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Elektrik und Elektronik

RE: Spannungsbegrenzung für alte Märklin-Trafos zum Schutz von Elektronikkomponenten

 von HAD , 23.06.2020 20:57

Hallo alle,

auf die Gefahr hin, dass einige über mich herfallen: Ich benutze für meine Nostalgieanlage Märklin "Guss und Blech" noch alte blaue Blechtrafos 6177, nach Überprüfung der Kabel und Isolierung. Ich bin mir als elektrotechnisch einigermaßen gebildeter MaschinenbauIngenieur der "Gefahr" aller alten Elektrogeräte bewusst. Bei diesen Trafos - anders als bei den alten 280ern - sehe ich aber noch keine gravierenden Mängel. Die zerbröselnden Gummikabel der 280er sind dagegen lebensgefährlich! Die 6177er haben schon PVC-Kabel. Bitte, bitte nicht die vielen Diskussionen neu beginnen, es geht um was anderes.

Auf meiner Anlage fahren aber auch zeitlich passende andere Plastik-Fremdprodukte von 2-Leiter Herstellern wie Fleischmann, Roco, Trix, Piko und Lima. Diese habe ich mit AnDi´s und einfachen Digitalbausteinen als analoge Umschalter und Schleifer Märklin-Wechselstrom-tauglich gemacht. Da die blauen Oldies leider eine zu hohe Leerlaufspannung beim Umschaltimpuls abgeben - gemessen bis zu 36V, habe ich mir den Kopf zerbrochen wie man einfach und preiswert die Spannung am Bahnstrom-Ausgang begrenzen kann. Ein paar Digitalbausteine, z. B. einen neueren Tams LD G 32-2 hatte ich schon zerschossen.Tams schreibt für analogen Betrieb geeignet, aber nicht für analogen Wechselstrom-Dauerbetrieb. Ich rätsle, warum es bei Digitalbetrieb dann keine Probleme geben soll, da liegt auch eine 19V Wechselspannung dauerhaft an, es kann nur die zu hohe Umschaltspannung sein. Da kam ich auf die Zenerdiode, ich erinnerte mich an 50 Jahre zurückliegende Studienzeiten, dass wir da über Durchbruchspannung und sowas geredet hatten..

Experimentiell habe ich in Märklin-Steckern und -Buchsen je zwei Cent-Artikel-Zehnerdioden 1N5349B 12V 5W gegenläufig parallel zusammengeschaltet und in die braune Masse- und die rote Bahnstrombuchse gesteckt, daran die Anschlusskabel. Obwohl dies nicht die übliche Spannungsbegrenzungsschaltung ist, ist das Vermutete passiert, die Umschalt-Leerlaufspannung übersteigt nicht mehr 28V. Vermutlich"clippen" die Dioden wechselnd auf jeder Seite der Sinuskurve bei 12V, die für die andere Polarität der Welle offene Gegendiode lässt dann diese Halbwelle als halbe Sinuskurve durch, abzüglich interneren Verlustes. Das war die Absicht der gegenläufige Anordnung, bei der wahrscheinlich nur für die halbe Welle eine Rechteckspannung entsteht.Ich habe kein Oszilloskop. Müsste mal probieren, ob es mit üblicher gegenläufigen Reihenschaltung genauso funktioniert. Das Ziel wurde aber auch so erreicht. Die Umschaltspannung sinkt auch mit Last bei 2 Zugbetrieb mit je vier noch Glühlampen-beleuchteten Wagen nur auf 24V, der Trafo feuert also die u. U. zu hohe Umschaltspannung jetzt auf die Zenerdioden. Nur in entlegenen Gleisabschnitten fällt der Spannungsimpuls u. U. zu stark ab. Gemessen bis unter 19V, da schalten die Loks nicht mehr um, so dass zusätziche Einspeisungspunkte erforderlich wären, Die M-Gleis-Laschen haben wohl einigen Widerstand. Die Fahrspannung beträgt im Leerlauf ausreichende max 18V, unter der genannten Last sinkt sie bis 15 V ab. In diesem Bereich dürften die Dioden auch eigentlich nichts sperren, der kleine innere Widerstand macht nichts. Sonderlich warm werden die Dinger auch nicht, sie können im Schnitt wohl zusammen knapp 1,8A ab (4x5W : ca. 12V = 1,8A) .(Mein zugegeben preiswertes Conrad-Messinstrument arbeitet schon digital.)

Was sagen unsere Elektroniker dazu? Ich glaube nicht, dass nur die ohmschen Widerstände der Dioden den Spannungsabfall erzeugen, dann wäre der mehr lastabhängig. Wenn das so geht, wäre es doch der perfekte Schutz für die empfindlichen Digitalbausteine im Analogbetrieb an den blauen Oldies. Ich bin aber kein Elektroniker, sondern Maschinenbauer mit wenig Halbwissen...

Gruß Harald

HAD
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