Kindereisenbahn hohe Stromspitzen begrenzen

[Frank (kekx)]

Hallo,
ich bin an dieses Forum verwiesen worden,weil hier
viele Leute ziehmlich viel Ahnung haben.
In der Hoffnung,daß da nicht übertrieben wurde,wende
ich mich mal an euch.
Bis jetzt habe ich mich nur mit dem Nachbau von diversen Schwachstrom-
schaltungen beschäftigt,quasi alles,was früher zu DDR Zeiten fast 
unmöglich
war,weil es von 10 IC's drei nicht zu kaufen gab und als Schüler 
schlecht zu besorgen war.
Heute geht das und es macht auch wieder großen Spaß.
Jetzt bin ich zu dem Privileg gekommen,eine Kindereisenbahn (wie man sie 
von Weihnachtsmärkten oder Stadtfesten kennt) zu betreuen und wollte da 
ein paar nette Zusatzschaltungen (z.B.eine selbstgebaute Rundumleuchte 
uä.LED Sachen)"einschleifen" und mußte lernen,daß sobald hohe Ströme und 
Induktivitäten ins Spiel kommen,alles nicht mehr so einfach ist.
Die Fahrspannung ist 24V,kommt über die Schiene und ich habe 
Spannungsregler und Step down Module versucht,die natürlich durch den 
hohen Rückstrom des Motors den Geist aufgaben.
Irgendwann habe ich gemerkt,daß nicht der Einschaltstrom das Problem 
ist,sondern die Spannungs-(oder Strom-)spitzen beim Ausschalten.
Hab jetzt einiges über Freilaufdioden,TVS und Zehnerdioden uä. Sachen 
gelesen und jetzt weiß ich nicht,welche Methode da am Besten 
funktionieren würde.
Wie im Schaltplan zu sehen,ist dort auch ein Soundmodul verbaut,zu dem 
es leider keinen Schaltplan gibt.
Auf diesem sind einige Bauteile verbaut,die wohl zur Strombegrenzung 
dienen,z.B.MOSFET IRFP 150,eine Diode BYT71 und eine warscheinliche TVS 
Diode KE82 (mehr ist leider nicht zu erkennen).
Die obere Hälfte ist die Strombegrenzung,der untere Teil ist die 
Soundeffektschaltung und der Verstärker.Die Widerstände unten rechts 
kann ich nicht zuordnen.
Der mittlere Pol des MOSFET ist nicht verlötet und hochgebogen.
Hat jemand vielleicht einen Schaltplan,der ähnlich ist,den ich nachbauen 
könnte ?
Warscheinlich könnte ich die rückstromfreie Spannung auch am PIN 5 des 
TDA2003 ICs abgreifen.Allerdings habe ich noch ein paar Nettigkeiten 
geplant,die an der Strecke wirken sollen,also außerhalb des Zuges und 
aus Mangel an anderen Stromquellen die Spannung von der Schiene nutzen 
muß,so daß ich eine eigene Schaltung für diese Sachen brauche.
Lange Rede gar kein Sinn....ich suche eine Möglichkeit,den Spitzenstrom 
beim Ausschalten zu reduzieren und vielleicht kann da jemand helfen

Falls noch andere Info's gebraucht werden,ich
versuche die zu geben.

Ich hoffe,die Bilder sind gut zu sehen.

Vielen Dank für eure Hilfe

[Gerd E. (robberknight)]

Frank schrieb:
> Jetzt bin ich zu dem Privileg gekommen,eine Kindereisenbahn (wie man sie
> von Weihnachtsmärkten oder Stadtfesten kennt)

also ne Eisenbahn, auf der ganze Kinder mitfahren, nicht eine kleine 
Modelleisenbahn mit der Kinder spielen, korrekt?

Um was für eine Leistungsklasse geht es da größenordungsmäßig?

> wollte da
> ein paar nette Zusatzschaltungen (z.B.eine selbstgebaute Rundumleuchte
> uä.LED Sachen)"einschleifen"

also zur Versorgung parallel schalten oder in Reihe?

> die natürlich durch den
> hohen Rückstrom des Motors den Geist aufgaben.

Die Bahn fährt, mit Masse (=Kindern) drauf, Du schaltest die Versorgung 
aus. Jetzt wird der Motor zum Generator, die Leistung kann aber nicht 
weg. Deswegen geht die Spannung hoch. In dem Moment müsste man 
eigentlich am Netzteil Bremswiderstände zuschalten die die Leistung 
verheizen können.

TVS etc. gehen natürlich auch, sind aber eher etwas für kleinere 
Leistungen. Da mag zwar was wie "1,5 kW" im Datenblatt stehen, das gilt 
aber dann nur für Mikrosekunden. Also z.B. für die standardisierten 
8/20µs Pulse und ähnliches.

[Wolf17 (wolf17)]

Wenn das Problem ist, dass der bremsende Motor als Generator die 
Spannung mit einigen A (wie viele A?) hochtreibt, dann empfehle ich 
einen zur Spannungsversorgung parallel geschalteten Shunt Regler gemäß 
Fig 9-7  https://www.ti.com/lit/ds/symlink/tl431.pdf

Bei 24VDC auf min 28V eingestellt, bei 24VAC auf 36V eingestellt hinter 
einem Brückengleichrichter.
Zusätzlich zum gekühlten Leistungstransistor zu dessen Entlastung noch 
einen passend zum Maximalstrom dimensionierten Leistungswiderstand in 
die Kollektorleitung setzen.
Da der TL431 nur 100mA kann, ab einigen A einen PNP Darlington 
verwenden.
Für >36V noch einige Dioden vor die 431-Kathode schalten.

[Frank (kekx)]

>also ne Eisenbahn, auf der ganze Kinder mitfahren, nicht eine kleine
Modelleisenbahn mit der Kinder spielen, korrekt?

Ja,mit echten Kindern drauf.

>Um was für eine Leistungsklasse geht es da größenordungsmäßig?

Der Motor hat 1100 Watt Leistung (siehe Schaltplan)

>also zur Versorgung parallel schalten oder in Reihe?

Die Schaltungen sollen parallel dazu geschaltet werden

>In dem Moment müsste man
eigentlich am Netzteil Bremswiderstände zuschalten die die Leistung
verheizen können.

Gibt es da ein paar Vorschläge (Schaltbilder) dazu ?
Wie gesagt,ich bin jetzt nicht der große Profi