Radio lampowe – niskie napięcie na prostowniku selenowym, przyczyny, naprawa, wymiana na mostek krzemowy

Pytanie

dlaczego w radiu lampowym jest za niskie napięcie na prostowniku selenowym

Odpowiedź Sztucznej Inteligencji

Bezpośrednia odpowiedź na pytanie

• Najczęstsze przyczyny zbyt niskiego napięcia za prostownikiem selenowym to:
  1. Postępująca degradacja prostownika (wzrost rezystancji, częściowe przebicia).
  2. Nadmierne obciążenie zasilacza (zwarcia, upływności kondensatorów, uszkodzone lampy).
  3. Zaniżone napięcie wejściowe z transformatora (usterka transformatora, niewłaściwe ustawienie odczepu lub niskie napięcie sieci).
  4. Utrata pojemności lub zwarcie kondensatorów filtrujących.
• Aby potwierdzić przyczynę, wykonaj pomiary napięć AC i DC, sprawdź pobór prądu i stan kondensatorów; w praktyce najczęściej kończy się to wymianą prostownika selenowego na mostek z diod krzemowych z rezystorem szeregowym 10-47 Ω.

Bezpośrednia odpowiedź na pytanie Szczegółowa analiza problemu

1. Zasada działania i charakterystyka prostownika selenowego

   • Każda płytka selenowa wnosi spadek ok. 0,9 – 1,2 V przy prądzie znamionowym; cały stos kilkunastu płytek daje kilkanaście woltów spadku.
   • Starzenie polega na wzroście wewnętrznej rezystancji \(R_{int}\), co można przybliżyć równaniem:
     \[ V{DC} \approx 1{,}414\,V{AC(rms)}-2V{F}-I{L}\,R{int} \]
     gdzie \(V_{F}\) – sumaryczny spadek na płytkach, \(I_{L}\) – prąd obciążenia. Wzrost \(R_{int}\) zmniejsza \(V\{DC}\).

2. Typowe scenariusze obniżenia napięcia
   a) Degradacja prostownika

   • Wzrost temperatury i zapach siarkowodoru → nieodwracalne zużycie.
   • Po długim postoju możliwe „odformowanie” (czasowe), które jednak objawia się natychmiastowym spadkiem napięcia pod obciążeniem.
     b) Zbyt duży pobór prądu
   • Kondensatory filtrujące 2×16 µF / 350 V po 60-70 latach często mają < 30 % nominalnej pojemności lub zwarcie, co podnosi prąd ładowania i obniża wartość średnią napięcia.
   • Zwarcia międzyelektrodowe w lampach (zwłaszcza końcówki mocy i prostownicze) lub zwarcie uzwojenia pierwotnego transformatora głośnikowego.
     c) Transformator i sieć
   • Zwarcie częściowe uzwojenia wtórnego: wzrost prądu jałowego i spadek napięcia o 10-30 %.
   • Przełącznik zakresu sieci ustawiony na 245 V przy rzeczywistych 220 V.
     d) Układ filtracji
   • Wzrost ESR kondensatorów → większe tętnienia (szczyt-do-szczytu) i niższe \(V_{avg}\).
   • Przerwany dławik lub rezystor filtrujący o zawyżonej rezystancji.

3. Procedura diagnostyczna
   1) Pomiar sieci: 230 V ± 5 %.
   2) Vac na wtórnym transformatora (bez obciążenia i z obciążeniem).
   3) Vdc na wyjściu prostownika:
   • przed kondensatorem (duże tętnienia),
   • za pierwszym kondensatorem,
   • za dławikiem / rezystorem RC.
   4) Pomiar prądu całkowitego: powinien odpowiadać danym katalogowym (zwykle 60-100 mA dla typowych superheterodyn).
   5) Odłączanie obciążenia: wyjmowanie kolejnych lamp lub rozłączanie gałęzi zasilania w celu zlokalizowania przeciążonej sekcji (kontrola wzrostu Vdc).
   6) Kontrola ESR i pojemności kondensatorów; wymiana profilaktyczna gdy ESR > 3 Ω lub pojemność < 70 %.

4. Naprawa i modernizacja

   • Wymiana prostownika selenowego → mostek 1N4007 lub BY255; dodaj rezystor 10-47 Ω/5 W w anodzie lub na wyjściu mostka, aby:
     • skompensować niższy spadek VF (≈ 1,8 V krzem vs 10-15 V selen),
     • ograniczyć prąd udarowy ‑ chroni kondensatory.
   • Jeśli po wymianie napięcie przekracza dane schematu o > 10 %, zwiększ wartość rezystora lub użyj NTC (10-22 Ω @ 25 °C).
   • Kondensatory filtrujące: wymień na 47 µF / 450 V (wzrost pojemności poprawi tętnienia, ale nie przesadzaj aby nie przeciążyć prostownika).
   • Sprawdź rezystory w filtrze RC (często 1 kΩ/2 W) – rezystywne starzenie może podnieść R nawet dwukrotnie.

Aktualne informacje i trendy

• Prostowniki selenowe nie są już produkowane; serwisy retro powszechnie zalecają wymianę na krzem (z rezystorem) lub moduły w technologii SiC, co podnosi niezawodność i zmniejsza grzanie.
• Wzrost dostępności kondensatorów elektrolitycznych 450 V/105 °C o małych gabarytach ułatwia rekonstrukcję zasilaczy.
• Coraz częściej stosuje się diody soft-recovery, aby ograniczyć zakłócenia EMC w modernizowanych urządzeniach lampowych.

Wspierające wyjaśnienia i detale

• Przyrządy cyfrowe mogą zawyżać lub zaniżać odczyt przy dużych tętnieniach; stosuj pomiar True-RMS lub prostownik graficzny + filtr RC.
• Dla prostownika dwupołówkowego wartości orientacyjne: Vac = 250 V (rms) daje Vdc≈ 250 V · 1,25 ≈ 310 V po uwzględnieniu spadków; jeśli odczytujesz 200 V, strata rzędu 110 V wskazuje na 30-40 V spadku na prostowniku + ~70 V spadku dynamicznego przy przeciążeniu.

Aspekty etyczne i prawne

• Odbiorniki lampowe podlegają dyrektywie niskonapięciowej LVD po modyfikacji; zachowaj podwójną izolację i uziemienie metalowej obudowy.
• Wymiana prostownika powinna być udokumentowana w instrukcji serwisowej urządzenia jako „modyfikacja bezpieczeństwa”.
• Stare prostowniki selenowe zawierają toksyczny selen – złomuj je w punktach odbioru odpadów niebezpiecznych.

Praktyczne wskazówki

1. Zanim wykonasz pomiary, podłącz radio przez separacyjny autotransformator z amperomierzem sieciowym – natychmiast zobaczysz nadmierny pobór > 0,5 A.
2. Jeśli radio długo stało nieużywane, rozpocznij „rozruch” od 50 % napięcia sieci przez 30 min (Variac) – zminimalizujesz udar prądowy prostownika.
3. Po wymianie prostownika uruchamiaj sprzęt z żarówką szeregowo 60 W – klasyczna metoda serwisantów lampowych ogranicza skutki błędów.

Ewentualne zastrzeżenia lub uwagi dodatkowe

• Samo „za niskie napięcie” może być pozorne, gdy pomiar wykonano na nieobciążonym zasilaczu lub z użyciem miernika o dużej impedancji przy obecnych tętnieniach.
• W nowszych radiach (lata 70.) prostownik selenowy bywał częścią zespolonego mostka z termistorem – bez schematu łatwo go niepoprawnie zastąpić.

Sugestie dalszych badań

• Charakterystyka temperaturowa rezystancji prostowników selenowych i jej wpływ na stabilność napięcia w czasie nagrzewania.
• Zastosowanie diod Schottky SiC 600 V w rekonstrukcji zasilaczy lampowych (niższe VF i mniejsze zakłócenia).
• Analiza porównawcza filtrów RC vs LC w redukcji tętnień przy współczesnych kondensatorach niskiej ESR.

Krótkie podsumowanie

Zbyt niskie napięcie za prostownikiem selenowym wynika najczęściej z degradacji samego prostownika lub przeciążenia zasilacza (zwarcia, złe kondensatory). Diagnostyka polega na pomiarze napięć AC/DC, prądu oraz kontroli kondensatorów. Trwałym rozwiązaniem jest wymiana prostownika na mostek krzemowy z rezystorem szeregowym i odnowienie kondensatorów filtrujących, przy jednoczesnym zachowaniu zasad bezpieczeństwa i utylizacji zużytego selenu.