О замене электролитических конденсаторов в советской аппаратуре
Тема, вроде бы заезженная, но иногда все же возникают вопросы. Ко мне обратился товарищ, который хотел самостоятельно перепаять в своем усилителе конденсаторы, с вопросом что на что можно менять, и как это лучше сделать. Попытаюсь в этой статье систематизировать информацию.
1. Для чего это нужно. У многих до сих пор в эксплуатации находится аппаратура производства времен СССР. Хорошо это или плохо мы здесь обсуждать не будем, просто примем это за факт. Кого-то вполне устраивает мощность и качество звучания советской аудиоаппаратуры, кто-то, ностальгируя по былым временам, периодически слушает кассетные или катушечные магнитофоны, кто-то занимается коллекционированием и восстановлением старой техники. Все эти люди рано или поздно сталкиваются с неисправностью имеющейся у них аппаратуры из-за выхода из строя электролитических конденсаторов. С момента распада СССР прошло уже 30 лет, а срок службы конденсаторов (кстати, любых, и современных тоже) порядка 10000 часов или около 10 лет. Большинство конденсаторов отработало двойной, а то и тройной срок службы, поэтому даже при их исправности их крайне желательно заменять, причем все без исключения чтобы не лазить потом в аппарат каждый месяц. Даже несмотря на то что большинство из них (90-95%) будет исправно.
2. Экономическая целесообразность. Иногда бывает, что даже такой несложный ремонт как простая замена конденсаторов может обойтись намного дороже чем стоимость самого аппарата. Как по затратам на новые детали, так и по стоимости работы. В этом случае для сокращения затрат можно отступить от правила замены всех конденсаторов подряд и поменять, например, только мелочевку, которая стоит недорого. А, например, большие конденсаторы фильтров питания (предварительно убедившись, что они еще выполняют свою функцию) пока оставить. Также можно отказаться от услуг мастера, выполнив эту несложную работу самостоятельно. Из инструмента потребуются лишь паяльник, припой, канифоль и кусачки. Ну и отвертка для разборки и сборки аппарата.
3. Общие принципы замены. Основные параметры конденсатора – номинальная емкость и максимальное рабочее напряжение. Ввиду того, что ряд номиналов емкости и напряжения советских конденсаторов отличается от современных (например, советский конденсатор имеет емкость 20 мкф на напряжение 6 В, а современный, ближайший к нему 22 мкф х 6,3 В) общий принцип замены следующий: советский конденсатор менять можно на современный конденсатор БОЛЬШЕЙ емкости и БОЛЬШЕГО напряжения. Менять на конденсатор с меньшим максимальным напряжением недопустимо – он выйдет из строя, так как в аппарате на него будет поступать напряжение больше того, на что он рассчитан. Менять на конденсатор меньшей емкости можно, но тогда, возможно, параметры аппарата станут гораздо хуже. Электролитические конденсаторы чаще всего применяются для двух функций: фильтрация пульсаций напряжения питания и в качестве разделительных между каскадами усиления. Емкость меньше необходимой в цепях фильтрации питания приведет к увеличению пульсаций питающего напряжения. Например, в динамиках магнитофона может появиться слабый фон переменного тока (50 или 100 Гц). Емкость меньше необходимой в сигнальных цепях между каскадами приведет к завалу АЧХ этих каскадов в области нижних частот, в том же магнитофоне это приведет к отсутствию басов.
4. Менять конденсатор в цепи питания на конденсатор большей емкости можно и нужно! Большая емкость приведет к снижению пульсаций по цепям питания. На сколько можно увеличить емкость? Да хоть в 10 раз. Будет только лучше. Но в 10 раз увеличивать все же не следует по следующей причине: в момент включения аппарата через диоды выпрямителя источника питания будет протекать большой импульсный ток заряда этих конденсаторов. Если емкость увеличить сверх всякой меры этот ток может привести к выходу этих диодов из строя. Хотя это касается только конденсаторов, непосредственно подключенных к этим диодам. Если конденсатор стоит после резистора (RC-фильтр) или дросселя (LC-фильтр) то диодам ничего не будет. В общем, рекомендация следующая: емкость конденсаторов, стоящих по цепям питания, можно смело увеличивать в 3-4-5 раз.
Емкость конденсаторов в сигнальных цепях также можно увеличивать. Это только положительным образом скажется на характеристиках сигнала. Но и тут есть один неприятный момент: в усилителях звукового сигнала зарядка переходных емкостей приводит к появлению щелчка в динамике при включении усилителя. Чем больше эта емкость, тем сильнее и неприятнее будет этот щелчок. Поэтому рекомендация следующая: емкость в сигнальных цепях можно без проблем увеличить в 1,5-2 раза.
Зачем же вообще ставить конденсаторы большей емкости? Во-первых, это приведет к незначительному, но улучшению характеристик аппарата. Во-вторых, старые советские конденсаторы зачастую имеют значительно большие габариты, чем соответствующие им по параметру современные. И современные могут просто не встать на плату из-за того, что расстояние между ножками старого было намного больше. Выводы, конечно, можно изогнуть и оставить конденсатор висеть на них в воздухе, но тогда конденсатор будет удерживаться только за счет сцепления дорожек плат, а они часто очень легко отваливаются. В третьих, ставя конденсаторы другой емкости можно значительно, в несколько раз, сократить их номенклатуру для закупки. Например, вместо конденсаторов 5мкф х 16В, 5мкф х 25В, 10мкф х 10В, 10мкф х 16В, 20мкф х 10В, 20 мкф х 16В везде ставить один и тот же конденсатор 22мкф х 35В. В четвертых, ставя конденсатор большей емкости мы, тем самым, закладываем несколько больший запас надежности, аппарат дольше проработает до того момента как емкость упадет ниже некоторого предела, при котором схема перестает функционировать. Ведь даже современные конденсаторы со временем высыхают и теряют свою емкость.
Но из этой рекомендации есть одно исключение: во времязадающих RC-цепях емкость необходимо по возможности ставить ровно такую как на схеме, иначе изменится время срабатывания чего-нибудь. Например, в схеме электронного управления ЛПМ магнитофона увеличение этих емкостей приведет к тому что магнитофон будет переключаться с режима на режим с большими задержками, что не всегда удобно пользователю. Но таких цепей крайне мало, поскольку электролитические конденсаторы из-за своих не очень хороших характеристик крайне редко используются в этом качестве.
5. Я в своей практике чаще всего использую следующие номиналы: 1мкф х 50В (размер 5х11), 10мкф х 50В (размер 5х11), 33мкф х 35В (размер 5х11), 100мкф х 25В (размер 6,3х11), 330мкф х 35В (размер 10х12,5), 1000мкф х 50В (размер 12,5х25), 2200мкф х 25В (размер 12,5х25). Этих семи номиналов хватает чтобы заменить 95 - 99% конденсаторов в любой советской бытовой аппаратуре. Какую марку выбрать – советовать не буду, это, по большей части, вкусовщина. Посоветую лишь только избегать откровенно дешевой китайщины (хотя я такие тоже использовал, проблем не было за исключением того, что 3 шт из заказанной партии 50 шт с алиэкспресс оказались уже дохлыми) и также не вижу смысла ставить в советскую аппаратуру сверхдорогие аудиофильские – после этого играть сильно лучше чем с завода она точно не станет. Лучше выбирать хороший качественный середнячок, например такие известные бренды как EPCOS, Panasonic, Jamicon, Nichicon, Rubycon, CapXon.
6. В некоторых случаях допустимо ставить конденсатор и с меньшим максимальным рабочим напряжением. Достаточно часто в советской технике конденсаторы стоят с очень большим запасом. Это могло быть связано как с отсутствием на конкретном заводе более подходящих конденсаторов, так и унификацией (чтобы не плодить на одной плате множество разных номиналов, ведь их все надо заряжать в монтажный автомат), а также, например следующим моментом: например, если конденсатор стоит на шине питания 23В, ставить сюда конденсатор на 25В рискованно – практически нет запаса по напряжению, а следующий в линейке конденсаторов серии К50-6 есть только на 50В. Поэтому его и применили. У современных конденсаторов шаг напряжений более мелкий, поэтому в вышеприведенной ситуации можно вместо конденсатора на 50В без каких-либо проблем можно применить конденсатор на 35В. Напряжения в разных точках схемы обычно проставляются рядом с соответствующими проводниками. Также о напряжении в схеме можно судить по контактам ее разъема. Если на контакте разъема какой-либо платы написано «+12В» значит данная часть схемы питается от напряжения 12В и выше него там быть просто не может, значит там можно без проблем применять конденсаторы с максимальным напряжением даже 16В. Вообще говоря, наличие и анализ схемы на конкретный аппарат существенно помогает подобрать более подходящий конденсатор из того что есть под рукой.
7. Электролитические конденсаторы – полярные! При установке необходимо строго соблюдать полярность. У советских конденсаторов обычно маркировался положительный вывод – символом «+» краской ближе к плюсовому выводу. У некоторых «+» и «-» формовались в пластике в месте выхода выводов. Также «+» наносился шелкографией на саму печатную плату, часто даже с обеих сторон платы. Но на эту маркировку полностью ориентироваться не стоит, поскольку из-за плотного расположения деталей, этот символ «+» может относиться к соседнему конденсатору или даже диоду. Также часто этот символ наносился неразборчиво или непонятно, к какому выводу он относится. Поэтому при демонтаже старого конденсатора необходимо обращать внимание и запоминать, с какой стороны у него плюс. У импортных конденсаторов почти всегда маркируется минус – контрастной полосой около соответствующего вывода. Иногда в качестве разделительного конденсатора в сигнальных цепях используется неполярный конденсатор. Отличить его можно по отсутствию маркировки плюсового или минусового вывода. На схеме он обозначается как конденсатор, у которого обе обкладки «жирные»: Конструкция его такова, что он, как бы содержит внутри два последовательно включенных обычных полярных конденсатора. Такой конденсатор можно заменить также двумя полярными, включенными последовательно встречно, например плюсами друг к другу. Емкость этих конденсаторов должна быть не менее чем в 2 раза больше заменяемого, поскольку при последовательном соединении конденсаторов, результирующая емкость батареи получается в 2 раза меньше. Некоторые специалисты советуют в точку соединения конденсаторов подавать потенциал от источника питания через высокоомный резистор. При соединении конденсаторов плюсами вместе, в эту точку надо подавать плюс источника питания. Если же конденсаторы соединяются минусами вместе, в эту точку подается максимальный отрицательный потенциал от источника питания. Резистор выбирается порядка 100 – 500 кОм. В этом случае конденсатор будет гарантированно работать под необходимым постоянным потенциалом. Я считаю эту заботу излишней, поскольку при работе пары встречно включенных конденсаторов необходимый потенциал установится автоматически за счет утечки тока одного из них, того, который в данный момент находится под отрицательным потенциалом. Использовать или нет данное схемотехническое решение – оставляю на ваш выбор и вкус. Но это решение точно не следует использовать в высокоомных цепях, например, на входе от пьезоэлектрического звукоснимателя проигрывателя или микрофонных входах. Там сопротивление этого резистора подтяжки может оказать сильное шунтирующее влияние на уровень полезного сигнала.
8. В качестве примера такого подхода рассмотрим следующую задачу: замену всех конденсаторов в кассетном магнитофоне НОТА М220-С. Вообще, этот магнитофон неисправный, но перед тем как искать неисправности, необходимо устранить ту, что там точно есть – неисправные и высохшие электролитические конденсаторы. Будем последовательно проходить всю схему, в случае применения конденсатора с отклонением от номинала, я буду объяснять почему в том или ином случае так можно сделать.
Начнем с платы логики.
На ней 5 конденсаторов: С2, С4, С9, С12, С13.
С2 – 10 мкф х 63В, С4 – 22 мкф х 25В, С9 – 10мкф х 63В, С12, С13 – 4,7мкф х 100В. С2 стоит в схеме логики, проследив по цепям можно видеть что схема питается от источника 8 В, значит напряжение на конденсаторе никогда не превысит этого значения. Можно смело заменить хоть на 16-вольтовый конденсатор. Ставим из нашей номенклатуры 10мкф х 50В. Да, это схема управления логикой, конденсаторы здесь определяют паузы и задержки между срабатываниями, их емкость увеличивать слишком сильно не следует. Поэтому С4 меняем на 33мкф х 35В, С9 также можно заменить хоть 16-вольтовым, поскольку он стоит параллельно 8-вольтовому стабилитрону. Его емкость можно увеличивать, он стоит по питанию, поэтому ставим 33мкф х 35В. С12, С13 также питаются от 8В, заменяем их на 10мкф х 50В. Емкость можно сделать больше, потому как это схема датчика автостопа, он лишь будет дольше срабатывать.
Продолжаем. Устройство входное. С1 – 10мкф х 63В, С4, С5, С6, С7, С8, С9 – 4,7мкф х 100В, С2, С3 – неполярные 5мкф х 16В. Все конденсаторы 4,7мкф стоят в звуковых цепях, емкость увеличивать можно, напряжение питания схемы (судя по контактам разъема) - +/-15В, то есть напряжение на конденсаторах никогда не превысит 30В, заменяем их на 10мкф х 50В. С1 стоит по питанию, можно поставить побольше, 33мкф х 35В (хотя, можно было бы и воткнуть 10мкф х 50, разницы никакой. Ставлю разные из соображений более равномерного расхода конденсаторов разного номинала). Неполярные С2, С3 5мкф заменяются (как было сказано выше) двумя конденсаторами 10мкф, включенными последовательно встречно, например минусами вместе. При последовательном соединении двух одинаковых конденсаторов, общая емкость батареи получается в 2 раза меньше чем емкость отдельного конденсатора. То есть, для двух конденсаторов 10мкф, включенных последовательно общая емкость получается как раз необходимые 5мкф.
Далее у нас усилитель воспроизведения.
Там конденсаторы С5, С6, С13, С14 – 10мкф х 63В заменяем на 10мкф х 50В (схема питается от +/-15В), С11, С12 заменяем на 100мкф х 25В, С15 (стоит по питанию) заменяем на 330мкф х 25В.
В схеме усилителя записи электролитических конденсаторов нет, на плате шумоподавителя тоже.
На плате усилителя мощности стоят неполярные конденсаторы 5мкф х 16В, меняем на 2х10мкф х 50В, и полярные (но на схеме почему то обозначены как неполярные) 30мкф х 6,3В – заменяем на 33мкф х 35В.
Далее плата индикаторов уровня.
Заменяем все конденсаторы на 10мкф х 50В поскольку схема питается от +/-15В.
На всех мелких платах конденсаторы поменяли, остались только на основной плате и плате источника питания.
На основной плате стоят неполярные конденсаторы 5мкф х 16В, заменяются аналогично входному устройству на 2 последовательно включенных конденсатора 10мкф х 50В, и стоят 10мкф х 63В, заменяются на те же 10мкф х 50В, поскольку эта часть схемы (генератор стирания и подмагничивания) питается от источника +/-15В.
В источнике питания. С1, С2 можно заменить на любой, 10мкф, 33мкф, 100мкф, он стоит по питанию, емкость чем больше, тем лучше. Поставим 100мкф х 25В. С5, С6, С7, С8, С10, С11 меняем на 1000мкф х 50В. С9 меняем на 2200мкф х 25В.
Следует отметить, что после замены конденсаторов, ремонта, смазки и чистки ЛПМ аппарат полностью заработал. В ЛПМ были заменены головки воспроизведения/записи из-за высокого износа и головка стирания из-за, вероятно, межвиткового замыкания (с ней генератор стирания и подмагничивания не запускался).
Надеюсь, информация будет кому-то полезной, удачи в ремонтах!
