Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik parallelgeschaltete Gleichrichter


von Flo 0. (quarks)


Lesenswert?

Hallo zusammen,

ich brauche euren Rat bzgl. parallelgeschalteten Gleichrichtern.

Ich entwickle gerade einen Motor-Controller A im Modellbahnbereich, der 
von einem sog. Decoder B (beliebiges Zukaufteil) gesteuert wird. 
Zwischen A und B gibt es diverse Steuerleitungen.

- externe Versorgungsspannung 16V Rechteckspannung mit 
Steuerinformationen
- Stromstärken im oberen mA-Bereich bis max. 2A Summenstrom all inkl.

Prinzipielle Funktion:
Decoder entschlüsselt die Steuerinformationen in der Versorgungsspannung 
und gibt diese über einen Bus an den Motor-Controller weiter.

Beide Baugruppen (d.h. Controller A und Decoder B) haben jeweils ihren 
eigenen Gleichrichter.
Nun müssen sowohl GND_A und GND_B als auch V+_A und V+_B nach den beiden 
Gleichrichtern verbunden sein. GND um einen gemeinsamen Massebezug für 
die Steuerleitungen zu haben und V+ aufgrund dessen, dass es 
Betriebszustände gibt bei denen die externe Versorgungsspannung wegfällt 
und beide Baugruppen durch eine Pufferung hinter Gleichrichter A 
versorgt werden.

Das bedeutet, dass ich es hier mit einer (ungewollten) Parallelschaltung 
von Gleichtrichtern zu tun habe, deren Dioden in 100% der denkbaren 
Konstellationen nicht die gleichen Flussspannungen haben. Folglich wird 
sich der Gesamtstrom beider Baugruppen immer auf die beiden 
Gleichrichter aufteilen oder einer trägt alles.

Gleichrichter A ist grundsätzlich in der Lage A und B gemeinsam zu 
versorgen. Bei Gleichrichter B ist das nicht zwingend gewährleistet, er 
kann aber natürlich B alleine versorgen. B kann ich nicht ändern, da 
„Ware von der Stange“.


Wie kann ich verhindern, dass der Gleichrichter B ggf. Schaltung A mit 
versorgen muss?

Idee1:
Dioden in die Verbindungsleitungen von GND und V+, so dass nur ein 
Stromfluss von A nach B möglich ist, jedoch nicht umgekehrt. Nachteil: 
GND_B ist um die Flussspannung der Diode höher als GND_A, was für die 
Potentiale am Bus, der beide Baugruppen über Serienwiderstände 
verbindet, suboptimal ist.

Idee2:
Widerstände (z.B. 100R) vor den Gleichrichter B, so dass hier ein 
Spannungsabfall eintritt, der dazu führt, dass der Strom im Wesentlichen 
durch Gleichrichter A fließt. Gleichrichter B nicht anschließen ist 
nicht möglich, da der Abgriff für die Steuerinformationen in der 
Versorgungsspannung am Gleichrichter B erfolgt.

Habt ihr noch andere Ideen?
Welche Variante wäre nach eurer Einschätzung besser?
Ich tendiere gerade zu den Rs.

Danke und Grüße
Florian

von Andrew T. (marsufant)


Lesenswert?

Weitere Alternative:

Schmelzsicherung, die zuverlässig GL. B vor Überlastung schützt.
Bzw. Sicherungsautomat. Gibt es feingestuft ab 0,1A, z.von E-T-A.

von Markus -. (mrmccrash)


Lesenswert?

Trenne doch einfach die Steuerleitungen zwischen den beiden Schaltungen 
mit 4fach Optokopplern, vorausgesetzt, du hast den Platz dafür.
Ich würde zwischen beiden Schaltungen jeweils einen 10 Ohm Widerstand 
parallel mit einer Schottky Diode (In der Versorgungsrichtung Puffer-> 
Dekoder) pro Spannung einsetzen. Also einmal zwischen den Ub der Module 
und zwischen den GND.

So wie du das beschreibst, scheinst du an einem Dekoder die SuSi 
Schnttstelle abzugreifen und ein Modul ähnlich der Märklin CSinus 
Platine bauen zu wollen?

von Jens G. (jensig)


Lesenswert?

Weitere Alternative:

Optokoppler zw. A und B, wenn nicht zu viele Steuerleitungen.

Oder ein einfacher R
Deine Varianten sollten aber auch gehen.

Grundsätzlich frage ich mich aber, wie das bei Motorcontrollern, die 
ebenfalls von der Stange sind, gemacht wird. Vielleicht hat B ja schon 
einen kleinen R in seiner Versorgung integriert?

von Jannik G. (jannik_96)


Lesenswert?

Zu Idee 1:
Reicht nicht nur eine Diode in V+ zwischen den beiden Gleichrichtern? 
Dann wäre die Masse auf gleichem Potenzial und der Strom kann trotzdem 
nur von A nach B fließen.

von Jens G. (jensig)


Lesenswert?

@ Jannik G. (jannik_96)

>Zu Idee 1:
>Reicht nicht nur eine Diode in V+ zwischen den beiden Gleichrichtern?
>Dann wäre die Masse auf gleichem Potenzial und der Strom kann trotzdem
>nur von A nach B fließen.

Nur wenn Einweggleichrichtung, was ich hier aber nicht annehme.

von MaWin (Gast)


Lesenswert?

Florian K. schrieb:
> Wie kann ich verhindern, dass der Gleichrichter B ggf. Schaltung A mit
> versorgen muss?

Wie immer bei der Parallelschaltung von Dioden: Durch einen kleinen 
Vorwiderstand. Ungefähr so gross, dass bei Nennstrom 0.3V abfallen.

von Jens G. (jensig)


Lesenswert?

@MaWin (Gast)

>Florian K. schrieb:
>> Wie kann ich verhindern, dass der Gleichrichter B ggf. Schaltung A mit
>> versorgen muss?

>Wie immer bei der Parallelschaltung von Dioden: Durch einen kleinen
>Vorwiderstand. Ungefähr so gross, dass bei Nennstrom 0.3V abfallen.

Er will aber seine Dioden nicht gleichmäßig belasten, sondern eher 
verhindern, daß der Motorstrom über die Dekoderdioden gehen.
Der R für den Dekoder sollte also bißchen höher liegen. Und die 
motorseitigen Dioden bekommen dann keinen R.

von Flo 0. (quarks)


Lesenswert?

Hallo,

ja wir sprechen jeweils von Brückengleichrichtern mit Schottky-Dioden.


Jannik G. schrieb:
> Zu Idee 1:
> Reicht nicht nur eine Diode in V+ zwischen den beiden Gleichrichtern?
> Dann wäre die Masse auf gleichem Potenzial und der Strom kann trotzdem
> nur von A nach B fließen.

Das dachte ich auch aber ist leider zu kurz gedacht.

Das führt u.U. dazu, dass der Strom über die "richtigen" Gleichrichter 
in die Schaltungen fließt, jedoch evtl. größtenteils über den 
Gleichrichter B zurück.

Dann ist das Problem halb gelöst ;-)


Jens G. schrieb:
> Grundsätzlich frage ich mich aber, wie das bei Motorcontrollern, die
> ebenfalls von der Stange sind, gemacht wird. Vielleicht hat B ja schon
> einen kleinen R in seiner Versorgung integriert?

Dass der Hersteller da ein Teil aus seiner Sicht "für die Katz" einbaut?
Man soll den Decoder ja so verwenden wie vom Hersteller gedacht und 
nicht mit irgendwelchen Extrawürsten wie ich ;-)

Die triviale Lösung ist, den Gleichrichter A wegzulassen und alles dem B 
aufzubürden. Normalerweise sind dort etwa ca. 1A für den Motorstrom 
vorgesehen aber ich kenne die Belastbarkeit des Gleichrichters B nicht 
genau (Dauer- und Peak-Belastung etc.). Zudem kann der Controller mehr 
und wenn man alle möglichen Verbraucher an allen Stellen 
zusammenrechnet, dann macht der Gleichrichter B schnell dicke Backen.

Grüße
Florian

: Bearbeitet durch User
von Flo 0. (quarks)


Lesenswert?

Markus -. schrieb:
> So wie du das beschreibst, scheinst du an einem Dekoder die SuSi
> Schnttstelle abzugreifen und ein Modul ähnlich der Märklin CSinus
> Platine bauen zu wollen?

Genau das ist es ;-)

Bitte melde dich an um einen Beitrag zu schreiben. Anmeldung ist kostenlos und dauert nur eine Minute.
Bestehender Account
Schon ein Account bei Google/GoogleMail? Keine Anmeldung erforderlich!
Mit Google-Account einloggen
Noch kein Account? Hier anmelden.