Laderegler für permanenterregte Lima im Boot

Gast #2626096
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Hallo zusammen,

ich habe ein Problem mit einem defekten Laderegler für einer 2 Phasigen 
permanenterregten Lima. Es ist ein 6PS Diesel Einzylinder. maximaler 
Ladestrom sind ca 25A.
Nun der Laderegler ist hinüber und Ersatz unverschämt teuer.
Da die Schaltung recht übersichtlich ist sollte eine Nachbau doch 
möglich sein oder?
Ich habe mal einen Schaltplan den ich bekommen konnte mit angehangen.
Leider sind keine Werte an den Bauteilen.
Der Laderegler ist das Bauteil 15.
Das Bauteil zwischen der roten Ader und Masse sollte ein Thyristor sein. 
Soweit ich mich belesen konnte wird bei einer permanenterregten Lima bei 
erreichen der Ladeschlussspannung eine oder mehrere Wicklungen 
kurzgeschlossen um die überschüssige Energie zu "verheizen".
Kann mir jemand beim Nachabu schaltungstechnich behilflich sein?
Da der Regler vergossen war und man ihn nur mit dem Hammer demontieren 
konnte war nur noch ein Bauteil erkennbar. Das sollte der Thyristor 
sein.
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Gast #2626129
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Nimm für die beiden Dioden BA157(158/159/UF4004/..)
Nimm für die Z-Diode eine ZD13(notfalls ZD12) falls es um ein 12V 
Bordnetz geht, bei 24V eine ZD27.
Nimm für den Widerstand unter der 15 ein 330 Ohm, für den anderen 3k3 
und für den Kondensator 47nF.
Als Thyristor tut es fast jeder der den Kurzschlusstrom aushält, 
Reichelt hätte den TYN412, der S38 hält wohl nur 30V/8A aus.
#2626634
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ixylon schrieb:
> Da der Regler vergossen war und man ihn nur mit dem Hammer demontieren
> konnte war nur noch ein Bauteil erkennbar.

Mit Wärme (Heissluftpistole) bekommt man vergossene Baugruppen vielfach 
mit einem geeigneten Werkzeug von der Vergussmasse befreit.Nur wenige 
Vergussmassen sind in gewisser Weise etwas wärmeresistent.Die meisten 
werden unter Wärmeeinfluss weich und lassen sich sacht zerbröseln.
Gast #2635173
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Hallo,

so das Teil habe ich zusammengelötet.
Batterie wird auch geladen.
Aber leider hört es nicht auf. bei 16v habe ich dann aufgehört.
Habt ihr eine idee woran es liegen könnte?
Als Thyristor habe ich einen BTW 68-1200 von Reichelt benutzt und eine z 
diode zd 13.
Der Thyristor ist natürlich sehr groß dimensioniert. Aber soll ja auch 
stabil eine Weile funktionieren die sache. :)
Gast #2635253
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Es waren schon über  13v über die z diode aber es kommen ja die 50mA für 
das Gate vom Thyristor nicht zustande.
Welche Widerstände stellen eigendlich der Thyristor und die z diode dar? 
Oder sind die z vernachlässigen?
Gast #2635430
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> Aber leider hört es nicht auf. bei 16v habe ich dann aufgehört.

Eigentlich sollte die Begrenzung bei 13V (Z-Diode) + 1.4V (Thyristor) + 
etwas am Widerstand einsetzen,
aber ich sehe, für einen dicken Thyrister, der erst bei vielen 
Milliampere zündet, ist der Widerstand zu gross bemessen.
Schon bei den 15mA eines TYN412 führen 330 Ohm zu 5V, und es sollten nur 
0.1V sein, also 6.8 Ohm. Dein BTW 68-1200 braucht sogar 50mA, also eher 
2 Ohm.
Ich schlage vor: Ersetze die 13V Z-Diode gegen eine 12V Z-Diode und 
verringere den Widerstand auf 22 Ohm.
Gast #2636097
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Vielen Dank ersteinmal für die Hilfe.
Ich habe es einmal mit dem TYN412 einer ZD13 und 220 Ohm Poti versucht.
Es klappt wunderbar.
Ich werde es dann mit dem dicken Thyristor einfach mal mit dem 
entsprechenden Poti  ausprobieren. Die Spannung lässt sich damit noch 
ganz gut regeln.
Der TYN412 wird schon gut warm mit Kühlkörper.
Wie warm darf so etwas werden? Ich habe es mal paar Minuten laufen 
lassen und da war es schon warm aber man konte es noch anfassen ohne 
sich die Finger zu verbrennen.
Gast #2755919
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Hallo,

ich beschäftige mich gerade selbst mit dem Thema, weil ich einen 
Regelgleichrichter für mein Motorrad bauen möchte. Ich habe einige 
Fragen zur Schaltung und hoffe ihr könnt mir weiterhelfen:

1. Wozu sind der Kondensator und die Widerstände gut? Wie kann man hier 
die Wahl der Kapazität und der Widerstände begründen? Bis jetzt habe ich 
lediglich verstanden, dass der Thyristor durchschaltet, sobald die 
Bordspannung über 12V+50mA*R+1,4V steigt.

2. Habe ich es richtig verstanden, dass die beiden Dioden zum 
Gleichrichten verwendet werden? Wenn ja, warum sind sie dann nur für 
einen Strom von I_F=1A bemessen? Müssten sie nicht den gesamten 
Ladestrom von 25 A vertragen können?

viele Grüße
SuZ
#7484097
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Ich grabe diesen uralten Tread mal wieder aus, weil ich die gleiche LiMa und Laderegler habe und per Google diesen Beitrag gefunden habe.

a) Kann jemand die Fragen aus dem Vorpost von LuZ beantworten? Das wäre super.

b) Außerdem verstehe ich die Aussage des Thread-Erstellers nicht, es würde sich um eine zweipolige LiMa handeln? Es gibt doch drei Spulenwicklungen?!

Mein Ansinnen ist jedoch noch ein anderes als vom Threadersteller. Bei mir ist nicht defekt, aber ich möchte langfristig die LiMa an einen DC-DC Converter/Charger anschließen und damit eine weitere (Service-)Baterie laden. Während der DC-DC Charger über einen weiten DC-Eingansbereich verfügt, von 10V bis 60V, muss die Spannung jedoch möglichst wenig Restwelligkeit aufweisen. Daher überlege ich den Laderegler komplett durch etwas anderes zu ersetzen.

c) Sehe ich das richtig, dass der Orignalladeregler eine enorme Restwelligkeit produziert, weil der Laderegler nur drei (statt der üblichen sechs) Dioden hat und daher nur einen Teil der Halbwellen nutzt?

d) Da der DC-DC Converter bis 60V Eingangsspannung erlaubt, kann ich mir die Thyristorschaltung zur Regelung der Ladeschlussspannung auf 14,4V doch eigentlich sparen. Oder?

e) Ich frage mich aber, ob ich dennoch eine Schaltung brauche, um überschüssige Leistung, die der DC-DC Wandler nicht abruft, spätesten bei 60V zu "verbraten". Ansonsten würde die Spulenspannung doch auf "unendlich" steigen?

#7484179
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Falls die lima über keilriemen angetrieben ist rausreissen und einen 12V auto alternator reinbasteln.

Ansonsten das regler-teil durch einen 30A buck ersetzen wie du das vorhast, dann brauchts den kurzschluss auch nicht mehr. Das ist ein ein phasen geni, nicht ein 3-phasen. 2 dioden sind OK. 60V dürfte ausreichend sein, im zweifel bei maximaldrehzahl nachmessen.

Für die zweitbaterie würde ich einen zweiten buck reinmachen, dann wird jede batt individuell geladen. Kosten ja nicht gerade viel die china dinger.

Das ist ww2 technik mit thyristor anstatt relais ...

#7484211
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Nein, die Lichtmaschine ist fest im Schwungrad des Motors integriert.

Was oder wer ist ein "Buck"?

Wieso ist dies ein 1-Phasen-Generator? Wie funktioniert überhaupt diese ganze Schaltung? Eine Erklärung wäre wunderbar, wieso der Generator eine dritte Spule hat, die so seltsam mit der zweiten verschaltet ist und wie der Regler funktioniert.

#7484661
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Max M. schrieb:

Falls die lima über keilriemen angetrieben ist rausreissen und einen 12V auto alternator reinbasteln.

Diese Dumme Idee passt zu Deiner Faulheit, Großschreibung zu ignorieren.

Matthias schrieb:

Was oder wer ist ein "Buck"?

Damit meint er einen Schaltregler, der die Eingangsspannung auf einen geringeren Wert bringt. Auch bekannt als "Step Down".

Die Idee halte ich für ungeeignet, weil ohne Last die Spannung der Lichtmaschine unbequem hoch werden kann.

Wieso ist dies ein 1-Phasen-Generator? Wie funktioniert überhaupt diese ganze Schaltung?

Ein Streit 1 oder 2 Phasen lohnt nicht, ich sehe jedenfalls zwei. Vermutlich so angeordnet, dass deren Spannung 180° versetzt kommt.

Das Ding ähnelt Anlagen japanischer Motorräder Anfang der 70er. Ungewöhnlich finde ich, dass dort mit zwei Dioden Einweggleichrichtung betrieben wird, Honda CB250 hatte dort einen Brückengleichrichter.

Eine Erklärung wäre wunderbar, wieso der Generator eine dritte Spule hat, die so seltsam mit der zweiten verschaltet ist und wie der Regler funktioniert.

Im Plan kann man sehen, dass bei zu hoher Spannung der Thyristor diese dritte kurzschließt. Der sich dabei ergebende Strom erzeugt in der Lima ein Gegen-Magnetfeld, was das System herunter drückt.

Das machen Motorräder ähnlich, aber direkt an den Leistungsspulen mit zwei oder drei Thyristoren. Da gibt es Varianten.

#7484702
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Manfred P. (puckelfred) schrieb:

Was oder wer ist ein "Buck"?

Damit meint er einen Schaltregler, der die Eingangsspannung auf einen geringeren Wert bringt. Auch bekannt als "Step Down".

OK, Step-Down-Converter ist mir ein Begriff. Ich nehme mal an "Buck" ist irgendein Markenname.

Diese Dumme Idee passt zu Deiner Faulheit, Großschreibung zu ignorieren. Die Idee halte ich für ungeeignet, weil ohne Last die Spannung der Lichtmaschine unbequem hoch werden kann.

Sowas, hatte ich ja initial bereits vermutet. In der reinen Theorie würde die Indikationsspannung ja "unendlich" hoch, bis es einen Überschlag gibt und dann doch ein Strom fließt. Und ja, mir ist auch klar, dass das in der Praxis wegen Sättigungseffekten, etc., nicht passiert, aber wenn ich den Regler durch etwas ersetze, dann soll das schon anständig sein und keine Pfuschlösung.

Das Ding ähnelt Anlagen japanischer Motorräder Anfang der 70er. Ungewöhnlich finde ich, dass dort mit zwei Dioden Einweggleichrichtung betrieben wird, Honda CB250 hatte dort einen Brückengleichrichter.

OK, auch das passt zu meiner Irritation. Mir fehlten dort auch ein paar Dioden.

Eine Erklärung wäre wunderbar, wieso der Generator eine dritte Spule hat, die so seltsam mit der zweiten verschaltet ist und wie der Regler funktioniert.

Im Plan kann man sehen, dass bei zu hoher Spannung der Thyristor diese dritte kurzschließt. Der sich dabei ergebende Strom erzeugt in der Lima ein Gegen-Magnetfeld, was das System herunter drückt.

Wenn es nicht zu viel verlangt ist, würde ich mich freuen, wenn Du den Regler ausführlicher erläutern könntest. (Oder einen Link auf eine ausführliche Erläuterung geben könntest.) Du scheinst zu verstehen, wie dieser Regler arbeitet soll.

Was ist der Zweck von den beiden Widerständen? Ich nenne den Widerstand zwischen dem Gate-Anschluss des Thyristors und Masse mal R1 un den anderen (zwischen Gate-Anschluss und Shottky-Diode) R2.

Ich probiere mich mal mit einem eigenen Erklärungsversuch und Du korrigierst mich.

Fall "Thyristor ist sperrend": In diesem Fall fließt nur Strom über die beiden Spulen an den "B"-Anwschlüssen. Über "Y" haben beide Spulen einen gemeinsamen Massepunkt. Dieser ist über den Kondensator und die Shottky-Diode auch an den "Plus-Ausgang" des Reglers geschaltet. Da die Shottky-Diode in Sperrrichtung liegt, fließt hier kein Strom. Auch über die beiden Widerstände dürfte es zu keinem Stromfluss oder Spannungsfall kommen, weil alles auf Masse liegt. Soweit richtig?

Fall "Thyristor leitet": Bei dem Fall steige ich aus, weil ich nicht weiß bzw. verstehe, wie diese dritte Spule im Verhältnis zu den beiden anderen orientiert ist. Ist sie so gewickelt, dass sich die Induktionsspannungen von der dritten Spule und der zweiten Spule addieren oder genau subtrahieren?! Oder irgendein Phasenversatz dazwischen? Angenommen die Induktionsspannungen addieren sich, dann würde die Indikationsspannung der zweiten Spule plus die der dritten Spule satt gegen Masse kurzgeschlossen. Was sollte das bringen? Oder ist es eher so gedacht, dass die dritte Spule genau parallel zur zweiten Spule liegt, aber umgekehrt gewickelt ist und die dritte Spule somit die zweite "auslöscht"?!

Dann frage ich mich, wie es zur Zündung des Thyristors kommt. Durch Überschreiten der Nullkippspannung (also als Überkopfzündung, quasi als Dynistor)? Oder zündet der Thyristor "ordentlich" durch Anliegen einer positiven Gate-Spannung gegenüber Masse? Woher sollte diese zustandekommen? Warum ist die Diode zwischen Gate-Ausgang oder Mittelpunkt eigentlich eine Shottky-Diode und keine normale? Das hat doch bestimmt auch einen Grund.

#7484706
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Matthias schrieb:

ieso der Generator eine dritte Spule hat,

Der hat 2 spulen. Eine davon mit mittenanzapfung. Nur so macht die schaltung sinn.

Wenn du die maximalspannung weisst kannst du einen buck raussuchen. Ist einfache, zukunftsorientierte und saubere lösung. Spart auch noch diesel.

Ein 20A 40V buck kostet unter 10 euro. Nimm ne nummer grösser dann passt das. Wenn die konstrukteure früher buck-regler gehabt hätten wäre da einer verbaut und nicht thyristorisierte anfällige WW2 technik.

Schau dir das teil 16 "impulsgeber" an. Das läuft nur mit stark welliger DC. Für was ist das gut? Drehzahlanzeige?

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#7484788
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Max. M schrieb:

Der hat 2 spulen. Eine davon mit mittenanzapfung. Nur so macht die schaltung sinn.

Was unterscheidet Deiner Meinung nach zwei hintereinander geschaltete Spulen von einer Spule mit Mittenanzapfung?

Wenn du die maximalspannung weisst kannst du einen buck raussuchen. Ist einfache, zukunftsorientierte und saubere lösung. Spart auch noch diesel.

Ein 20A 40V buck kostet unter 10 euro. Nimm ne nummer grösser dann passt das.

Das klingt für mich nicht überzeugend. Ein Tiefsetzsteller benötigt als Eingangsspannung bereits eine Gleichspannung. Wenn ich so wie von Dir vorgeschlagen, einfach den gesamten Regler "rausreiße", liegt am Tiefsetzsteller direkt die Wechselspannung des Generators an. An welche zwei der vier Anschlüsse des Generators würdest Du den Tiefsetzsteller anschließen und was würdest Du mit den beiden übrigen Anschlüssen machen?

Du gehst auch in Deiner Antwort weder auf meine Fragen zur Funktionsweise des vorhandenen Reglers ein noch beachtest Du den Einwand von Manfred P. und meine intialen Bedenken, dass die Generatorspannung ohne passenden Regler unkontrolliert steigen könnte.

Damit bekomme ich das Gefühl, dass Du eigentlich nicht genau weißt, wowon Du redest.

Schau dir das teil 16 "impulsgeber" an. Das läuft nur mit stark welliger DC. Für was ist das gut? Drehzahlanzeige?

Nein, wie man aus dem Schaltplan erkennen kann, dient diese Schaltungsgruppe dazu, die Ladekontrollleuchte gegen Masse zu schalten, wenn ein Ladestrom fließt. (Der andere Anschluss der Ladekontrollleuchte ist konstant auf Batterie-Plus geschaltet, wenn der Zündtastschalter in der "EIN"-Position steht.) Wenn Du das nicht erkannt hast, verstärkt dies nur meine Sorge, dass Du nicht weißt, worüber Du eigentlich schreibst. (Siehe Vorpunkt.)

#7484789
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Matthias schrieb:

Wenn ich so wie von Dir vorgeschlagen, einfach den gesamten Regler "rausreiße"

Etwas selber überlegen musst du schon. Wer hat denn gesagt su sollst die dioden rausreissen?

Matthias schrieb:

dass die Generatorspannung ohne passenden Regler unkontrolliert steigen könnte.

Das ist nicht plausibel. Das ist quatsch.

Matthias schrieb:

dass Du nicht weißt, worüber Du eigentlich schreibst.

Na dann mach deine scheiss doch selber. Viel glück wünsch ich dir, wirste brauchen.

#7485116
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Ich habe den relevanten Teil nun nochmals selbst neu gezeichnet und Kennbuchstaben eingefügt, um die Unterhaltung zu erleichtern.

Außerdem habe ich gegenüber der Originalzeichnung aus der Schottky-Diode eine Zener-Diode gemacht. Ich vermute sehr stark, das dies eine sein sollte und als Teil der Spannungsstabilisierung in Sperrichtung betrieben werden soll. Mein Verständnis ist mittlerweile, dass bei Erreichen der Ladeschlusspannung diese Zener-Diode durchschalten soll und damit den Thyristor zündet.

Damit bleiben für mich nur noch die Fragen aus dem Beitrag (Beitrag "Re: Laderegler für permanenterregte Lima im Boot") von SuZ:

  1. Wie kann man die Wahl der Kapazität C1 und der Widerstände R1 und R2 begründen?

  2. Warum sind die beiden Gleichrichterdioden D1 und D2 nur für einen Strom von I_F=1A bemessen? Müssten sie nicht den gesamten Ladestrom von 25 A vertragen können?

Zudem von mir die dritte Frage:

  1. Meinen Gefühl nach fehlen die Dioden D3 und D4, um einen vollwertigen Brückengleichrichter zu erhalten. In meiner Zeichnung habe ich diese in grau ergänzt. Würden diese helfen, die Spulen gleichmäßiger zu belasten? Oder übersehe ich etwas?
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Gast #7485205
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Matthias schrieb:

Außerdem habe ich gegenüber der Originalzeichnung aus der Schottky-Diode eine Zener-Diode gemacht.

Das war schon richtig gezeichnet.

https://en.wikipedia.org/wiki/Zener_diode

  1. Warum sind die beiden Gleichrichterdioden D1 und D2 nur für einen Strom von I_F=1A bemessen? Müssten sie nicht den gesamten Ladestrom von 25 A vertragen können?

Natürlich reichen da keine 1A Dioden.

  1. Meinen Gefühl nach fehlen die Dioden D3 und D4, um einen vollwertigen Brückengleichrichter zu erhalten. In meiner Zeichnung habe ich diese in grau ergänzt. Würden diese helfen, die Spulen gleichmäßiger zu belasten? Oder übersehe ich etwas?

Damit würdest du die Spulen in der einen Halbwelle kurzschließen.

#7485323
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H. H. schrieb:

Matthias schrieb:

  1. Warum sind die beiden Gleichrichterdioden D1 und D2 nur für einen Strom von I_F=1A bemessen? Müssten sie nicht den gesamten Ladestrom von 25 A vertragen können?

Natürlich reichen da keine 1A Dioden.

Im Beitrag #2626129 wurden als Gleichrichterdioden BA157/158/159 vorgeschlagen. Wenn ich das Datenblatt richtig lese, sind die für I_f <= 1A ausgelegt. Daher hat Nutzer LuZ im Beitrag #2755919 sowie ich nochmals nachgefragt. Aber gut, dass wir dies geklärt haben.

  1. Meinen Gefühl nach fehlen die Dioden D3 und D4, um einen vollwertigen Brückengleichrichter zu erhalten. In meiner Zeichnung habe ich diese in grau ergänzt. Würden diese helfen, die Spulen gleichmäßiger zu belasten? Oder übersehe ich etwas?

Damit würdest du die Spulen in der einen Halbwelle kurzschließen.

Danke für den Hinweis. Eine Stunde später nach dem Schreiben wurde mir auch klar, dass es sich um eine sog. Mittelpunkt-Zweiweg-Gleichrichterschaltung (https://www.elektronik-kompendium.de/sites/slt/0201071.htm) handelt.

Jetzt bleiben aber immer noch die Fragen von LuZ (und mir) offen, wie man die Bauelemente auslegt und wie man dies rechnerisch begründet.

Beitrag #7486100 wurde von einem Moderator gelöscht.
#7486121
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Michael B. schrieb:

Krass.

Masse an den Spulen und Masse am minus des Brückengleichrichters, das gibt einen sauberen Kurzschluss.

Wie bereits geklärt wurde, war das Quatsch. Geistige Umnachtung kommt vor und Fehler passieren. Das erneut aufzuwärmen, bringt das Thema nicht voran. Stattdessen wäre es wunderbar, wenn sich jemand der Fragen von SuZ (von 2012, Beitrag "Re: Laderegler für permanenterregte Lima im Boot") annehmen könnte.

Die zweite Frage von SuZ, weshalb Gleichrichterdioden mit Nennstrom 1A ausreichend seien (wie noch weiter oben, in Beitrag "Re: Laderegler für permanenterregte Lima im Boot", vorgeschlagen), ist mittlerweile geklärt. Das war ebenfalls ein Fehler. (Womit auch geklärt ist, dass nicht nur ich mal einen Bock schieße, sondern auch andere Forennutzer.)

Damit bleibt aber immer noch die Frage offen:

Wie kann man die Wahl der Kapazität C1 und der Widerstände R1 und R2 begründen?

Es wäre super, wenn wir uns auf die Beantwortung dieser Frage begrenzen könnten, anstatt Aspekte, die bereits abgehakt wurden, immer wieder erneut aufzuwärmen.

Gast #7486140
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Matthias schrieb:

Wie kann man die Wahl der Kapazität C1 und der Widerstände R1 und R2 begründen?

Die sollen eben zusammen mit Z-Diode und Thyristor eine taugliche Ladekennlinie ergeben. Da wird man empirisch vergehen müssen. Grob schätzen kann man den Gatevorwiderstand anhand des maximalen Stroms, den Z-Diode und Gate des Thyristors vertragen.

#7486155
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Die ursprünglichen Teilnehmer des 11 Jahre alten Threads haben sich längst verabschiedet. Der Aufwärmer des Threads sinniert über "Indikationsspannungen", hält Gate am Thyristor für einen "Ausgang", ist zu doof, den Schaltplan zu lesen. Quasi ein Dynistor. Gut, daß Ducati auf den Schaltungs-Verbesserer getrost verzichten konnte.

#7486157
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H. H. schrieb:

Matthias schrieb:

Wie kann man die Wahl der Kapazität C1 und der Widerstände R1 und R2 begründen?

Da wird man empirisch vergehen müssen. Grob schätzen kann man den Gatevorwiderstand anhand des maximalen Stroms, den Z-Diode und Gate des Thyristors vertragen.

Schade, dass ist nicht die Antwort, die ich erhofft hatte. Empirisch vorgehen birgt ja immer die (Rest-)Gefahr, dass man die LiMa auch kaputt macht. (Natürlich kann man diese Gefahr durch die Wahl von "konservativen" Werten minimieren.) Trotzdem hatte ich gehofft, man könne es analytisch herleiten und müsse nicht probieren.

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