Hallo Leute,
da ich vor einem für mich unlösbaren Problem stehe wende ich mich jetzt
einmal an die Forengemeinde.
Ausgangslage: Digital betriebene Modellbahn mit neu entwickelter
Lokomotivplatine für PluX-Decoder.
Hier mal ein Hersteller mit sehr ausführlicher Anleitung
http://www.zimo.at/web2010/documents/MX-KleineDecoder.pdf
Auf Seite 56 rechts wird dazu eine Ladeschaltung vorgestellt, welche ich
auf der Platine mit einigen Abänderungen integriert habe.
Um auf minimalste Bauteilgröße zu kommen habe ich als Z-Diode eine
BZX585-B15 ausgewählt.
http://www.nxp.com/documents/data_sheet/BZX585_SERIES.pdf
Den 100 Ohm Ladewiderstand habe ich auf 270 Ohm erhöht, damit der
maximale Stromfluss uber die Z-Diode innerhalb der angegebenen Werte
bleibt. Parallel zur Z-Diode bzw. 3,3 kOhm-R wird ein Stützkondensator
angeschlossen von 1000µF / 16 V.
Bei einer angelegten Spannung von 20 Volt beträgt der Stromfluß über die
Z-Diode 12 mA (gemessen). Trotzdem geht die Spannung nahe an die 16 Volt
heran, obwohl die Diode spätestens bei 15,4 Volt abregeln sollte. Dabei
ist es unerheblich, ob der 3,3k-R eingelötet ist oder nicht.
Nehme ich eine 5V-Z-Diode aus der Bastelkiste (bedrahteter Typ) und lege
diese parallel, setzt sofort eine Regelung ein.
Was mache ich falsch bzw. wo liegt mein (gedanklicher) Fehler?
Sollte die Z-Diode defekt sein, gibt es so etwas? Dann müsste allerdings
die ganze Charge defekt sein, da bei keiner Platine diese Regelung
funktioniert.
Weitere Frage: Wäre es möglich, durch einen Längstransistor o.ä. den
Stromfluss wie eine Art Kennlinie hoch zu fahren? Wenn mehrere solche
Energiefresser auf dem Gleis stehen, registriert die Zentrale dies als
Kurzschluss. Wie müsste dies dann aussehen?
Für eine hilfreiche Antwort wäre ich sehr sehr dankbar.
Mit den besten Grüßen
Hans Spass
Hans Spass schrieb:> Trotzdem geht die Spannung nahe an die 16 Volt heran, obwohl die Diode> spätestens bei 15,4 Volt abregeln sollte.
Moment mal: das Datenblatt sagt, dass sie bei 5 mA Querstrom maximal
15,3 V hat. Damit würden 16 V durchaus zu deinen 12 mA passen können,
falls deine Exemplare an der oberen Toleranzgrenze herumdümpeln.
Jörg Wunsch schrieb:> Moment mal: das Datenblatt sagt, dass sie bei 5 mA Querstrom maximal> 15,3 V hat. Damit würden 16 V durchaus zu deinen 12 mA passen können,> falls deine Exemplare an der oberen Toleranzgrenze herumdümpeln.
In dem Spannungsbereich ist die I/U Kennlinie von Z-Dioden i.A. ganz
brauchbar. Innenwiderstand ist 10 Ohm bei 5mA, ergibt ein V(dif) von
grad mal 70mV.
Erst wenn das Dings ziemlich heiss wird und man den den
Temperaturkoeffizient von ~11 mV/K draufrechnet reicht es für 16V.
Hans Spass schrieb:> Um auf minimalste Bauteilgröße zu kommen
Und so kommst du nebenbei auf schlechteste Kühlung.
15V/12mA = 180mW, bei 350K/W gibt das 63K, also ~700mV. Passt.
Fass das Teil mal an. Das wird heiss.
Hans Spass schrieb:> Nehme ich eine 5V-Z-Diode aus der Bastelkiste (bedrahteter Typ) und lege> diese parallel, setzt sofort eine Regelung ein.
Wesentlich geringere Verlustleistung und dank Bauform nur 110K/W
Wärmewiderstand bedeutet, dass diese Diode kaum warm wird. Dazu kommt,
dass 5,1V Z-Dioden einen viel besseren Temperaturkoeffizenten haben,
zudem einen negativen.
Zener schrieb:> Mit 1000uF machst Du jede Regelung kaputt.
Auch wenn das NXP Datasheet die Dinger als Voltage regulator diodes"
bezeichnet ist das dennoch keine Regelung. Weshalb sollte der Elko eine
Z-Diode stören?
Jörg Wunsch schrieb:> Hans Spass schrieb:>> Trotzdem geht die Spannung nahe an die 16 Volt heran, obwohl die Diode>> spätestens bei 15,4 Volt abregeln sollte.>> Moment mal: das Datenblatt sagt, dass sie bei 5 mA Querstrom maximal> 15,3 V hat. Damit würden 16 V durchaus zu deinen 12 mA passen können,> falls deine Exemplare an der oberen Toleranzgrenze herumdümpeln.
Ja ist korrekt , Schreibfehler meinerseits.
Zener schrieb:> Mit 1000uF machst Du jede Regelung kaputt.> Nimm 1 uF....
Nee, auf keinen Fall weniger, höchstens mehr.
Der Elko soll Puffern, je länger, desto besser.
Um bei den Elkos eine kleinere Bauform verwenden zu können, sollen 16
Volt Typen eingesetzt werden. Um zu verhindern, dass mal ein Nutzer eine
Schienenspannung größer 16 Volt anliegen hat (Gleichrichter ist ja auch
noch dazwischen)dürfen die Elkos nicht explodieren.
A. K. schrieb:> Hans Spass schrieb:>> Um auf minimalste Bauteilgröße zu kommen>> Und so kommst du nebenbei auf schlechteste Kühlung.> 15V/12mA = 180mW, bei 350K/W gibt das 63K, also ~700mV. Passt.> Fass das Teil mal an. Das wird heiss.
Heiss ist fast schon geschmeichelt.
Ok, mein Fehler, habe die Wärmeentwicklung außer acht gelassen.
Ich könnte, bzw. muss, dann noch eine Fläche zur Wärmeableitung auf die
Platine bringen. Im Datenblatt steht etwas von 35mm² auf Seite 6, kann
mir aber nicht vorstellen, dass dies ausreichend ist.
Wie berechne ich so etwas, ich blicke da momentan nicht durch.
Für hilfreiche Antworten wäre ich sehr dankbar.
Hans Spass schrieb:> Wie berechne ich so etwas, ich blicke da momentan nicht durch.
"berechnen" ist ein großzügiger Ausdruck. Man hat eigentlich nur
Näherungsformeln oder gemessene Werte bei Kühlflächen oder Kühlkörpern.
Zum Beispiel werden bei Leiterplatten die benachbarten Wärmequellen
nicht berücksichtigt. Man setzt eigentlich immer voraus, dass das
Bauelement bei angenehmen 25 Grad ganz alleine auf der Leiterplatte
angebracht ist. So etwas gibts nur in Märchen oder Datenblättern.
Es fehlen im obigen Datenblatt auch Angaben zur Dicke des Kupfers, zur
Dicke des FR4, ob senkrecht oder waagerecht, ob beidseitig Cu, oder
einseitig ...
Deshalb sollte man zu den 35mm² einen Zuschlag geben oder an beidseitig
Kupfer, durch thermals verbunden, denken.
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