Питание электронных вакуумных ламп в усилителе

[jsts]

Народ, привет! Я новичок в электронике, но тут пришлось начать кое с чем разбираться.

Достался мне б/у усилитель для электростатических наушников — Stax SRM-600. Принципиальная схема отсутствует. Усилителю 10 лет. По рекомендациям я заменил на нём все электролитические конденсаторы.




Включил — всё работает. Но решил проверить температуру замененных конденсаторов и на одном из них заметил, что он греется. Не то чтобы сильно, градусов 55С, но сам факт.

Оригинальный конденсатор — ELNA RJ4 4700мкф 10В
Замененный — на 4700мкф/10В, Jamicon серии ТК — TKR472M1AJ26.

Почитал форум, понял, что это дешевое г...но и поменял на Panasonic EEUFR1A472L 4700мкф 10В (Low ESR и вообще, дорогой блин).

Панасоник греется точно так же, как Джамикон. При этом грелся ли ранее оригинальный конденсатор я не знаю, не обратил внимания.

Накидал схемку блока питания нитей накаливания ламп. Греется первый после выпрямляющих диодов сглаживающий конденсатор. Измеренные напряжения также показаны.




Лампа на 6.3 В, но почему-то на неё приходит стабильно 6.15. Возможно, так задумано производителем (для увеличения срока службы).

В этой связи вопрос к знатокам: как полагаете, это нормальное состояние конденсатора? И вообще схемы в целом? Я понимаю, что там высокие пульсации, но посмотрите характеристики установленного сейчас конденсатора — EEUFR1A472L и оригинального: новый значительно превосходит оригинал. Из чего я подозреваю, что нагрев конденсатора допускается производителем и является нормальным его состоянием. Ошибаюсь?

[mellowman]

Сам конденсатор почти точно не греется. Что-то рядом сильно горячее (например, njm2388) греет его, что ему на самом деле на пользу. Т.к. он в тепле работает лучше, но живёт чуть поменьше

[jett]

Греются или диоды выпрямителя, или стаб. Для конденсатора, особенно если он на 105 градусов, ничего страшного.

[jsts]

Диоды Шоттки холодные. Регуляторы напряжения тёплые, там ток небольшой всего около 800 мА максимум (согласно даташиту на лампу). Рядом ничего горячего нет кроме ламп (горячие) и анодных резисторов (почти горячие, но это их нормальное состояние). То есть, это точно греется сам конденсатор.

Я почему беспокоюсь: при комнатной температуре и при закрытой крышке температура внутри усилителя (недалеко от ламп) около 65С. У меня закрались сомнения, что я неверно подобрал какие-то из 11 замененных конденсаторов и, возможно, какой-то из них неверно сглаживает пульсации (например, два оригинальных конденсатора в другой цепи были на 16мкф/50В, я заменил на 22мкф/50В — возможно, нельзя было повышать емкость), что приводит к излишней нагрузке на самый первый (4700мкф/10В) в этой цепи, отчего он и греется.

Но, похоже, таков дизайн схемотехники. Спасибо.

[stan marsh]

То есть, это точно греется сам конденсатор.

Не может он греться. Не должен. С чего? Если только у него утечка космическая, но это вряд ли. Меня бы этот эффект обеспокоил.

[jsts]

Да вот и меня беспокоит. Усилитель играет, всё нормально, визуально всё хорошо. Но касаюсь пальцем верхней крышки конденсатора - сначала просто теплый, потом всё теплее и теплее и через 10-12 часов температура доходит до 55C при открытой крышке усилителя.

Часто ли такое бывает в усилителях? Сталкивался ли кто с подобным поведением?

Да, это полностью балансный усилитель с обратной связью и на "земле" (GROUND, COMMON) -350 вольт. Похоже, там все цепи влияют друг на друга и я уже в качестве бреда думаю, что если пошел "перекос" на "земле", то это может влиять и на работу этого конденсатора. Например, какой-нибудь "обратный ток". Но я не электротехник, мне сложно понять все взаимосвязи...

[Dmitry_N]

ESR измерить не пробовали?

[Юрий_Б]

А напряжение не пробовали на нем замерить. Диоды за одно проверьте.

[BC]

По рекомендациям я заменил на нём все электролитические конденсаторы.

Такие рекомендации мог дать только идиот. Следовать им может только второй идиот. Самое лучшее, что ты сейчас можешь сделать- вернуть Эльны обратно.

[frezer]

А напряжение не пробовали на нем замерить.

Лучше не замерить, а осциллографом посмотреть. Там может быть близко к предельному для конденсатора 10 В. Замените на конденсатор 16 В.

[Alex]

Offтопик:

Самое лучшее, что ты сейчас можешь сделать- вернуть Эльны обратно.

Нет, самое лучшеее - это найти специалиста, и чтобы уже вернул все что надо на место.

P.S. Не радиолюбителя, это слово - ругательтсво.

[SSV]

Греется конденсатор из-за больших пульсаций напряжения на нем. Любой будет греться, увеличьте емкость чтобы снизить нагрев.

[frezer]

Греется конденсатор из-за больших пульсаций напряжения на нем. Любой будет греться, увеличьте емкость чтобы снизить нагрев.

Только не ёмкость, а напряжение!

[jsts]

Снова. Усилителю 10 лет. Усилитель класса "А". На схеме 11 электролитов:

4 шт. ELNA LAH400V221MS36 220мкф 400V 25х45mm/10mm <--- Rated ripple current (RRC Arms) = 0.87
http://www.elna.co.jp/en/capacitor/a.../pdf/lah_e.pdf

1 шт. ELNA RJ4 RJ410V472MH3 4700мкф 10V 12.5x25mm/5.0mm <--- RRC = 1250 & ESR = 0.11
http://www.elna.co.jp/en/capacitor/a.../pdf/rj4_e.pdf

2 шт. ELNA RC3-16V470MF0 47мкф 16V 85°C 6.3x5.0mm/2.5mm (RC3 F0 Blue 85°C) <--- RRC at 85°C = 70
http://www.elna.co.jp/en/capacitor/a.../pdf/rc3_e.pdf

2 шт. SANYO 35ME470HC 470мкф 35V 10х16mm/5.0mm (S.E.8N Black 85°C Standard series) <--- RRC = 585
https://www.sunelec.co.jp/common/pdf/eng/ME-HC.pdf

2 шт. ELNA RC3-50V100MF0 10мкф 50V 85°C 6.3x5.0mm/2.5mm (RC3 F0 Blue 85°C) <--- RRC at 85°C = 40
http://www.elna.co.jp/en/capacitor/a.../pdf/rc3_e.pdf


1.

Два из четырёх ELNA LAH400V221MS36 220мкф 400V вздулись и потеряли емкость (было достоверно измерено + в наушниках после включения усилителя в течение 5-10 минут были слышны потрескивания/шорохи). Оставшиеся два не вздулись, но потеряли емкость на 10% - до 195мкф. Очевидно, требовалась замена. По общим рекомендациям, при замене части электролитов в цепи меняются все. Оригиналы я нигде найти не смог, поэтому 4 высоковольтных конденсатора 220мкф 400V блока питания были заменены на аналог:

TDK/EPCOS B43642B9227M0 220мкф 400V 25x35mm/10mm <--- RRC = 1.03 & ESR at 100 Hz = 460 & Impedance = 680
https://www.tdk-electronics.tdk.com/...aec/B43642.pdf

Как видно из характеристик, замененный конденсатор превосходит оригинальный по всем параметрам. После замены этих конденсаторов потрескивания/шорохи в наушниках пропали.


2.

После замены первых конденсаторов и исходя из даташита на них (время работы до потери емкости) стало понятно, что усилитель эксплуатировался часто и подолгу. В этой связи возникла мысль, что оставшиеся электролиты если и выполняют свою работу, то вероятность их скорого выхода (в ближайшие 2-4 года) из строя/потери емкости при дальнейшей эксплуатации по 10-12 часов в день значительно выше, нежели с новыми. С учётом того, что температура воздуха внутри усилителя при его нормальной работе доходит до 65С, после предварительного рассмотрения всех номиналов по даташитам и подбора имеющихся в магазинах аналогов была предложена замена оставшихся электролитов.

Сначала конденсатор ELNA RJ410V472MH3 4700мкф 10V был заменен

на Jamicon TKR472M1AJ26 4700мкф 10V
http://www.jamicon.msk.ru/files/pdf/jamicon_tk.pdf

Как видно из характеристик, это конденсаторы стандартных серий на 105С и без изысков. Dissipation Factor + Coefficient of Frequency for Rated Ripple Current + Max Ripple Current совпадают или различаются незначительно.


В этот же момент также были заменены

SANYO 35ME470HC 470мкф 35V 85°C (на моей схеме в первом сообщении темы отсутсвует, стоят в другой цепи)
на TDK/EPCOS B41888C7477M000 470мкф 35V 10х20mm/5.0mm (B41888C7477M000) Orange <--- RRC = 1500 & ESR at 10 kHz = 0.050 & Impedance = 0.046
https://www.tdk-electronics.tdk.com/...aec/B41888.pdf

и ELNA RC3-16V470MF0 47мкф 16V 85°C
на HITANO E5R 47мкф 25V 105°C 6.3x5.0mm/2.5mm <--- RRC at 105°C = 60
http://www.hitano.com.tw/wp-content/...R_20160815.pdf

Как видно, характеристики совпадают или различаются в лучшую сторону.

Усилитель включился и работал нормально.



3.

Последними должны были заменяться ELNA RC3-50V100MF0 10мкф 50V 85°C (на моей схеме в первом сообщении темы отсутсвует, стоят в другой цепи). Перед их заменой я и обратил внимание на греющийся Jamicon TKR472M1AJ26. Перепроверив номиналы/характеристики/полярность/почитав форум я подумал, что Джамикон не тянет нагрузку (хотя, с чего бы?) и решил заменить его на гарантированно лучший (и более дорогой) по классу

Panasonic EEUFR1A472L 4700мкф 10V 12.5x30mm/5.0mm <--- RRC = 3630 & Impedance = 0.013
https://industrial.panasonic.com/cdb...A0000C1259.pdf

RRC выше оригинального в 3 раза, низкий ESR и импеданс, соответственно.

После замены ничего не изменилось: Панасоник грелся точно так же, как и ранее установленный Джамикон. С учётом того, что до всех замен я не измерял температуру данной заменённой Элны, а перепаивать всё обратно не видел смысла, потому как вижу цифры даташитов производителей, то заменил оставшиеся

ELNA RC3-50V100MF0 10мкф 50V 85°C
на ELZET CD50H 22мкф 50V 105°C 6.3x5.0mm/2.5mm <--- RRC at 105°C = 40
http://elzet.ru/image/catalog/products/pdf/cd50h.pdf




В целом, это всё. Усилитель работает, всё играет хорошо. Все электролиты, кроме Panasonic EEUFR1A472L 4700мкф 10V, холодные. Если бы я не дотронулся до этого конденсатора вообще, то он бы сейчас грелся и я бы об этом не знал и не морочился. Но судьба сложилась иначе

Я могу заменить этот конденсатор на 5800мкф 16V, но возникают вопросы:

- грелся ли оригинальный конденсатор? Если да, то по какой причинине производитель принял это как нормальное решение?
- почему производитель в этом случае применил 4700мкф 10V стандартной серии (не с низким ESR)?
- почему после замены на гарантированно лучший по характеристикам конденсатор с теми же номиналами он продолжает греться?
- после конденсатора стоит регулятор напряжения, содержащий 2 транзистора. Увеличение емкости может привести к выходу регулятора из строя?


Я на 99,99% уверен, что если я верну обратно Элну, он будет греться точно так же. Если теорию не смогу понять, то для того, чтобы убедиться, что это такой дизайн схемотехники и морочиться не нужно, я верну Элну обратно. Если он не будет греться, то я смогу это объяснить лишь Чудом.

[jsts]

А напряжение не пробовали на нем замерить. Диоды за одно проверьте.

Да, на диоды я тоже грешил. Думал, может один из них пробило и работает только один в одном полупериоде, что приводит к повышенным пульсациям и нагреву конденсатора. Но нет: диоды я выпаивал и проверял - оба работают - в одну сторону звонятся, в другую - нет.

Все измерения напряжения на диодах/цепях/конденсаторах указаны мною на схеме выше.

[VladimirV]

Если теорию не смогу понять,

Теория проста - утечки. Конденсатор работает на пределе. При номинале в 10В на нем сколько? 9В? Плюс пульсации.
Нафига так было делать? Запас то должен быть!

[VladimirV]

ну какие там утечки?

Обыкновенные. Конденсатор работает на верхнем пределе. Тоу утечки можно тупо измерить. Если есть интерес.
Но я никогда не ставлю номинал электролита вровень с напряжением на нем. Ибо всегда есть технологический разброс - на это существует расчетный запас.

[jsts]

На конденсаторе 6.80-6.83 вольта стабильно.

[Юрий_Б]

На конденсаторе 6.80-6.83 вольта стабильно.

Что то маловато, должно около 9 вольт быть, замените на другой, была у меня такая хрень , по прибору все гладко, в схеме начинал греться. ROE даже фирмовые частенько грешат.

[Сергей Ал.]

На конденсаторе 6.80-6.83 вольта стабильно.

Под нагрузкой, т.е. лампы на месте, накал работает?
Вообще неплохо бы посмотреть осциллографом.
Как вариант - у конденсаторов не очень с рипплом (ripple current).