spec wäre auch 0Ohm möglich, da ja die Heizspannung gemäß Datenblatt sofort anliegen darf. Dabei wäre die Verlustleistung im Einschaltmomenet also für einige Sekunden ca 8 mal so hoch. Bei ca 5W Nominal auf 40W für einige Sekunden ist schon eine Menge. Da muß der PTC Einfluß schon sehr schnell wirken um diese Leistung zu reduzieren. Auf der anderen Seite haben Halogenglühlampen einen ähnlich niedrigen kaltwiderstand, die heizen aber schneller auf.

Was ich eigentlich andeuten will: Möglicherweise sind 'stromgeheizte' Röhren mit einem vergleichsweise geringer ausgeprägten PTC Verhalten entwickelt worden?

Ich werde mal eine Röhre ausmessen und hier posten.

Gruß

[Beitrag von Mr.SNT am 25. Feb 2009, 12:54 bearbeitet]

Mülleimer
Hat sich gelöscht

#6 erstellt: 25. Feb 2009, 15:13

Ich habe z.b. eine 18V/0,1A - Glühbirne und eine mit 6V/0,1A, außerdem hätte ich noch eine mit 6V/0,7 A.

Und jetzt die Preisfrage:
Welche von denen kann man in Reihe schalten?
Brauchen die eine Strombegrenzung und wenn ja warum nicht?

pelowski
Hat sich gelöscht

#7 erstellt: 25. Feb 2009, 15:34

Und jetzt die Preisfrage

Was gibts denn für einen Preis?

Du kannst die beiden 0,1er in Reihe schalten. Da aber solche Lämpchen keine Präzisionsteile sind, werden sich bei einem eingestellten Strom von 100mA vermutlich abweichende Spannungen als 18 bzw. 6V über den Lampen messen lassen.

Generell: Die Angst vor dem Einschaltstromstoß ist wird oft übertrieben. Das darum, weil ja der Strom den Glüh/Heizfaden dadurch durchbrennen lässt, daß dieser zu heiß wird. Wenn er heiß ist, hat er aber auch einen deutlich höheren Widerstand.
Das Problem besteht nur darin, daß es eine Zeitkonstante gibt, die ein "Überschwingen" des Stroms und damit auch der Temperatur bewirkt. Diese ist aber - je nach Konstruktion - ziemlich klein und wird im allgemeinen in Kauf genommen.

Grüße - Manfred

Mülleimer
Hat sich gelöscht

#8 erstellt: 25. Feb 2009, 15:54

pelowski schrieb:

Und jetzt die Preisfrage

Was gibts denn für einen Preis?

Du kannst Dir ´ne große Tüte alter Röhren bei mir abholen

. Über die Frage sollte aber eigentlich Mr. SNT nachdenken.

Ja, toll. Und bei eingestellter Spannung werden sich vermutlich kein 0,1A einstellen.

Ich schätze, das eine mal kommt es auf die Glühdrahtdicke an und das andere mal auf die Länge.
Die Drahtdicke wird wohl das geringere Problem sein. Demzufolge wird sich bei eingestelltem Strom bei P-Röhren vermutlich immer die richtige Emission(Temperatur) einstellen. Je größer der Innenwiderstand der Quelle, desto besser. @Mr.SNT: Versuch´ es doch mal mit einer Drossel!

Mr.SNT
Stammgast

#9 erstellt: 25. Feb 2009, 16:50

Hi,

eine Drossel wäre ja ein Monster wenn sie als Stromquelle den Strom begrenzen soll. Außerdem möchte ich mit Gleichspannung heizen, da eh vorhanden. Auch für den Einschaltstrom wäre die Drossel extrem groß zu dimensionieren.

Trotzdem ein innovativer Ansatz.

Die Vermessung einer PCL805 zeigte daß der Heizstrombereich von 0,3A+-5% mit etwa 18V +-9% Heizspannung erreicht wird.

Ich werde also die Heizung über einen niederohmigen also verlustarmen Serientrimmer bei genau 230V Netzspannung auf genau 0,3A einstellen und alle röhren in Serie schalten und dann das Ganze an die Sekundärspannung des Trafos hängen.

Ich rechne damit, daß die Netzspannungschwankungen sehr gering sind und auch nur vor kurzer Zeit, da ich in einem reinen Wohngebiet wohne. Natürlich nur solange der 1000W Klasse-A OTL ausgeschaltet bleibt.

Ich denke so wäre der Verstärker richtig beheizt.

Vielen Dank und Grüße

[Beitrag von Mr.SNT am 25. Feb 2009, 16:52 bearbeitet]

krachkiste
Stammgast

#10 erstellt: 25. Feb 2009, 17:39

Mr.SNT schrieb:

Ich werde also die Heizung über einen niederohmigen also verlustarmen Serientrimmer bei genau 230V Netzspannung auf genau 0,3A einstellen und alle röhren in Serie schalten und dann das Ganze an die Sekundärspannung des Trafos hängen.

Es reicht zwar, wenn du weißt was du damit meinst, aber für mich ergibt dieser Satz irgendwie keinen Sinn.

Alle Röhrenheizungen in reihe schalten, verständlich, ist ja auch so gedacht.
Diese Reihenschaltung der Röhrenheizungen an eine endsprechende Sekundärspannung eines Trafos hängen, auch verständlich.

Aber was hast du mit dem Trimmer vor?
Dessen Widerstand wäre bei 230V und 0.3A ja fest gegeben zu 230/0.3 Ohm = 766.7 Ohm.
Oder willst du mit den Röhren an der Sekundärseite einen Trimmer in serie zur Primärwicklung schalten, so dass du damit auf der Sekseite dann auf 0.3A einstellen kannst?
Oder noch anders?

Würd mich interessieren wie das gemeint ist.

Mr.SNT
Stammgast

#11 erstellt: 26. Feb 2009, 10:48

krachkiste schrieb:

Mr.SNT schrieb:

Ja, das meine ich (Unterstrichen)

pelowski
Hat sich gelöscht

#12 erstellt: 26. Feb 2009, 12:08

Hallo Mr.SNT,

Was Du tun willst, ist zwar möglich, allerdings etwas unüblich.

Du willst Deine Röhre(n?) doch sowieso mit Gleichstrom
heizen, da kannst Du doch einen LM317 o.ä. verwenden, die Ausgangsspannung so einstellen, daß die geforderten 300mA fließen. Oder Du schaltest den gleich als Konstantstromquelle:

http://www.elektronik-kompendium.de/public/schaerer/ureg3pin.htm - Bild 6.2

Grüße - Manfred

Mr.SNT
Stammgast

#13 erstellt: 26. Feb 2009, 13:07

Hi Pelowski,

die LM-Stromquelle hatte ich schon in der Hinterhand, ist auch eine sehr preisgünstige Lösung unter glaub 0,3€, die 2V Dropspannung ergäben dann mit 0,3A allerdings 0,6W. Der Chip sollte dann schon lästigerweise an ein Kühlblech, da im Geräteinneren 70°C sein werden. Außerdem ist dann auch noch auf die Spannungsfestigkeit von max 40V zu achten. Momentan habe ich für Stereo also 2 Röhren serientechnisch in Serie also typ. etwa 38V am LM beim Einschalten (kaltwiderstand vernachlässigt) . Da muß ich dann schon eine Z-Diode parallelegen, damit Netztransienten nicht da empflindliche Chip schiessen. Insgesamt wirds dann schon verhältnismäßig aufwendig.

Die Widerstandslösung wäre natürlich kein Trimmer, sondern ein blanker Widerstand, da ich eigentlich kaum unterschiedliche Widerstände erwarte. Der Widerstand wäre dann thermisch besser belastbarer und käme ohne Kühlblech aus und außerdem:

Ein bischen weniger Sand im Verstärker sieht doch gleich besser aus, sonst kann ich gleich bei meinem Klass-D weiterentwickeln. Es ist vielleicht etwas übertrieben, aber ich versuche immer bereits in den Teilentwicklungen an Bauteilen zu sparen, denn beim Bestücken der Leisterplatte nervt mich echt jedes Teil.

Liegt vielleicht daran, daß ich in der Automobilindustrie arbeite