an einen Märklin-Trafo mit 0-B: 6-16/24V~ habe ich einen Brückengleichrichter, einen L7805CV Festspannungsregler für 5Volt und einen Elko angeschlossen, um damit einen LED-Streifen mit Strom zu versorgen.
Im regelbaren Bereich des Trafos 0-16 Volt funktioniert alles ganz ausgezeichnet - der L7805CV liefert kontinuierlich seine ungefähr 5 Volt egal was am Trafo-Regler eingestellt wird. Wenn ich jedoch einige Male kurz auf die 24 Volt Spannung schalte, wird der L7805CV beschädigt.
Für den L7805CV wird im Datenblatt eine Vmax = 35 Volt angegeben.
Was muß ich noch beachten, damit dieser Festspannungsregler die 24 Volt Spannung schadlos übersteht ?
Hallo Allerseits,
an einen Märklin-Trafo mit 0-B: 6-16/24V~ habe ich einen
Brückengleichrichter, einen L7805CV Festspannungsregler für 5Volt und
einen Elko angeschlossen, um damit einen LED-Streifen mit Strom zu
versorgen.
Im regelbaren Bereich des Trafos 0-16 Volt funktioniert alles ganz
ausgezeichnet - der L7805CV liefert kontinuierlich seine ungefähr 5 Volt
egal was am Trafo-Regler eingestellt wird. Wenn ich jedoch einige Male
kurz auf die 24 Volt Spannung schalte, wird der L7805CV beschädigt.
Für den L7805CV wird im Datenblatt eine Vmax = 35 Volt angegeben.
Was muß ich noch beachten, damit dieser Festspannungsregler die 24 Volt
Spannung schadlos übersteht ?
Rechne oder messe mal, was ein Gleichrichter plus Kondensator aus Deinen angeblichen 24VAC macht.
die Stromentnahme beläuft sich auf ein angeschlossenes digitales Voltmeter. Auch schonmal 2 LEDs, die zusammen ca. 40 mA benötigen.
Laut Datenblatt verträgt der L7805CV OUTPUT CURRENT TO 1.5A.
Mit meiner maximalen Eingangsspannung von 24 Volt liege ich weit unter der Angabe von maximal 35 Volt.
Mit meiner maximalen Eingangsspannung von 24 Volt liege ich weit unter
der Angabe von maximal 35 Volt.
Nein. Du richtest 24V /Wechselspannung/ gleich, das ist dann deutlich mehr als 24V. Nimm doch einfach mal ein Multimeter und miss, was da aus Deinem Gleichrichter rauskommt, wenn Du 24V Wechselspannung anlegst.
Mit meiner maximalen Eingangsspannung von 24 Volt liege ich weit unter
der Angabe von maximal 35 Volt.
Nö, 24V~ ist nur das Äquivalent von 24V=!
Du hast da aber einen Scheitelwert (x Wurzel 2) von knapp 34V!
Da fehlt nicht mehr viel und wie oben schon angemerkt, wird der Trafo mehr als 24V~ ausgeben.
Hast du das gemessen oder abgelesen? Dir ist schon klar, dass diese 24V bei der Nennlast des Trafos definiert sind? Wenn du weniger Last hast, können das schon mal 28V werden. Dahinter der Gleichrichter, der nimmt davon 2x0,6V weg und die Gleichrichtung macht daraus das 1,41-fache, also (28V-1,2V)*1,41 = 38V.
Zur Sicherheit kann man noch eine 24V Z-Diode mit einem 100R Widerstand
zwischen Gleichrichter und Elko schalten.
Könnte das mein Projekt retten
Rechne mal, welche Spannung an diesen 100 Ohm bei 40mA abfallen würde: 100R*0,04A = 4V. Wieviel bliebe also bei 7,8V und 4V Spannungsabfall noch für den Spannungsregler?
Mein Ansatz wäre eher eine 8V2 Z-Diode und ein Emitterfolger zur Spannungsstabilisierung.
Ich würde da einfach die Eingangssspannung des Spannungsreglers mit einer dicken Z-Diode auf knapp über 30V begrenzen. Der Trafo brummt dann zwar ein wenig, aber der kann das schon ab.
Wenn ich jedoch einige Male
kurz auf die 24 Volt Spannung schalte, wird der L7805CV beschädigt.
Ist das eine Frage oder eine Feststellung?
Rechnerisch sind 24VAC nur 34V Spitzenspannung. Da gehen noch 2 Diodenflußspannungen von ab, also auch bei moderater Überspannung noch geradeso gut. Zumal wenn der Hersteller 35V garantiert, wird der 7805 sicher auch 40V aushalten. Man könnte das also so machen.
Aber das Problem wird eher die Abwärme sein. Wieviel Strom braucht den dein LED-Streifen? Die Differenz von Eingangs- und Ausgangsspannung bleibt ja am Regler "hängen". Mutipliziert mit dem Strom gibt das die Verlustleistung. Also sagen wir mal 35V rein, 5V raus, 1A Laststrom ... macht 30W Verlust. Da brauchst du schon ein ganz großen Kühlblech, damit der 7805 nicht überhitzt.
[Mod: bitte zur Hervorhebung statt / nur noch * und ** nehmen wg. Ansicht auf Mobilgeräten]
Auch schonmal 2 LEDs, die zusammen ca. 40 mA benötigen
Ungekühlt kann das TO-220 Gehäuse maximal 1W loswerden. Bei 30V Differenzspannung bist du bei 40mA schon darüber.
Tip: das Gehäuse hat die Kupferfahne mit Loch nicht, um den 7805 bei Nichtgebrauch an einem Nagel aufzuhängen, sondern um ihn auf ein Kühlblech bzw. einen Kühlkörper zu schrauben!
Hallo Axel, ich stelle die LEDs so auf 2,5mA bis 5mA je LED ein. Der LED Streifen der verbaut werden soll hat 62 LEDs. Bei 2,5mA/LED sind das dann 155mA.
Und das ist kein Tastendruck, sondern man dreht den
Geschwindigkeitsregler ganz an den linken Anschlag um die 24V
aufzuschalten:
Ja, aber beim loslassen des Geschwindigkeitsreglers springt er zurück. Die 24V werden also zwangsläufig nur kurzzeitig aufgeschaltet, was zum Umschalten der Fahrtrichtung ausreicht. Sonst müsste man den Geschwindigkeitsregler ständig unter Kraftaufwand von Hand im Linksanschlag festhalten.
Suche mal nach LM2596S. Da gibt es fertige und günstige Module.
Damit sind 40V am Eingang kein Problem, die Ausgangsspannung ist z.B. auf 5V einstellbar und Strom kann das Moduel auch mehr als genügend.
So ein Modul kostet <2€.
Da die 24V nur kurzzeitig per Tastendruck abgerufen werden, um die
Fahrtrichtung zu ändern, bleibt keine Zeit für eine nennenswerte
Erwärmung.
Du ahnst nicht, wie schnell sich der Halbleiterchip im Linearregler bei Überspannung erwärmt und wie lang im Vergleich dazu ein "kurzzeitig per Tastendruck" abgerufener (24V-Burst) ist.
Bei einer kurzen Überlast gelangt die Wärmeenergie gar nicht so schnell aufs Gehäuse, wie der Chip stirb.
Bei Leerlauf liegt die Spannung hinterm Gleichrichter während eine 24V-Bursts (24V heißt 24Veff bei Nennlast) am Eingang des 7805 bestimmt oberhalb der zulässigen 35V. Step-Down-Wandler, die am Eingang 50V vertragen kosten wirklich nicht die Welt und bei 200mA erwärmt sich da auch nichts nennenswert.
Kommt auf das Alter des Märklin-Trafos an. Ich hatte einen, der vor 40 Jahren schon sehr alt war (im Metallgehäuse, mit Bakelitknopf), bei dem hat man den Drehknopf zur Fahrtrichtungsumkehr gedrückt.
Ich hatte einen, ... , bei dem hat man den Drehknopf zur
Fahrtrichtungsumkehr gedrückt.
Wer will schon bei voller Fahrt die Richtung umkehren?
So viel Reibung können die Antriebräder gar nicht ausführen, dass das ohne kräftige Abnutzung der Haftreifen erfolgreich ist ;-)
Bei PKWs ist die Nutzung des R-Gangs in voller Vorwärtsfahrt auch etwas "problematisch".
Davon (von unzureichender Kühlung oder Erreichen der SOA Grenze)
gehen 7805 nicht kaputt, sondern regeln runter.
Sagen wir mal so: die 7805 von namhaften Herstellern gehen nicht kaputt. Bei den vielen Herstellern die den 7805 bauen, würde ich aber nicht für jeden einzelnen die Hand ins Feuer legen. Die Typenbezeichnung "L7805CV" kann jeder drauflasern.
Aber abgesehen davon hat der TE auch nichts davon gesagt, daß sein 7805 permanent kaputt geht. Vielleicht hat der das Abregeln ja als "kaputt" interpretiert?
Hallo Axel, ich stelle die LEDs so auf 2,5mA bis 5mA je LED ein. Der LED
Streifen der verbaut werden soll hat 62 LEDs. Bei 2,5mA/LED sind das
dann 155mA.
Dann willst du keinen Linearregler dafür verwenden. Entweder eine separate Rohspannungsquelle von ca. 8V (also nicht der Fahrtrafo) - dann geht der 7805. Oder eben ein Schaltreglermodul (Stepdown Modul). Diese Module gibt es bei den üblichen Verdächtigen.
Kommt auf das Alter des Märklin-Trafos an. Ich hatte einen, der vor 40
Jahren schon sehr alt war (im Metallgehäuse, mit Bakelitknopf), bei dem
hat man den Drehknopf zur Fahrtrichtungsumkehr gedrückt.
Vielleicht hast Du das ja im Laufe der Jahre vergessen. Bei obigen
Trafo ist auf der Skala extra ein Teilstrich links von Null zu
sehen, der für die Fahrtrichtungsumschaltung da ist.
Was muß ich noch beachten, damit dieser Festspannungsregler die 24 Volt
Spannung schadlos übersteht ?
Am besten ersetzt du 7805 für einen Schaltmodul, z.B. von Traco, es gibt welchen bei Reichelt. Z.B.TSR 1-4865WI arbeitet bei 9 - 72 VDC und gibt bis 1 A aus. Somit bist du garantiert in zulässigen Grenzen. Das Modul ist genauso einfach zu verwenden wie 7805. Als Bonus viel weniger Wärme, die abgeleitet werden sollte.
Vielleicht hast Du das ja im Laufe der Jahre vergessen.
Nein:
Das große Modell der 50er Jahre war mit der Artikelnummer 280A
ab 1949 in neuer, blauer Farbgebung erhältlich. Die Aufschrift
“MÄRKLIN SUPER” und das wuchtige Erscheinungsbild liessen schon
von aussen die kraftvollen 30VA gut zur Geltung kommen.
Das Kraftpaket kostete damals stolze 40 DM.
(...)
Die Umschaltung der Fahrtrichtung erfolgt bei diesem Transformator
durch Niederdrücken des Fahrtreglers. Ein großes, rotes Kontrolllicht
zeigte den Betrieb an. Produziert wurde diese Variante bis 1954.
die Stromentnahme beläuft sich auf ein angeschlossenes digitales
Voltmeter. Auch schonmal 2 LEDs, die zusammen ca. 40 mA benötigen.
Laut Datenblatt verträgt der L7805CV OUTPUT CURRENT TO 1.5A.
Das gilt aber nur mit passendem Kühlkörper!
Mit meiner maximalen Eingangsspannung von 24 Volt liege ich weit unter
der Angabe von maximal 35 Volt.
Du kennst den Unterschied zwischen Gleichspannung und Wechselspannung?
kurz vor Weihnachten belebt das Thema Märklin und Modellbahn ungemein ;-))
Wie von Enrico und Lothar empfohlen, möchte ich gerne eine Z-Diode als
Spannungsbegrenzer erproben. Im Netz finde ich darüber Einiges - aber nichts Genaues.
Daher hier meine Frage: kann ich die 30V Z-Diode hinter dem Brückengleichrichter anordnen und es werden niemals die 30V nach oben überschritten? Beliebige Spannungen unterhalb von 30V können aber passieren?
Step down Module habe ich bereits einige mit Erfolg eingesetzt - auch zu LED-Beleuchtungszwecken. Dabei habe ich konstante Gleichstrom-Spannungsquellen eingesetzt.
Im Falle des Märklin Trafos handelt es sich um ein variable Wechselstrom-
Spannungsquelle. Was macht jetzt so ein Step down Modul, wenn nach dem Gleichrichter die Spannung zwischen 6 bis 16V pendelt? Ich denke, dann pendelt die auch - oder liege ich da falsch?
Im Falle des Märklin Trafos handelt es sich um ein variable
Wechselstrom-
Spannungsquelle. Was macht jetzt so ein Step down Modul, wenn nach dem
Gleichrichter die Spannung zwischen 6 bis 16V pendelt? Ich denke, dann
pendelt die auch - oder liege ich da falsch?
Als erstes gehört da weiterhin ein Kondensator zwischen Gleichrichter und dem Modul.
Der Stepdown hält die eingestellte Ausgangsspannung bis die Eingangsspannung einen gewissen Schwellenwert nicht unterschreiter, der IMMER über der eingestellten Ausgangsspannung liegt.
Die Mindestdifferenz zwischen Ein- und Ausgangsspannung ist modulabhängig.
Was macht jetzt so ein Step down Modul, wenn nach dem
Gleichrichter die Spannung zwischen 6 bis 16V pendelt? Ich denke, dann
pendelt die auch - oder liege ich da falsch?
Das ist auch nur ein Spannungsregler und liefert vergleichbares am Ausgang wie der 7805. Die Spannung ist zwar mit ein paar mV Ripple überlagert, das ist jedoch hier irrelevant.
Aber 6V DC am Eingang gehen für beide nicht, wenn man 5V haben will.
Wobei: wenn der Strom gering ist und du einen großen Siebelko hast, dann werden aus den 6V AC einige Volt DC mehr - so wie aus den 24V ja auch rund 34V wurden. Dann wird es gerade so reichen.
Du hast nichts darüber gesagt, warum die LED-Kette an die Fahrspannung angeschlossen werden soll. Es stehen doch bei Märklin auch 16V AC zur Verfügung...
kann ich die 30V Z-Diode hinter dem
Brückengleichrichter anordnen und es werden niemals die 30V nach oben
überschritten? Beliebige Spannungen unterhalb von 30V können aber
passieren?
Naja, Z-Dioden brauchen einen Vorwiderstand und dann begrenzen sie alles über ihrem Nennwert, aber nicht ganz perfekt. Es könnten auch mal 31V werden. Das spielt aber hier keine Rolle.
Unterhalb von 30V liegt aber der Vorwiderstand noch in Reihe und an dem hast du immer einen Spannungsabfall U = R×I.
Der Vorwiderstand muss den Maximalstrom durch die Z-Diode limitieren und wird benötigt, reduziert aber eben unterhalb immer um den genannten Betrag die Spannung.
Kann ich die 30V Z-Diode hinter dem Brückengleichrichter anordnen und es
werden niemals die 30V nach oben überschritten? Beliebige Spannungen
unterhalb von 30V können aber passieren?
Genauso ist es. Damit der Trafo und die 30V Z-Diode ein wenig entlastet werden kannst du noch einen 10 Ohm Widerstand, oder weniger in die Zuleitung legen (10R bedeuten allerdings 1,6V Spannungsfall bei einem Strom von 160mA). Das RC-Glied wirkt dann wie ein Tiefpass und hält Spannungsspitzen vom Eingang des Festspannungsreglers fern.
Du hast nichts darüber gesagt, warum die LED-Kette an die Fahrspannung
angeschlossen werden soll. Es stehen doch bei Märklin auch 16V AC zur
Verfügung...
Bei der LED-Beleuchtung handelt es sich um Personenwagenbeleuchtung in einem Fahrenden Zug und bis auf die Umschaltspannung fuktioniert das mit dem L7805CV auch tadellos. Bei den Zügen handelt es sich um welche, bei denen die Fahrrichtung praktisch nie geändert wird - aber wenn ich einmal nicht daran denke ist der L7805CV beschädigt. Beschädigt bedeutet dann erstmal das er keine 5V fest mehr liefert sondern mit der Einstellung am Trafo mitzieht. Dann werden auch leicht Spannungswerte von mehr als 10V erreicht und dann wären die LEDs hin.
Für digitale Märklin Steuerung sind diese Probleme längst gelöst. Da ich analog steure, versuche ich die Angelegenheit mit dem L7805CV hinzubekommen.
Im regelbaren Bereich des Trafos 0-16 Volt funktioniert alles ganz
ausgezeichnet - der L7805CV liefert kontinuierlich seine ungefähr 5 Volt
egal was am Trafo-Regler eingestellt wird.
Das halte ich für ein Gerücht. Unterhalb von etwa 6.7V wird die Regelung versagen und die Ausgangsspannung geht mit runter. Wahrscheinlich lässt sich der Trafo gar nicht bis auf 0V runterdrehen, sondern schaltet vorher ab.
Oder du baust dir deinen eigenen Festspannungsregler aus einem 4k7
Widerstand und einer 6V2 Z-Diode mit nachgeschaltetem BD645
Darlington-Transistor.
Auch so eine Art von Linearregler ändert nichts daran, dass dann eine Leistung in Wärme umgesetzt wird, die man ohne zusätzliche Kühlung nicht los wird.
oder den oben erwähnten Schaltregler der bis 72V kann (16 Euro, aber
Modellbau ist nicht billig...):
Für einen Schaltregler, der bei 40V Eingangsspannung 200mA liefern kann, muss man nun wirklich keine 16€ pro Stück ausgeben.
https://www.amazon.de/dp/B07F38DJLS
Bei der LED-Beleuchtung handelt es sich um Personenwagenbeleuchtung in
einem Fahrenden Zug und bis auf die Umschaltspannung fuktioniert das mit
dem L7805CV auch tadellos. Bei den Zügen handelt es sich um welche, bei
denen die Fahrrichtung praktisch nie geändert wird - aber wenn ich
einmal nicht daran denke ist der L7805CV beschädigt. Beschädigt bedeutet
dann erstmal das er keine 5V fest mehr liefert sondern mit der
Einstellung am Trafo mitzieht. Dann werden auch leicht Spannungswerte
von mehr als 10V erreicht und dann wären die LEDs hin.
Mal Fragen dazu:
Soll diese Beleuchtungsschaltung in allen betroffenen Waggons einzeln eingebaut werden, oder soll der Zug immer gekoppelt betrieben werden und die Beleuchtungsversorgung nur in einen Wagen eingebaut werden und die geregelte LED-Versorgungspannung/Strom parallel/seriell durchgeschleift werden?
Mich hatte hatte schon in den 60er Jahren gestört, dass bei meiner Trix die Beleuchtungsstärke im Fahrbetrieb schwankte und bei einem Halt ganz erlosch.
Mit heutigen Mitteln lässt es sich doch fürn Appel & Ei bedeutend eleganter lösen, als Du es vorhast.
die Beleuchtungsschaltung kommt nur in einen Wagen,
den mit dem einzigen Schleifer. Die Wagen werden elektrisch untereinander mit Mikro-Steckern verbunden. Die Kabel sind so anzulöten, daß sie sich immer selbst in den Wagen hineinziehen - also unter "Federspannung" anlöten.
https://www.ebay.de/itm/224076137161
Rechne mal, welche Spannung an diesen 100 Ohm bei 40mA abfallen würde:
100R*0,04A = 4V. Wieviel bliebe also bei 7,8V und 4V Spannungsabfall
noch für den Spannungsregler?
Mein Ansatz wäre eher eine 8V2 Z-Diode und ein Emitterfolger zur
Spannungsstabilisierung.
Oder eine Z 5V6 und auf den 7805 verzichten? Dazu müsste man wissen, wie tolerant die Last ist.
Ich denke, dass eine antiparallele Diode auch nicht schaden würde, der Motor wird sicherlich zurück pupsen.
Kommt auf das Alter des Märklin-Trafos an. Ich hatte einen, der vor 40
Jahren schon sehr alt war (im Metallgehäuse, mit Bakelitknopf), bei dem
hat man den Drehknopf zur Fahrtrichtungsumkehr gedrückt.
Vielleicht hast Du das ja im Laufe der Jahre vergessen. Bei obigen
Trafo ist auf der Skala extra ein Teilstrich links von Null zu
sehen, der für die Fahrtrichtungsumschaltung da ist.
Knopf drücken habe ich auch in Erinnerung, aber der müsste rot gewesen sein.
Bei 24V Gleichspannung am Eingang (entspricht ca. 16 V Wechselspannung) liegt man bei ca. 200mW Verlustleistung bei 10mA. Das verträgt das Gehäuse vermutlich ohne weitere Kühlung. Wenn du mit der Schaltung (2 Widerstände zur Spannungseinstellung) Schwierigkeiten haben solltest, melde dich hier nochmal.
Eine 30 V z-Diode ist inzwischen bei mir eingetroffen und ich habe angefangen auf einem "Steckbrett" die Schaltung vom Enrico E. Beitrag "Re: Festspannungsregler L7805CV Vmax=35 Volt?" aufzubauen. Der richtige Einbau der z-Diode bereitet mir Schwierigkeiten. Zu 50% baue ich die z-Diode verkehrt herum ein und sie geht kaputt. Die Seiten im Internet, die sich damit beschäftigen, sind für mich verwirrend.
Daher hier meine direkte Frage: der weiße Strich an der z-Diode - muß woran angeschlossen werden?
ich habe die Schaltung gemäß des Planes von Enrico E. Beitrag "Re: Festspannungsregler L7805CV Vmax=35 Volt?" aufgebaut. Die z-Diode wie im Plan eingesetzt. Bis jetzt funktioniert alles wie gewünscht. Die LEDs leuchten schön bei der Ausgangsspannung von ca. 5V des Reglers und der Regler wird nach dem Einbau der z-Diode nicht mehr von der Umschaltspannung des Märklin Trafos erstört.
Mit einem IR-Thermometer habe ich die Temperaturen der einzelnen Bauelemente nach 15 Minuten Betriebszeit bei mittlerer Trafostellung gemessen. Der Widerstand, der Elko und die z-Diode bleiben auf Zimmertemperatur von 23°C. Der Regler erwärmt sich bis auf 28°C.
Vielen Dank an alle hier im Forum, die mir geholfen haben.
Mein Beitrag kann auf ERLEDIGT gesetzt werden, falls diese Möglichkeit besteht.
