Spanningsval / weerstand seleencel? (Techniek Radio/TV)

door Erik @, 04.08.2018, 22:07 (127 dagen geleden)

Hoi,

Ik kom langzaam aan het einde van de restauratie van een Grundig Zauberspiegel buizen TV.
Na het vervangen van bijna 30 bruine Wima condensatoren (allen lek!) is er nog een klusje.

In dit toestel is een grote seleencel gebruikt voor de gelijkrichting van de netspanning.

[image]

Deze blijft gewoon in het toestel maar een silicium diode moet zijn taak gaan overnemen.

Nu mijn vraag, wat is de spanningsval over een dergelijke seleencel? zodat ik een passende serie weerstand kan plaatsen.

Spanningsval / weerstand seleencel?

door kris @, Gent België, 05.08.2018, 01:29 (127 dagen geleden) @ Erik

't hangt er vanaf hoe je het uitdrukt; gemiddeld (gemeten met voltmeter) of piek (gemeten met de scoop) . Het zal ongeveer 30 V piek zijn voor deze radiator. Maar ik zou de weerstand zo kiezen dat je bij de huidige netspanning toch de juiste secundaire spanningen bekomt.
vraagje : Is de originele gelijkrichter defect?

Spanningsval / weerstand seleencel?

door humfred ⌂ @, Dubai, 05.08.2018, 07:28 (127 dagen geleden) @ kris
Bewerkt door humfred, 05.08.2018, 07:39

Als de oude cel nog goed is zou ik hem opmeten.
En dan proberen met een 1N5407 of BY227 o.i.d. en meten wat dan de DC spanningen uiteindelijk zijn. Waarschijnlijk heb je helemaal geen serieweerstand nodig.
Wil je werkelijk gaan "verbeteren" dan gun het toestel gelijk een brugcel.

Spanningsval / weerstand seleencel?

door Goldline @, Velsen, 07.08.2018, 09:54 (125 dagen geleden) @ kris

In de Grundig schema's staat een belaste spanning 255 volt voor deze gelijkrichters op de eerste afvlakelko. in serie met de gelijkrichter staat nog een weerstand van 5 ohm.

Bij gebruik van een siliciumdiode kom je al gauw uit op 310 volt.

--
Cees PA1DBA

Spanningsval / weerstand seleencel?

door Ron Kremer @, Groningen, 05.08.2018, 10:43 (127 dagen geleden) @ Erik

Het type Zauberspiegel heb je niet genoemd, Grundig heeft meerdere gemaakt.

Nu mijn vraag, wat is de spanningsval over een dergelijke seleencel? zodat ik een passende serie weerstand kan plaatsen.

Dat is niet nauwkeurig te zeggen want seleen heeft een erg 'zachte' gelijkrichterkarakteristiek. Dat houdt in dat het verlies per cel erg afhankelijk is van de stroom die er door loopt. Onderstaande afbeelding geeft dat goed weer per cel.

[image]

Ga eens uit van 300 mA stroom voor alle buizen. In de grafiek zie je dan een verlies per cel van ongeveer 0,9V. Seleencellen kunnen overigens verouderen en geven dan hogere verliezen.

In dit geval, met 16 cellen, kun je dan een gelijkrichterverlies van 14,4 Volt verwachten. Bij gebruik van een Si-diode moet je dan 13,8 Volt (14,4 - 0,6) in een weerstand wegwerken.
Omdat je niet nauwkeurig kunt werken, en het toestel ook niet gemaakt is voor 230 Volt gaan we voor het gemak uit van een weg te werken spanning van 15 Volt, zodat ook de effecten van de wat hogere netspanning worden gecorrigeerd.

Nu ook al zit er vóór die seleencel een weerstand om de piekstroom door de gelijkrichter te beperken. Hij zal een lage waarde hebben maar een redelijk vermogen kunnen verwerken. Ik heb wat Zauberspiegel schema's bekeken en 4 Ohm 3 Watt komt meermaals voor. De extra weerstand moet je in serie zetten tussen de Si-diode en de al bestaande weerstand. (of één nieuwe weerstand gebruiken met de juiste, gecombineerde, waarden)

Het is een enkelfasige gelijkrichter, de diode geleidt dus maar een deel van een halve periode. De vormfactor (piektroom v.s. gemiddelde stroom) door de gelijkrichter is afhankelijk van de gelijkrichterbelasting; ga eens uit van een vormfactor 3.

Je moet 15 Volt wegwerken, bij een piekstroom van 300mA x 3 = 900mA.
De extra weerstand moet dan een waarde hebben van 16,7 Ohm en een vermogen van
minimaal (0,9A^2 x 16,7) = 13,5 Watt. In de praktijk kom je uit op twee weerstanden van 33 Ohm parallel van elk 10 Watt.

Het bovenstaande is een ruwe benadering omdat niet voldoende bekend is, maar je kunt beginnen met deze waarden. Meet nadien de spanningen achter de gelijkrichter en in het afvlakcircuit. Vergelijk de gemeten waarden met wat in het schema staat, zijn ze te hoog dan moet de weerstand groter worden gekozen. Zijn de gemeten waarden (veel) te laag dan moet de weerstand kleiner worden gekozen.

Overigens zou ik, als de seleengelijkrichter nog goed is, deze gewoon laten zitten en er geen diode voor in de plaats zetten. Controleer gewoon de spanningen achter de gelijkrichter en bepaal dan een eventuele vervolgactie.

Vr. groet, Ron

Spanningsval / weerstand seleencel?

door kris @, Gent België, 05.08.2018, 13:05 (127 dagen geleden) @ Ron Kremer

Ron,


hier is toch een beredeneringsfout ingeslopen; 15V bij 300mA gemiddeld anodeverbruik, ok.

Maar piekstroom is 3 maal hoger. Je rekent nog steeds bij 15 volt verlies, maar bij een piek van 900mA is dat een pak meer. Je moet de spanningsval over de gelijkrichter berekenen uitgaande van de piek.

groeten

Kris

Spanningsval / weerstand seleencel?

door Ron Kremer @, Groningen, 05.08.2018, 13:34 (127 dagen geleden) @ kris

Je hebt gelijk, per cel kom je dan op ca. 1,3 Volt in plaats van 0,9 Volt, dus zo'n 6,4 Volt méér gelijkrichterverlies in spanning en uitgaande van een goede seleengelijkrichter.

Vr. groet, Ron

Spanningsval / weerstand seleencel?

door kris @, Gent België, 07.08.2018, 00:07 (125 dagen geleden) @ Ron Kremer

Ron,

er is me nog iets opgevallen.

jouw selenium diagram is opgemaakt voor een lap selenium van 1 inch². Het actieve oppervlak van de typische TV gelijkrichter is zo groot niet, ik schat het opervlak ongeveer 1cm² (de rest is enkel koelvin).

even gemeten in de praktijk, op een blaupunkt TV, zonder smoorspoel in de voeding. daarbij zijn de stroompieken ongeveer 1,6 A. de spanningsval over de gelijkrichter is om en bij de 40 Volt.

de gelijkrichter wordt flink warm, maar naar mijn beleving niet meer dan normaal.

groeten

Kris

Spanningsval / weerstand seleencel?

door Ron Kremer @, Groningen, 07.08.2018, 02:19 (125 dagen geleden) @ kris
Bewerkt door Ron Kremer, 07.08.2018, 02:28

jouw selenium diagram is opgemaakt voor een lap selenium van 1 inch². Het actieve oppervlak van de typische TV gelijkrichter is zo groot niet, ik schat het opervlak ongeveer 1cm² (de rest is enkel koelvin).


Hallo Kris,

Ik heb een hoop van die rode TV-gelijkrichters gezien in het verre verleden (>40 jaar) maar heb helaas geen exemplaar meer bij de hand. Wat ik me herinner is dat de plaatjes per cel ongeveer 3 x 3 cm zijn, dus een vierkante inch (6,5 cm2) actieve oppervlakte past daar prima op.

In Transactions of the IRE october 1943, waarin een heel verhaal staat over seleencellen, wordt voor een ronde seleencel van 2 3/16 inch diameter (5,5 cm, 24 cm2) een maximale toelaatbare stroom van 1 Ampère opgegeven, dat is ongeveer 42mA per cm2.

De rode TV cellen zijn meestal gemaakt voor 300mA, dus een actieve oppervlakte, uitgaand van 40mA/cm2, van 7,5 cm2 is dan noodzakelijk. Dat is 1 cm2 meer dan een vierkante inch en dat gaat ook nog prima op 3 x 3 cm.

Ook andere maximale stroomdichtheden kom je tegen, het Elektronisch Vademecum (Kluwer 1968) noemt maximaal 15-30 mA/cm2. De Duitste Wikipedia noemt 20A voor ca. 400cm2, dus 50mA per cm2 voor een accu gelijkrichter.

Het zal in alle gevallen werken maar bij grotere stroomdichtheid nemen de verliezen toe en als dat aanvaardbaar is in een ontwerp dan kun je dat toepassen. Daarbij moet je uiteraard wel oog houden op de combinatie van de diverse parameters waarbij een cel het definitief begeeft, er zal een grens zijn waarbij dat gebeurt.

Met de 1 cm2 actieve oppervlakte die jij noemt betwijfel ik of de seleengelijkrichter betrouwbaar, jaar in jaar uit, 1,6A pieken kan blijven leveren, maar wellicht is zelfs dat mogelijk.

Vr. groet, Ron

Spanningsval / weerstand seleencel?

door kris @, Gent België, 07.08.2018, 05:45 (125 dagen geleden) @ Ron Kremer

Beste Ron,

kijk eens naar de foto van de topic starter (mijn exemplaar ziet er hetzelfde uit). de platen zijn groot, maar het doorverbonden stuk is veel kleiner. (alleen daar kan het Selenium contact maken) . De piekstroom is groot, maar de gemiddelde stroom is veel kleiner.

andere optie is dat dit een koperoxiduul type is ipv Selenium.

groeten

Kris

Spanningsval / weerstand seleencel?

door Ron Kremer @, Groningen, 07.08.2018, 13:28 (125 dagen geleden) @ kris

andere optie is dat dit een koperoxiduul type is ipv Selenium.

Kris,

Een cuproxgelijkrichter is de gelijkrichter van TS zeker niet.
De maximale sperspanning van één cuproxcel is, afhankelijk van de dikte van de oxydelaag, hooguit ca. 15V.
Ik tel maar 16 platen; in een TV gemaakt voor 220V kom je dus te kort.

Reeds in de jaren 50 waren cuproxgelijkrichters bovendien al zwaar uit de mode, behoudens toepassing in een enkel meetinstrument voor gelijkrichting van wisselspanning.
(je kunt met wat fantasie een cuprox diode zien als een voorloper van de Schottky diode)

Het enige voordeel van een cuproxgelijkrichter is de hogere maximaal toegestane stroomdichtheid t.o.v. seleen, ca. 100mA/cm2 kan ik terugvinden. Voor grotere stromen moet je ook hier beslist het gelijkrichteroppervlakte vergroten., daar is geen ontkomen aan.

Normaal zijn plaatgelijkrichters, dus cuprox zowel als seleen, zodanig opgebouwd dat praktisch de gehele plaat tot bijna aan de randen voorzien is van een koperoxide- of seleenlaag.
Voor de tegenelektrode, die dus over de oxidelaag ligt, zijn er diverse mogelijkheden.
Dat kan bijv. lood, tin of bismut zijn, maar volgens mij zijn er bij seleencellen ook opgedampte varianten.

Ik heb niet één seleengelijkrichter meer in huis. Heb ca. 3 maand geleden nog een defecte gesloopt. Dat was een gloeistroomgelijkrichter uit een R209/B/2 ontvanger uit 1957, dus vrij groot in oppervlakte. Die gelijkrichter had beslist had geen mechanisch aangebrachte tegenelektrode. De seleenlaag was dus niet over de hele oppervlakte ingeklemd. Er moet op die seleenlaag iets opgedampt zijn geweest maar ik kan het niet meer controleren want de platen zijn in de Kliko beland.

Vr. groet, Ron

Spanningsval / weerstand seleencel?

door John Hupse ⌂ @, Schoonhoven, 07.08.2018, 14:20 (125 dagen geleden) @ Ron Kremer

Dat kan bijv. lood, tin of bismut zijn, maar volgens mij zijn er bij seleencellen ook opgedampte varianten.

voor de Duitse seleengelijkrichters uit de jaren '50 geldt dat de tegenelectrode werd opgespoten, het gaat dan om een zink-cadmium legering (laag smeltpunt). Op de foto kan je vrij duidelijk zien dat de opgespoten laag bijna tot aan de rand van de koelplaten doorloopt.

Hetzelfde geldt trouwens voor de plaatjes uit de bekende Siemens selen-flachgleichrichter die in de jaren '50 veel werd toegepast vanwege de gunstige eigenschappen. Deze soort mist de koelplaten, en moet in de meeste gevallen dus tegen het chassis worden vastgezet.

--
http://www.hupse.eu/radio

Spanningsval / weerstand seleencel?

door Ron Kremer @, Groningen, 07.08.2018, 16:08 (125 dagen geleden) @ John Hupse

voor de Duitse seleengelijkrichters uit de jaren '50 geldt dat de tegenelectrode werd opgespoten, het gaat dan om een zink-cadmium legering (laag smeltpunt). Op de foto kan je vrij duidelijk zien dat de opgespoten laag bijna tot aan de rand van de koelplaten doorloopt.

Klopt, zoiets als opdampen of opspuiten over de actieve oppervlakte van de cel moest het wel zijn.

[image]

Voor Kris heb ik nog even bovenstaand fragment uit de foto van TS bijgevoegd waarin dit inderdaad goed te zien is.

Vr. gr., Ron

Spanningsval / weerstand seleencel?

door kris @, Gent België, 09.08.2018, 06:53 (123 dagen geleden) @ Ron Kremer

Ron,

begrepen.

het seleen loopt door tot bijna aan de rand en is bedekt met een geleidende laag die verbinding maakt met het centrale gedeelte dat verbonden is met de volgende plaat van de stack. Verklaart ook waarom de platen tot op de rand uniform warm worden. Maar toch is de spanningsval per cel tijdens de piek groter dan in het U/I diagram bovenaan (meer 2 volt per cel piekspanning ). Uiteraard is de piek heel kort. Blijkbaar kon dat.

groeten

Kris

Spanningsval / weerstand seleencel?

door Roland Huisman @, Zwolle, 05.08.2018, 11:00 (127 dagen geleden) @ Erik

In dit toestel is een grote seleencel gebruikt voor de gelijkrichting van de netspanning.
Deze blijft gewoon in het toestel maar een silicium diode moet zijn taak gaan overnemen.

Is de seleencel defect dan? Merendeel van de toestellen welke ik
heb gehad welken prima met die cel.

Groeten, Roland

Spanningsval / weerstand seleencel?

door Erik @, 05.08.2018, 11:18 (127 dagen geleden) @ Roland Huisman

Ik heb de cel getest met een 60watt gloeilamp, de cel werkte.
Maar voor mijn gevoel was de warmte ontwikkeling aan de hoge kant (goed handwarm aan 1 kant de cel) terwijl de belasting in vol bedrijf toch wel dik boven de 100Watt zal liggen.

Een andere optie die ik overweeg is simpelweg de diode in serie met de bestaande cel zetten, bij doorslag van de seleencel komt er dan geen AC spanning op de rest van het toestel en de reverse-voltage waaraan de oude seleencel wordt blootgesteld is dan afwezig aangezien de "moderne" diode deze al tegenhoud.

Maar of dit het risico op uitfikken van de seleensel verminderd weet ik niet...

Spanningsval / weerstand seleencel?

door soundman2 @, Wouw, 05.08.2018, 12:04 (127 dagen geleden) @ Erik

Als de seleencel doorslaat, gaan de zekeringen van het toestel eruit. De elco's erachter vormen voor AC een kortsluiting.

Spanningsval / weerstand seleencel?

door Roland Huisman @, Zwolle, 05.08.2018, 12:44 (127 dagen geleden) @ Erik

Ik heb de cel getest met een 60watt gloeilamp, de cel werkte.
Maar voor mijn gevoel was de warmte ontwikkeling aan de hoge kant (goed handwarm aan 1 kant de cel) terwijl de belasting in vol bedrijf toch wel dik boven de 100Watt zal liggen.

Die cellen worden bij normaal bedrijf inderdaad aardig warm.
Maar zo is het geheel ook ontworpen. Ze zitten niet voor niets
vrij gemonteerd en er kan een flinke luchtstroom langsheen.

Mijn voorkeur zou dan ook zijn om hem gewoon zijn werk te laten doen.

Een andere optie die ik overweeg is simpelweg de diode in serie met de bestaande cel zetten.

Dat kan geen kwaad natuurlijk...

Groeten, Roland

Spanningsval / weerstand seleencel?

door Erik @, 05.08.2018, 12:48 (127 dagen geleden) @ Erik
Bewerkt door Erik, 05.08.2018, 13:02

Ik heb nog even verder getest, een 200W lamp belasting en toevoer langzaam op-geregeld via de variac.

Bij 0.4A de test afgebroken omdat de seleencel reeds 48 graden was en je deze nog maar net kon vasthouden zo heet als deze was.

Ik ga er maar vanuit dat de cel toch echt aan zijn einde is :-(

Erratum:
Ik maak hier een denkfout, ik ga uit van een totale stroomopname van de TV van 0.9A.
Hiervan is echter een deel voor de gloeidraden (gaat niet door de seleencel).

Even verder gekeken, de cel is een C300 type, dus met 400mA ben ik deze al aan het overbelasten, vandaar mogelijk de hoge temperatuur.

Mijn keuze is, om de nieuwe diode in serie te zetten, ter beveiliging.
En verder maar eens aan te kijken hoe heet de cel in normaal bedrijf wordt...

Spanningsval / weerstand seleencel?

door kris @, Gent België, 05.08.2018, 12:57 (127 dagen geleden) @ Erik

48° is warm voor ons als mens, maar das relatief. voor dit stukje hardware geen probleem.


En even denken: zelfs al gebruik je een moderne diode, dan nog moet je het overschot wegstoken in weerstanden, die ook warm gaan worden...

Weet je wel hoe warm het word in een buis? :-)

Spanningsval / weerstand seleencel?

door Roland Huisman @, Zwolle, 05.08.2018, 13:09 (127 dagen geleden) @ Erik

En verder maar eens aan te kijken hoe heet de cel in normaal bedrijf wordt...

Meten is weten. Zorg dat je het toestel op de netspanning laat werken welke
aangegeven staat op het toestel. Meet daarbij de voedingsspanningen in het toestel.
Als die spanningen overeen komen met de spanningen in het schema, dan heb je geen reden
tot zorgen. De spaningsval is dan tenslotte precies zoals het toestel ontworpen is.

Ook kortsluiten zoen ze niet zomaar. Dan moeten alle cellen al tegelijk
kortgesloten zijn. Ik zou me er niet teveel zorgen over maken.
Maar goed, een normale diode in serie kost je niets natuurlijk.

Groeten, Roland

RSS Feed van deze thread
powered by my little forum