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TPS-300: Alternative Ausgangsspannungen
TPS-300: Die Schaltung des Hochspannungsreglers
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TPS-300

Teil 2: Alternative Ausgangsspannungen

 
In den letzten Monaten gab es immer wieder Anfragen, ob das TPS auch mit anderen Ausgangsspannungen als den angebotenen 300 Volt erhältlich sei, und die klare Antwort darauf lautet: Ja, selbstverständlich. Nachdem wir im letzten Blog die Schaltung des Hochspannungsreglers untersucht haben, sollte es nun ein Leichtes sein, den Regler auf alternative Ausgangsspannungen einzustellen.
 
Wie stellt man die Ausgangsspannung ein?
Das Hochspannungsnetzteil im TPS-300 regelt nicht nur dynamisch den Ripple der Eingangsspannung (Line-Regulation) und den variierenden Laststrom (Load-Regulation) aus, sondern es stellt auch statisch, also im Sinne einer Gleichspannung, die Ausgangsspannung präzise ein, was übrigens nicht alle bekannten Röhrenregler tun.
Dazu vergleicht die Reglerröhre die herunter geteilte Ausgangsspannung am Gitter mit einer Referenzspannung an der Kathode und steuert bei Ungleichheit der beiden Spannungen den FET entsprechend nach. Das Rückkopplungsnetzwerk, bestehend aus R3/R4/R5 zu R7, bestimmt das Verhältnis, mit dem die Ausgangsspannung herunter geteilt wird. Wenn wir dieses Teilungsverhältnis ändern, werden wir folglich den Gleichanteil der Ausgangsspannung ändern.
 
 
 
 
Grenzen der Einstellmöglichkeiten
Der Einstellbereich der Ausgangsspannung ist nicht beliebig groß; es gibt durchaus Grenzen, die es zu beachten gilt. Das untere Ende des Spannungsbereichs gibt die Cascode-Schaltung vor, denn die Röhren verlieren an Steilheit je weiter ihre Uak, die Spannung zwischen Anode und Kathode, sinkt. Der Verlust an Steilheit bedeutet aber eine Verringerung der dynamischen Regelperformance, so dass wir empfehlen, mit der 6SN7 nicht unter 250 Volt am Ausgang zu gehen. Würde man die Schaltung zum Beispiel auf 6DJ8/ECC88 umbauen, was durch den Austausch der Röhre alleine allerdings nicht getan wäre, könnte man Ausgangsspannungen um die 150 Volt realisieren, aber wie gesagt, nicht mit der 6SN7.
Das obere Ende des Spannungsbereichs ist durch die Vkf-max festgelegt, die maximal zulässige Spannung zwischen Heizfaden und Kathode. Da die Heizung des TPS auf Masse referenziert ist, darf die Kathode der 6SN7-Cascode-Triode nicht höher als 180 Volt liegen, was die maximale Ausgangsspannung in der Praxis auf 350 Volt begrenzt.
Das TPS hat also einen nutzbaren Bereich der Ausgangsspannung von 250 bis 350 Volt, den man nach Belieben einstellen kann. Um Ihnen etwas Rechenarbeit abzunehmen, haben wir in der folgenden Tabelle einige typische Ausgangsspannungen mit der passenden Dimensionierung des Rückkopplungsnetzwerks aufgelistet.
 
 
 
Der Feinabgleich der Ausgangsspannung
Die exakte Sollspannung auf ein Prozent genau zu treffen, ist ad hoc vor allem wegen der Toleranzen der Regelröhre kaum machbar. Natürlich könnte man mit einem Potentiometer einen Feinabgleich durchführen, aber da Potis nicht unbedingt zu den zuverlässigsten Bauteilen gehören, haben wir uns für einen alternativen Weg des Abgleichs entschieden.
Die Ausgangsspannung wird mit den in der Tabelle angegebenen Werten für das Rückkopplungsnetzwerk praktisch immer wenige Volt unterhalb der Sollspannung liegen. Bisher haben wir den Widerstand R8, der parallel zu R7 geschaltet ist, außer Acht gelassen, aber nun nutzen wir R8 als Tarierwiderstand für den Abgleich, um die Ausgangsspannung um die fehlenden Volt hochzuziehen. Setzt man R8 mit typischen Werten von 330k, 220k oder 100k zusätzlich zu R7 in die Schaltung, wird die Ausgangsspannung grob um 3/6/10 Volt heraufgesetzt.
Wir empfehlen, den Abgleich der Hochspannung erst nach ein paar Wochen normalen Betriebs mit einer neuen Röhre durchzuführen. Denn dann hat die 6SN7 ihre Kennlinie stabilisiert und die einmal durchgeführte Justage wird praktisch ein Röhrenleben lang halten. Dank des Festwiderstands sind auch langfristig keine Probleme zu erwarten, wie sie für aussetzende Potis üblich sind.
 
 
Bis zum nächsten Mal,
Ihr Team von McIntyre-HiFi
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