Seleniodiode

Diagnose &

Austausch

Wir leben in einer historischen Epoche, in der die Informationsmenge leider enorm ist; in manchen Bereichen führt diese Vielfalt jedoch zu Verwirrung und macht die Informationen selbst letztlich nutzlos. Für mich gilt dies auch in Bezug auf Selendioden. Dieses Bauteil, das wir häufig in Geräten aus den 50er-, 60er-Jahren usw. finden, ist mittlerweile veraltet, aber – was besonders wichtig ist – es scheint krebserregend zu sein. An sich ist das Bauteil harmlos, doch wenn es verbrennt, erzeugt es einen giftigen Rauch, der gesundheitsschädlich ist. Die Lebensdauer dieses elektronischen Bauteils ist nicht besonders lang, und diejenigen, die bis heute erhalten geblieben sind, befinden sich kaum noch in einem guten Betriebszustand.  Elektronisch gesehen ist sie sehr ineffizient und wandelt eine große Menge an Energie in Wärme um … Wärme, die mit zunehmendem Verschleiß stetig ansteigt, bis die Temperatur schließlich dazu führt, dass sie stark raucht und verbrennt.  Was Selen betrifft, habe ich nach weiteren Informationen gesucht, aber wie ich bereits sagte, habe ich widersprüchliche Angaben gefunden und sogar gesehen, dass es in einigen Therapien gegen Krebszellen eingesetzt wird. Es ist klar, dass die Vereinfachung einer Information dazu führen kann, Elemente als zu einem einzigen Ganzen gehörend zu betrachten, und dass wir folglich fälschlicherweise sowohl negative als auch positive Eigenschaften Elementen zuschreiben, die sich eigentlich stark voneinander unterscheiden.  Ich glaube, dass Selen in den betreffenden Dioden als ’Oxid‘ vorliegt und sich daher chemisch von reinem Selen unterscheidet. Ich möchte mich daher nicht auf etwas einlassen, das ich noch nicht gründlich untersucht habe, und ziehe es angesichts der geringen Kosten und der Unbedeutendheit des Bauteils selbst vor, es durch Siliziumbauteile zu ersetzen, die zweifellos sicherer und effizienter sind. Selen wurde 1817 von Jakob Berzelius entdeckt, und 1920 fanden deutsche Wissenschaftler heraus, dass durch das Übereinanderlegen von Selenfolien mit Folien aus einem anderen Metall der Strom in den verschiedenen Schichten nur in eine Richtung fließen konnte. In der Vergangenheit wurden daher Dioden hergestellt, bei denen Aluminium- oder Stahlbleche mit einer dünnen Selenschicht überzogen wurden. Auf diese Weise gelang es damals, Wechselstrom in Gleichstrom umzuwandeln, ohne eine Gleichrichterröhre zu verwenden … und somit erhebliche Kosten einzusparen. 

 

Wirtschaftliche Einsparung, geringerer Platzbedarf, das Fehlen eines Sockels und damit die Einsparung einer weiteren Komponente, ein Spannungsabfall, der von 25-30 Volt eines Ventils auf 5-10 Volt der Selendioden sank ... diese Diode wurde überall montiert: Radios, Fernseher, Verstärker, Vermittlungsstellen usw. usw.
1960 kamen die ersten Siliziumdioden auf den Markt, Selen wurde als giftig und krebserregend eingestuft (siehe EPA-Link), und außerdem wurde deutlich, dass sich die Betriebsparameter dieser Dioden mit der Zeit verschlechterten und die Ausgangsspannung (auch erheblich) reduzierten. Diese Anomalie machte Geräte unfähig, mit den vom Designer berechneten Vorspannungen zu arbeiten. 
Aus all diesen Gründen ist es ratsam, diese Dioden zu ersetzen, auch wenn das betreffende Gerät noch ordnungsgemäß funktioniert; umso mehr, wenn eine Restaurierung eines seit langem stillgelegten Altgeräts durchgeführt wird, ist es unerlässlich, den Austausch vorzunehmen. 

Selen-Diode

Ersatz

Der Austausch durch eine Siliziumdiode muss korrekt erfolgen und verschiedene Aspekte sind zu berücksichtigen. 
Moderne Dioden weisen einen extrem hohen Spitzenstrom auf und liefern – wenn sie mit einem Filterkondensator verbunden sind, der sich im entladenen Zustand wie ein Kurzschluss verhält – einen sehr hohen Strom, der in manchen Fällen Schäden verursachen kann. Zudem haben Siliziumdioden, da sie weniger Strom ableiten, eine höhere Ausgangsspannung und können daher die Vorspannungen anderer Bauteile verändern. Es ist daher notwendig, einen Widerstand in Reihe mit der neuen Diode zu schalten, der den doppelten Zweck erfüllt, den Einschaltstrom zu begrenzen und die überschüssige Spannung abzuleiten, um sie wieder auf die Auslegungswerte zu bringen. Die alten Selendioden sowie die Gleichrichterröhren dämpften die Stromspitzen selbstständig und belasteten daher nicht alle nachgeschalteten Bauteile.

Der Wechselstrom, sei es der Netzstrom mit 220 Volt oder die Ausgabe eines Transformators (12, 24 etc.), liegt nach der Gleichrichtung und Glättung mit einem geeigneten Kondensator auf einem höheren Niveau mit einem Faktor von 1,414. 

EQ Gleichstrom zu Wechselstrom

Zum Beispiel wird aus einem 220V Wechselstrom, der gleichgerichtet wird, ein 220 × 1,414 = 311 Volt; ebenso wird aus einem 24V Wechselstrom ein 24 × 1,414 = 34 Volt. Dies liegt daran, dass der Kondensator versucht, die Spannung an den Spitzen zu glätten, die entstehen (Vrms). Die resultierende Gleichspannung wird höher sein als die entsprechende Wechselspannung. Dies geschieht sowohl bei Siliziumdioden als auch bei Selendioden. Letztere erzeugen jedoch, wie bereits erwähnt, einen Spannungsabfall, der 5 bis 15 Volt höher ist als bei den entsprechenden Siliziumdioden. 

Um den korrekten Widerstandswert zu berechnen, der in Reihe geschaltet werden muss, müssen Sie die Strommenge kennen, die der Stromkreis aufnimmt. Wenn wir beispielsweise annehmen, dass wir die Spannung um 10 Volt reduzieren wollen und eine Stromaufnahme von 50 mA messen, können wir mit dem Ohmschen Gesetz den Widerstandswert berechnen: 10V / 0,050A = 200Ω.

EQ Ohm

Der Widerstand, den wir in Reihe geschaltet haben, um diese 10 Volt abzuleiten, wird Wärme erzeugen; daher muss die richtige Dimensionierung des Widerstands in Watt berechnet werden. Wir könnten dann die Formel zur Berechnung der Leistung verwenden: P = V²/R 

EQ POTENZA

… im unseren Fall 10^2/200 = 0,5 Watt. In diesem Fall empfiehlt es sich, konservativ einen 2-Watt-Widerstand zu wählen, da 0,5 Watt die abzuführende Leistung sind und ein 0,5-Watt-Widerstand sofort durchbrennen würde, während ein 1-Watt-Widerstand wahrscheinlich zu heiß werden würde. Daher ist es nach Berechnung der Leistung ratsam, den Wert zu verdoppeln oder zu vervierfachen, um einen geeigneten Widerstand zu wählen.

Welche Diode?

Siliziumdioden sind offensichtlich nicht alle gleich. Welche Art von Diode soll verwendet werden? Die Antwort auf diese Frage ergibt sich offensichtlich aus der Analyse des Stromkreises, in den wir sie einbauen werden, und wenn es stimmt, dass jede Diode, die wir verwenden, ihre Aufgabe erfüllt, ist es auch richtig, dass wir durch die Verwendung der am besten geeigneten Diode ein besseres Ergebnis erzielen werden. Ein Beispiel: Im Audiobereich ist es besonders wichtig, dass die eingebauten Dioden kein Rauschen erzeugen, das unweigerlich in das verstärkte Signal übergeht und Kräuselungen erzeugt. In diesem Fall ist es besser, schnelle Dioden, zum Beispiel Schottky-Dioden, zu verwenden, die weniger Probleme verursachen. Übrigens, wenn die Filter, die dem Gleichrichtungsteil der Spannung folgen, gut konzipiert sind, ist die Art der verwendeten Diode relativ gleichgültig, da das Rauschen gefiltert wird. Dennoch ist es meiner Meinung nach nützlich zu betonen, dass die Diode eine Rauschquelle sein kann und daher ein zu berücksichtigendes Element ist, falls Probleme auftreten.

Bei meinen Tests habe ich festgestellt, dass bei einigen Verstärkern durch den Einbau einer klassischen Diodenbrücke das Brummen im Wechselstrombereich zunahm und das Rauschen der Dioden hörbar und störend war. Deshalb habe ich eine ganz einfache Brücke entworfen, die aus geeigneten Dioden besteht, parallel dazu geschalteten Kondensatoren zur weiteren Dämpfung sowie einigen nützlichen kleinen Kniffen. Ich werde das kleine Projekt, das für viele nützlich sein könnte, bald im Bereich „Elektronik“ veröffentlichen!