Als positives Beispiel nehmen wir den REVOX B251
Der REVOX B251 Vollverstärker war einer der ersten Edel-Verstärker mit einem Schalt- netzteil. Das war sogar bereits 1982 und es war ein Phänomen, weil wir "Hifi-Experten" es einfach nicht glauben wollten.
Da bei mir aber seit über 15 Jahren ein solcher B251 wunderbar arbeitet und edle Töne von sich gibt, hatte ich mir den Schaltplan mal genauer angesehen. Es gab in disem Verstärker schon zwei (Alterungs-) Probleme, einmal die "Glüh"-birne (eine 36 Volt 3 Watt "Sofitte") hinter der Pegel-Anzeige und dann liefert der Tonabandausgang auf dem linken Kanal 9 db weniger Pegel.
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Der B251 aus 1982/83 hat ein Schaltnetzteil
- Ein Blick auf das Schaltnetzteil
Das alleine kannte ich aus meinen ganzen extrem teuren EDV- Geräten, die bei uns im Einsatz waren. Doch in dem Schaltplan des B251 sieht man, daß dieses Netzteil eine Einschaltstrom- begrenzung hat, die eigentlich in einem Edelnetzteil nichts zu suchen "hätte".
Erstmal, warum macht man das ?
In einem konventionellen Trafonetzteil hängt direkt an der Sekundärwicklung des Transformators ein sogenanter Brücken-Gleichrichter und hinter diesem ein richtig großer Kondensator, das ist ein Stromspeicher. Ist dieser Kondensator leer, also über Tage völllig entladen, bedeutet das beim Einschalten des Netzteils fast schon einen Kurzschluß. Da wird für ganz wenige Bruchteile von Sekunden ein richtig "dicker" Kurzschluß- strom erzeugt, bis der Kondensator wieder aufgeladen (gefüllt) ist.
Diesen Strom (-Stoß) muß man unbedingt begrenzen, damit der Gleichrichter und eventuell auch der Netzschalter keinen Schaden nimmt. Hier ein Beispiel.
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Den Einschaltstrom begrenzen bedeutet jedoch . . . .
- Je wärmer, desto geringer wird der ohmsche Widerstand
das Netzteil "weich" machen. Denn den Einschaltstrom kann man nur mit einem belastbaren dicken Vorwiderstand begrenzen. Als Vorwiderstand kommt jetzt ein sogenannter Hochlast- widerstand (meist ein gewickelter Daht) in Frage oder ein sogenannter PTC-Thermistor. Der hat im Kaltzustand einen hohen Widerstand und wenn er warm wird, sinkt der Widerstand auf wenige Ohm ab.
Doch jetzt wird unser Trafonetzteil "weich", denn mit zunehmender Last fällt an diesem eigentlich nützlichen Teil eine erkleckliche Spannung von eingen Volt ab. Das gefällt uns aber gar nicht, denn damit reduziert sich auch die Versorgungsspannung auf der Sekundärseite und damit die Ausgangsleistung unserer Endstufe.
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- Ein gewaltiger "Kraftprotz"
Im Gegensatz dazu ist (wäre) ein "hartes" Netzteil bei der Spannungsversorgung auf der Sekundärseite relativ lastunabhängig.
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Große Verstärker wie der BOSE 1800 (Bild rechts) mit einem riesigen 2 Kilowatt Transformator und riesigen Kondensatoren überbrücken diesen dort unbedingt notwendigen Strom-Begrenzungswiderstand nach 2 Sekunden mit einem gewaltigen Hochstromrelais mit unglaublich dicken Hochstromkontakten. Dieser BOSE Verstärker mit seinem Trafo-Netzteil ist dadurch als sogenannter "harter" Verstärker bekannt.
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Zurück zum REVOX B251
Das 220/240 Volt Netzteil des B251 (deutsche Version) hat direkt an (oder in) der Netz-Zuleitung zum Netz-Gleichrichter zwei NTC Thermistoren (jeweils mit erstaunlich hohem 15 Ohm Kaltwiderstand spezifiziert) sowie zwei 1,5 Ohm Draht-Widerstände in Parallelschaltung.
Das alleine würde erst mal zum Nachdenken über die negativen Eigenschaften eines "weichen" Netzteils anregen.
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Doch bei Schaltnetzteilen gehen die Uhren anders.
Das Schaltnetzteil "macht" aus den 230 Volt Wechselspannung (mit 50 Hz) erst mal eine Gleichspannung, die danach sogleich wieder in eine recht hohe nur annähernd sinusförmige (zum Beispiel) 22 Kilohertz Wechselspannung "zerhackt" wird.
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Diese inzwischen hoch getaktete Primär-Spannung wird über einen (erstaunlich kleinen) Hochfrequenz-Übertrager auf verschiedene Sekundärwicklungen dieses Übertragers übertragen, hinter denen wiederum einzelne Gleichrichter mit großen Kondensatoren hängen und wiederum die gewünschten (Sekundär-) Gleichspannungen erzeugen.
Das Besondere dabei ist, daß die primäre Taktfrequenz für alle Sekundärwicklungen gemeinsam deren erzeugte Spannungen bestimmt. Das bedeutet, daß die verschiedenen Wicklungen auf der Sekundärseite des Übertragers für deren unterschiedliche Spannungsverhältnisse untereinander berechnet werden und über die Taktfrequenz auf der Primärseite die Höhe dieser Spannungen gemeinsam geregelt werden (kann).
Betrachte ich also die typischen 5V, 12V oder 24 Volt Gleichspannung (beim B261 sind es ±37 Volt - zum Beispiel für unsere Vorverstärker) auf der Sekundärseite als Referenzmaßstab, kann ich mit der veränderbaren (per Spannungs-Referenz geregelten) Taktfrequenz auf der Primärseite fast alle Sekundär-Spannungs- Schwankungen (durch eine unterschiedlich hohe Stromentnahme) nachregeln.
Würde also meine angelieferte Netzspannung von nominal 230 Volt unter Last auf zum Beispiel 210 Volt absinken, erhöhe ich (natürlich automtisch über den Regelkreis) die Taktfrequenz (nur als Beispiel von 22 Kilohertz auf 23 Kilohertz) und sekundärseitig habe ich wieder meine gewünschten ±37 Volt.
Das sind aber alles nur Beispiele und wie diese Regelungen - also die Rückkopplung - im Einzelnen funktionieren, ist sehr "variabel" und oft patentiert, sodaß sich die Ingenieure immer wieder etwas Neues haben einfallen lassen (müssen).
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Die Netzteil-Technik beim B251
Beim REVOX B251 ist laut Schaltplan in seinem Schaltnetzteil keine solche Regelung eingebaut. Es werden einfach deutlich höhere (eigentlich viel zu hohe) Sekundärspannungen erzeugt.
Und das ist eigentlich ein unglücklicher "Workaround" und nicht sehr effizient. Jedoch könnte das automatische Ausregeln von Spannungsschwankungen zu hörbaren Effekten in den Audio-Vestärkern führen oder geführt haben.
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Beim B251 werden im Schaltnetzteil sekundärseitig 5 unstabilisierte Gleichspannungen erzeugt, das sind 2 !! mal die ±56 Volt - getrennt für die beiden Endstufen und die sind nicht so kritisch. Für Vorverstärker und Digitalelektronik werden ±37 Volt und +11 Volt erzeugt.
Die Revox Ingenieure haben vermutlich dieser Netzteil- Regelungs- Technik nur bedingt vertraut und darum hinter das Schaltnetzteil nochmal eine aufwendige analoge Spannungsregulierung mit sogenannten analogen Längsreglern plaziert. Damit werden die effektiv benötigten Gleichspannungen sehr präzise und kurzschlußfest mit fünf Regler-ICs der Typen LM317 und LM337 erzeugt.
Aus den angelieferten unregulierten Spannungen werden damit 5 sehr präzise geregelte und absolut "saubere" Versorgungs-Spannungen erzeugt, einmal +5 Volt und aus den angelieferten ±37 Volt werden ±25 Volt und ±16 Volt erzeugt.
Ich vermute, das konnte man 1982 noch nicht digital in der für edle Analogverstärker notwendigen Qualität erzeugen. Viele Digitalnetzteile hatten immer noch ein kleines Rauschen oder Zirpen auf dem Ausgang, das aber in digitalen Computern unerheblich war. In einem analogen Edel-Vorverstärker war das nicht akzeptabel.
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Der gravierende Nachteil dieser Technik ist dabei leider, die "überschüssige" Spannung wird dann doch - abhängig vom benötigten Strom - in Wärme umgesetzt, also verbraten. Das Kühlblech der 5 Längsregler wird sehr heiß.
Und zu viel (Ab-) Wärme ist dem Verstärker abträglich, vor allem im Sommer bei mehr als 30 Grad Umgebungstemperatur.
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Alleine durch das Austauschen der Display-Beleuchtung von einer 3 Watt Sofitte auf eine 0,2 Watt 4-fach LED ist wieder "etwas" Marginales gespart.
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Der B251 hat also ein "weiches" Schaltnetzteil, leider.
Die ±56 Volt für die Endstufen sind die nominale Angabe und die sind je nach 220 oder 240 Volt Einstellung abweichend. Auch bei Belastung gehen die natürlich in die Knie, denn das Schalt-Netzteil hat keine Regelung.
ist noch nicht fertig
