Kondensatoren haben in unseren Verstärkern die Aufgabe, den nach der Gleichrichtung entstehenden "halb-sinusförmigen" Spannungsverlauf zu glätten , damit eine möglichst konstante Gleichspannung mit so wenig Brummspannungsanteil am Ausgang des Netzteiles abgegeben wird, dass keine Störungen durch eine im Takt der Netzfrequenz schwankende überlagerte Wechselspannung im Lautsprecher hörbar werden, auch bekannt als Netzbrummen.
Für die Siebkette nimmt man Elkos, die parallel zur Spannungsversorgung hinter den Gleichrichter geschaltet werden. Am Anfang der Siebkette ist der Ladeelko. Während der ansteigenden Spannungsflanke wird dieser Kondensator aufgeladen, und speichert die Energie, in dem Moment wo die Spannung am Gleichrichter wieder abfällt, gibt er die gespeicherte Energie wieder ab. Dieser Vorgang läuft bei einer Doppelweg-Gleichrichtung z.B. mit einem Brückengleichrichter oder z.B. einer EZ81 Zweiweg-Gleichrichterröhre doppelt so oft ab wie die Netzfrequenz, also mit 100Hz, sprich 100 mal pro Sekunde. Nach dem zwischen beide Kondensatoren geschaltetem Widerstand oder der Drossel zur weiteren Verminderung des Wechselstromanteils kommt der Siebelko. Dieser glättet die Spannung nochmals. Größere Kapazitäten ergeben bessere Glättung, aber hohe Kapazitäten bei den geforderten Spannungsfestigkeiten sind bei Elkos teuer.
Dies war schon immer so, und ist auch ein Grund warum die meisten alten Röhrenradios, insbesondere die ersten Nachkriegsmodelle bei genauem Hinhören immer einen gewissen Restbrumm hatten. Man dimensionierte aufgrund der Kosten die Kondensatoren bei der Konstruktion einfacher, günstiger Radios so klein wie eben möglich. Kondensatoren zählten in dieser Zeit zu den teuersten Einzelteilen eines Empfängers überhaupt.
Aufpassen heißt es auch bei der Dimensionierung des vorgeschalteten Gleichrichters, denn im Moment des Einschaltens sind die Kondensatoren im Netzteil leer, und ziehen den vollen Strom, bis die normalen Betriebsparameter erreicht sind.
Diodengleichrichter sind mit ausreichender Strombelastbarkeit zu dimensionieren.
Auch bei Röhrengleichrichtung heißt es obacht geben, durch den hohen Einschaltstrom kann die Röhre u.U. überlastet und beschädigt werden, mit der Konsequenz dass die Lebensdauer stark abnimmt. In den Datenblättern ist deshalb oft eine max. Kapazität des Ladeelkos angegeben, um die Belastung beim Einschalten zu begrenzen. Für eine EZ81 wird z.B. in den meisten Datenblättern eine max. Kapazität von 50µF angegeben.
Beachten Sie unbedingt die nötige Spannungsfestigkeit ! Reserve ist nötig. Auch wenn die Schaltung grundsätzlich bei 250 Volt arbeitet, entstehen schnell im Netzteil Spannungen jenseits von 320 Volt, wenn z.B. nach dem Einschalten beim Halbleitergleichrichter sofort die volle Spannung geliefert wird, die Schaltung aber noch keinen Strom zieht, weil die Endröhren ja erst noch aufheizen müssen.
Oder wenn sich mal ein Kabel löst, oder die (hoffentlich vorhandene) Sicherung in der Schaltungsversorgung angesprochen hat weil irgendwo ein Strom fließt wo er nicht hin soll :-) und das Netzteil im Leerlauf arbeitet, entstehen ebenfalls deutlich höhere Spannungen als im normalen Betrieb.
Elkos die nicht spannungsfest genug sind, kochen und bersten dann. Das flüssige Elektrolyt tritt dann mit großer Wucht aus und vers... Verstärker oder Möbel. Auch akustisch ist das Bersten nicht gerade angenehm. Wer`s selbst erlebt hat, weiß was ich meine...
Rechnen Sie mindestens mit der 1,5 fachen Betriebsspannung. Wenn die Schaltung auf 250 Volt arbeitet, sind Kondensatoren mit 400Volt Spannungsfestigkeit kein Luxus, sondern unbedingt erforderlich.
Bei den Kathodenelkos der Röhren sind niedrigere Spannungswerte ausreichend, da der Spannungsabfall meist nur einige Volt beträgt. Aber auch hier dimensioniere ich immer großzügig, weil es Pfennigkram (ähm Centkram...) ist. Wenn 16 Volt ausreichen, und der 47µF Elko der Endröhre dann 25 Cent kostet kann ich besser einen mit 63 oder 100 Volt nehmen, der kostet dann 10 Cent mehr. Dafür bin ich dann aber immer auf der sicheren Seite, wenn in der Schaltung ein Defekt eintritt, und die Spannung da irgendwo deswegen hochläuft.
In den unteren Spannungsbereichen sind Kosten für Elkos kein Thema.
Beachten Sie auch unbedingt beim Einbau die Polarität der Elkos!
Denken Sie auch immer daran, dass Kondensatoren die Energie lange speichern. Ganz lange. Auch bei ausgeschaltetem Gerät kann nach Wochen im Hochspannungsbereich des Netzteils und des Verstärkers eine lebensgefährliche Spannung vorhanden sein. Bevor Sie in diesen Bereichen löten oder arbeiten ,unbedingt die Restspannung messen, und den Kondensator ggf. mit einem 100 KOhm Widerstand und zwei ISOLIERTEN Krokoklemmen entladen.
In meinen Schaltungen setze ich in meinen Netzteilen immer einen parallel geschalteten 220-400KOhm Widerstand ein, im normalen Betrieb macht das nichts aus, da die Schaltung die Energie aufnimmt. Wenn dann die Spannungsversorgung abgeschaltet wird (beim Ausschalten des Geräts) entladen sich die Kondensatoren binnen weniger Minuten auf ein ungefährliches Potential.
Dieser "Entlade-Widerstand" ist ein unbedingtes Muss in einer modernen Schaltung, und gehört auf jeden Fall dort rein. Das dient Ihrer Sicherheit ganz erheblich !!
