Hallo,
habe ein Problem mit zweien LM7806.Funktion ist, bei einer Modellbahnlok
je nach Fahrtrichtung entweder die vorderen oder nur die hinteren
Lichter brennen zu lassen. Schaltplan anbei. Das besondere ist, dass
beim Anfahren und Abbremsen die Versorgungsspannung mittels PWM gepulst
wird (10 kHz).
Das Problem ist nun, dass die Beleuchtung, die nicht brennen soll, beim
unmittelbaren Losfahren bzw. kurz vor Stillstand beim Bremsen leicht
leuchtet für ca. 3 sec., d.h. aus irgendeinem Grund läßt die Diode
Spannung durch.
Was tun?
Zur Info: Meine Erfahrung basiert auf Hardware, nicht auf LTSpice. Habe
das nur mal konstruiert, um einen Schaltplan zum posten zu haben. In der
Hardware sind 4 x Schottky-Dioden verbaut.
Ok, so ist es sinnvoll.
Ich nehme an, dass dein Effekt daher kommt, dass bei einem PWM-Signal
die Motorinduktivität für einen kurzen Moment eine Spannung mit
umgekehrter Polarität erzeugt. Die reicht, um auch den anderen Stabi zu
versorgen. Eine Gegenmaßnahme würde ich erst vorschlagen, wenn ich das
auf dem Oszi gesehen habe.
Genau so sieht das Verhalten auch aus: Die Lämpchen sehen vielleicht so
2-3 Volt (gehen langsam an) und gehen dann langsam aus, umso schneller
der Motor dreht. Das Ganze passiert auch nur dann, wenn der Motor auch
wirklich schon dreht.
Also:
1. Ein Snubber-Glied (R in Reihe mit C) parallel zum Motor. Nachteil: Es
verursacht Verluste bei Teillast und eine optimale Dimensionierung
müsste experimentell ermittelt werden. Vorteil: Schnell und einfach
einzubauen.
2. Je einen Lastwiderstand parallel zu den Eingängen der Stabis. Klein
genug, so dass die Beleuchtung gerade so eben nicht an geht. Nachteil:
Ebenfalls Verluste, aber hauptsächlich bei Volllast. Die Dimensionierung
ist aber einfacher. Vorteil: Schnell und einfach einzubauen.
3. Statt der Lastwiderstände je eine Konstantstromquelle. Mehr Aufwand,
aber geringere Verluste bei Volllast.
4. Je ein Relais, Spule parallel zum Eingang eines Stabis,
Arbeitskontakt parallel zum Eingang des anderen Stabis bzw. zur Spule
des anderen Stabis, sozusagen über Kreuz. Nachteil: 2 Relais. Vorteil:
Keine Verluste (oder sogar ein kleiner theoretischer Gewinn).
5. Mein Favorit: Zwei Relais, wie vor, aber mit je zwei
Arbeitskontakten. Die Stabis entfallen, die Kondensatoren (aber
kleinere) parallel zu den Spulen bleiben. Mit dem zusätzlichen
Arbeitskontakt wird das Licht aus dem Stabi Führerstand versorgt.
Nachteil: (Fast) alles neu.
Noch was: Ich hoffe, du hast schnelle Dioden (z. B. Schottky 1N5817)
verwendet. Der Rundgleichrichter dürfte allerdings dagegen sprechen. Ich
gehe davon aus, dass die PWM hochfrequent (einige kHz) ist, da sind
1N400x und einfache Gleichrichter sehr ungeeignet. 1N4148 wäre ok, wenn
der Strom nicht zu hoch ist.
Grüße, Uwe
Hallo Uwe,
besten Dank schonmal für Deine Vorschläge. Alles nachvollziehbar von
meiner Seite.
Ja, es sind bereits Schottky-Dioden verbaut. Bis auf den Gleichrichter,
aber da gibt's bisher vom Verhalten her keine Probleme.
Besten Dank, Grüße Chris
PWM-Signal hat 10 kHz, drum hatte ich schon die Schottky-Dioden
verwendet und war umso mehr verwundert, warum die Spannung beim anderen
Stabi "durchschlägt". Auf den Motor bin ich natürlich nicht gekommen ;-)
Ich glaube, dass ich mich korrigieren muss: Soweit ich das überblicke,
sind langsame Dioden in deinem speziellen Fall doch nicht "schädlich".
Das würden sie erst, wenn der PWM-Ausgang ein Gegentaktausgang wäre. Ist
er aber nicht, sonst würdest du den Effekt nicht beobachten. Es ist
lediglich ein Transistor, der für Vorwärtsfahrt nach V+, und ein
anderer, der für Rückwärtsfahrt nach V- schaltet. Wenn dabei die Dioden
eine Sperrverzugszeit (Sperrverzögerungszeit?) haben, führt das nicht zu
einer Art Kurzschluss beim Schalten nach Masse, weil gar nicht nach
Masse geschaltet wird. Und beim Schalten nach V+ (bzw. V-) ist keine
Diode leitend.
Hallo Uwe,
völlig richtig: es wird im analogen Steuerungsbaustein der Anlage
(Pendelzugstrecke) "unglücklich" nach Masse geschaltet.
Ich versuchte anfänglich, einfach mit einem belastbaren Tiefpassfilter
in der Lok mir ein sauberes Analogsignal für alles zu generieren, das
haut aber nicht hin, weil die Steuerung in dem Moment, wo der eine
Transistor auf "+" durchschaltet, der zweite nach Masse durchschaltet.
Wenn jedoch der erste bei PWM = low nicht leitet, besteht auch beim
zweiten kein Durchschalten auf Masse! Also nix mit Generierung eines
Analogsignals.
Gedankenspiele:
1. Die Glättung über die beiden Kondensatoren weglassen --> weniger hohe
"Effektivspannung", weniger störend das Durchschalten des 2.
Spannungsstabis? Habe bei einer anderen Lok LED's als Beleuchtung
vorne/hinten (laufen mit 3,3 V), da tritt der Effekt extrem stärker auf.
2. Spannungsstabi mit höherer Ausgangsspannung verwenden? Würde das was
bringen?
Viele Grüße, Chris
Ja, das ist natürlich unglücklich. Wenn der eine Transistor leitend
bleiben würde, würde über die D/S-Diode des anderen, der an der gleichen
Stromversorgungsleitung liegt, die Gegenspannung unterdrückt.
Man könnte auch im Steuerpult bzw. an dessen Ausgang bzw. an den
Schienen ansetzen: Wieder mit je 1 x Diode, Kondensator und Relais pro
Polarität die Spannung für die andere Fahrtrichtung kurzschließen.
Wieder indem einfach die Spule des anderen Relais kurzgeschlossen wird.
Ich gehe davon aus, dass die Induktivität der Schienen viel zu klein
ist, um den Effekt bei weit entfernter Lok trotzdem auftreten zu lassen.
> 1. Die Glättung über die beiden Kondensatoren weglassen
Nein. Dann ist die Beleuchtung zu sehr abhängig von der Fahrspannung.
> 2. Spannungsstabi mit höherer Ausgangsspannung verwenden?
Wozu? Ich sehe keinen Vorteil
Hallo Uwe,
ja, das wäre prinzipiell möglich, denke mal drüber nach.
Jetzt habe ich noch eine Idee ähnlich Deiner mit Nr. 2: Vor den
Spannungsstabis-Eingängen im Bereich der Glättungskondensatoren eine
Zener-Diode mit 4,7 V setzen --> die geringere, vom Motor induzierte
Spannung (ca. 3-4 V) wird verschluckt und nur alles darüber geht durch.
Zwar leichter Spannungsverlust, aber das PWM-Signal hat ca. 20 V und
durch die Effektivwertglättung der Kondensatoren sind die 4,7 V sehr
schnell erreicht und die Lämpchen brennen doch relativ frühzeitig brav
mit 6 V.
Grüße Chris
Hallo Chris,
da halte ich wenig von. Die Induktionsspannung ist theoretisch
unbegrenzt (praktisch natürlich nicht) und wirkt ähnlich wie eine
Spannungsquelle mit hoher Spannung und hohem Innenwiderstand, also
ähnlich einer Stromquelle. Einen Teil der Energie wird die Z-Diode
abbauen, aber viel wird nach wie vor in den Elko gehen. Andererseits
entfaltet die Z-Diode dort, wo sie es nicht soll, ihre volle Wirkung.
Aber probieren geht über studieren. Nebenbei, ich habe hier noch größere
Mengen etwas leistungsfähigerer 4,7 V-Z-Dioden, die ich niemals brauchen
werde.
Grüße, Uwe
Uwe B. schrieb:> Und was hat das dann mit der gezeigten Schaltung zu tun?
Verstehe die Zeichnung und die Schaltung auch nicht.
Wenn deine PWM die 7806 pulsweise betreibt, so wird, jedenfalls nach
diesem Plan, U1 sicher mit den Pulsen funktionieren, aber U2 ganz sicher
nicht.
Zeichne doch mal von Hand einen Schaltplan und zwar einen kompletten,
mit allen Bauteilen.
Uwe B. schrieb:> Foldi,>> das hat sich mit Beitrag "Re: LM7806 in Verbindung mit PWM"> erledigt.
Verstehe dieses "Gekritzel" zwar immer noch nicht, denn wenn es
Lochraster und nicht Lochstreifenraster ist, ergibt das noch immer
keinen richtigen Sinn, aber da dort ein Brückengleichrichter drauf ist
und das irgendwie an der Wechselstromseite zu hängen scheint, könnte das
schon irgendwie klappen. Mit viel Phantasie.
Aber jemand, der sich solch eine Schaltung ausdenkt, der sollte doch
auch einen vernünftigen Schaltplan zeichnen können. Blatt Papier,
Bleistift und Fotohandy und schon ist das hier eingestellt.
Na ja, das wird jetzt eine eher unwichtige Nebendiskussion. Schade, dass
es hier keine verzweigten Diskussionsstränge gibt, wie ich sie mal bei
W-W-W kennengelernt habe.
Zugegeben, ich habe auch wertvolle Sekunden verloren, um zu erkennen,
wie die die Schaltung Christian aussah. Da ich aber eine
Erwartungshaltung hatte und meine Erwartung Leiterbahn für Leiterbahn
bestätigt wurde, war es doch ziemlich einfach. Dafür (und dafür, dass
ich offensichtlich richtig diagnostiziert hatte) habe ich dann einen
Negativpunkt bekommen. Ist schon komisch, zumal ich - bis auf eine
Ausnahme ganz am Anfang - bisher der Einzige war, der mit dem Christian
hier diskutiert hat, und das recht erfolgreich.
Das war ein Versehen von mir. Ich hatte dafür erst einen Pluspunkt
gegeben, wollte aber dann doch mal abwarten und wollte den Zähler wieder
auf Null setzen.
Jetzt hast du +1
Hallo zusammen,
ok, wenn die Spannungsspitzen der induzierten Spannung zu hoch sind,
bringt das natürlich auch nix...
Werde einfach mal ein bißchen probieren, wenn ich die Lok das nächste
Mal zerlegt habe.
Dennoch nochmal vielen Dank an Uwe, habe viel dazugelernt, und sorry,
dass ich keinen super Schaltplan z.B. mit Eagle erstellt oder
dergleichen habe. Bin nur Hobby-Elektroniker, der für die Bahn bisher
nur ganz kleine Zusatzplatinen brauchte für das eine oder andere :-(
Viele Grüße, Chris
Hallo Uwe,
habe jetzt in einer anderen Lok Deinen Vorschlag Nr. 5 umgesetzt mit
vollem Erfolg!
Besten Dank nochmal für Deine ausführliche Hilfe!
Viele Grüße, Chris
