Galvanische Trennung für Delta´s als Booster

[claus]

Mein Prototyp für eine Galvanische Trennung für Delta´s als Booster ist fertig.

Als Anlagen der Schaltplan und 3 Fotos.

Zur Funktion:
Die LED´s sind als Anzeige was grade an Spannung anliegt. Ich habe die im Pluszweig in rot und die im Minuszweig in grün.
Bei einem reinen MM Signal kann man die unsysmetrie des Digitalsignals erkennen (fast konstantes leuchten der grünen LED´s und kurzes Aufblitzen der roten LED´s).
Ein DCC Signal ist sysmetrisch also gleichmässig helles leuchten beider LED´s.
Wenn eine Polung ausfällt leuchten die endsprechenden LED´s nicht mehr.
Die Widerstände sind für ca. 20mA LED´s und Optokoppler mit Reserve ausgelegt.

Die Eingangsseite:
Die LED´s und die LED´s im Optokoppler werden endsprechend dem Steuersignal angesteuert.
Die Ausgangsseite:
Durch die 1N4148 Dioden bilden einen Halbwellengleichrichter. Die Elko´s sind zur Glättung.
Die ca. 500 Ohm (k500) Wiederstände sind zur Strombegrenzung für die Transistoren der Optokoppler im Kurzschlußfall.
Der 2k Widerstand ist als Begrenzungswiderstand für die Anzeige LED´s auf der Ausgangsseite und Bilden zusammen mit den LED´s und den Vorwiederständen einen Spannungsteiler.
Am Ausgang B zum Delta ergibt sich ein Pegel von ca. 12-14V AC.

Wenn Booster oder Deltas benutz werden, die mehr Strom verbrauchen müssen evtl. die Widerstände angepasst werden.


Bekannte Fehler:
Wenn Loks oder Weichen nicht mehr Steuerbar sind ist vermutlich die Steurspannung am B-Anschluß zum Delta zu niedrig. Weichendekoder fallen zuerst als.

Wenn die Steuerspannung zum Delta zu niedrig wird geht Signalqualität verloren.
Ich habe am Deltaausgang auch 2 LED´s mit Vorwiderstand angeschlossen.
Auch wenn ein MM Signal an den LED´s noch erkennbar ist kann das Signal bereits so weit verfällst werden, das Lok´s oder Weichendekoder nciht mehr angesteuert werden können.
Ich habe Testhalber die L-Leitung zur Trennschaltung an den B-Anschluß angeschlossen. Bis ca. 25% Spannung sind Loks Fahrfähig aber nicht Steuerbar. Ab 25% sind Loks Steurbar. Ab 50% sind auch Weichen Steuerbar.

Auch bei einem Spannungsabfall durch die Trafobelastung sollte die Signalübertraguing noch funktionieren.
Nähere Info´s habe ich erst nachdem die Signale mit einem Osziloskop untersucht worden sind.
Ich vermute mit abnehmender Spannung werden die Plus Impulse immer kürzer. Durch die Höhere Frequenz bei den Weichen fallen diese Signale zuerst aus.

Schnell-Diagnosemöglichkeiten durch die LED´s:
Wenn die Eingangs LED´s leuchten liegt ein Signal von der Zentrale an.
Wenn kein Eingangssignal vorhanden ist, leuchten auch die LED´s an der Ausgangsseite und am Deltaausgang nicht mehr.
Wenn die LED´s der Ausgangsseite und am Delta Ausgang nicht mehr leuchten aber noch am Eingang hat der Trafo abgeschaltet.
Wenn die LED´s der Ausgangsseite noch leuchten und am Deltaausgang nicht mehr hat der Delta abgeschaltet.
Ausser es liegen Bauteile oder Kabeldefekte vor.

Unterschiede zwischen Schaltplan und Prototypbild:
- Beim Prototyp sind noch mehrere "B"-Anschlüsse vorhanden. Ich habe das Signal zu Testzwecken an unterschiedlichen Stellen angegriffen.
- Ausserdem habe ich beim Pototyp alle Widerstände mit k970 Widerständen gebaut (k970 als Ersatz für 1k, 2x 1k in Serie für 2K, 2x 1k paralell für 1/2k).
- Es sind noch 2 kleinere Elko´s verbaut, die sind vom 1. Test und sind zu klein.
Es müßten auch Kapazitätsmässig etwas kleinere Elko´s gehen. Ich hab mal aus der Bastelkiste probiert.
Unbelastet also ohne Eingangssignal ergibt ich an den Elko´s eine Ladespannung von knapp 26V, also als nächste Normreihenspannung 35V oder mehr.

Stückliste:
Menge, Bez, ca. Preis, ges. Preis
2, 1N4148 , 0,02€ , 0,04€
2, 35V 47µF, 0,15€ , 0,30€
2, k470 , 0,10€ , 0,20€
1, 1k , 0,10€
2, 2k , 0,10€ , 0,20€
4, LED 2 rot 2 grün , 0,08€ , 0,32€
1, LTV 827 , 0,31€
1, Platinenstück ca. 3x5cm, 1€
1, Sockel 8 Pol., 0,05
Div. Kabel, 0,20€
Ges. Kosten ca. 3,00€

[Peter Müller]

Ich würde gerne so eine galvanische Trennung die nächsten Monate testen. Kommen keine Störungen im Betrieb vor, möchte ich diese und neun weitere galvanische Trennungen feste verbauen.

Ich möchte sie aber nicht selber bauen. Du kannst mir eine PN schicken, ob Du, wann Du und zu welchem Preis Du für mich bauen könntest.

[claus]

Hier kommt demnächst eine weitere Aktuallisierung.

Bisherige Teste sind positiv verlaufen.

Im Schaltplan oben sind auch noch Zeichen bzw. Schreibfehler.
- Die LED´s in der Mitte sind in der Polung vertauscht. In der gezeichneten Variante geht die Anzeige über Kreuz.
- Bei den Kondensatoren ist die Grösse 45µF ein Tippfehler. Da sollte 47µF stehen. 45 geht auch aber 47 ist ein Standarttyp.

Hintergrundinfo zur aktuellen Version.
Im Fehlerfall zerstört sich die Schaltung selbst. Das ist zur Zeit so gewollt weil ein 100% geschützte Schaltung unverhältnissmässig aufwendiger ist als ein Auswechslen der primären Opferteile (Optokoppler und Gleichrichterdioden)
Bisher hatte hatte ich einen Diodenausfall durch Kurzschluß beim Abrutschen mit dem Messgerät.
Die Dioden können bisher nur durch Löten getauscht werden.

Geplante Änderungen in der neuen Version:
- zusätzliche Anzeigen für die Anliegende Versorgungsspannung,
- die Gleichrichterdioden gesockelt,
- Schalter zum Ein/Aus Schalten.

- Anzeige des Boosterausgangssignals als Erweitung am Booster oder auf der Platine (Bauvariante ist noch nicht endschieden).