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Fahrstrom, Rechteck, Automatikblockbetrieb und Handregler

Also angenommen T5a ist Dein beschriebener BSP135: Spannung an Source kann nicht unter -0,7V (wg. Vbe von T4a), Ansteuerung Gate von Kollektor T1 kann nicht über ca. +11V und nicht unter 0V, damit hast Du die VGSmax von +-20V lt. Datenblatt eingehalten. Aber: die VGS ist immer positiv (+11,7V wenn T1 leitet, +0,7V wenn T1 gesperrt), der depeletion type sperrt aber erst bei VGS<-0.5V.

Die R25/26/34/35-Kombi habe ich jetzt mal galant ignoriert, da willst Du ja für T2 und T5 einen Basisstrombegrenzung realisieren, was mit FET unnötig ist. Also Grenzwertbetrachtung s.o. mit T1 komplett durchgesteuert/gesperrt.
 
Erstmal vielen Dank, da muß ich nochmal nachdenken.

Die Kombination um T1 (T1a) hab ich so angeordnet, um nur eine Spitze als T1 (T1a) Ube Öffner zu haben. Die LED der Optos verlischt erst nach ca 3..4µs nach dem abschalten der zugeführten Rechteckspannung. Dieses Nachleuchten läßt die CE Strecke des Opto T länger offen als gedacht. Das Rechteck hat einen Bauch. Von daher muß das so bleiben.
Ursprünglich war als T1 ein NPN drin, die CE Strecke des Opto-T als Basisöffner gedacht - geht nicht. Die Fallzeit ist einfach zu lang.
 
Nimm doch ne schöne integrierte Halbbrücke (MOSFET driver), da haste je nach Typ noch Signalformung drin und was es so gibt. Nein, einen konkreten Typ habe ich jetzt nicht parat, ich würde zum Start irgendwo im MCP14-Universum graben und schauen, was passen könnte. Der Reichelt hat doch einiges da und immer schön mit Datenblatt garniert. Gibt auch 'doppelte Viertelbrücken' (pull up / pull down-Ausgänge getrennt herausgeführt und welche mit TriState / Enable-Eingang (damit dann je nach Fahrtrichtung nur pos. oder nur neg. Impulse) etc. ...
Falls Du noch Power MOSFETS als Endstufe nehmen wöltest, brauchst Du dann sowieso einen richtigen FET Treiber, weil sonst typabhängig evtl. mit verschliffenen Flanken die Safe Operating Area schon bei geringen Strömen verlassen wird.
 
Hey Zucker,
angeregt durch Deine ersten Posts in diesem Thread habe ich in letzter Zeit auch mit 10kHz PWM Reglern rumexperimentiert.
Vor allem wegen des angenehmen Effekts der Dauerbeleuchtung bei 10% Tastverhältnis und stehender Lok☀️
Sehr überzeugend!
Die unschönen Artefakte mit der Gegen-EMK habe mir allerdings bei den einfachen Emitterfolgern im Ausgang auch nicht gefallen.
Hast Du schon mal über für 100% gegengekoppelte Leistungs-OPs nachgedacht? Damit könnte man dann auch das Transistorgrab in der Ausgangsstufe vermeiden…
Da bin ich gerade am Testen.
Grüße Achim
 
Ich finde toll, mit welchem Eifer ihr hier rangeht. Ich verstehe vllt 10% und werde es definitiv nicht nachbauen (können!), aber das tut meiner Begeisterung keinen Abbruch.
 
Weiter ist bei dieser Realisierung zu bedenken, dass in jeder Impulspause der Motor über T4/T4a kurzgeschlossen wird und der Strom durch den Motor für diese Zeit nur über den Innenwiderstand begrenzt wird. Die Freilaufdiode fehlt völlig- keine gute Idee, denn bis zum Abklingen des treibenden Stroms wegen der Motorinduktivität ( bevor der Motor in den Generatorbetrieb geht ), werden T4/T4a invers betrieben.
 
Zuletzt bearbeitet:
Was mir dazu noch einfällt: Die Ausgangstufen sollten nicht in die Sättigung getrieben werden, denn die in der Basis gespeicherte Ladung verzögert das Ausschalten. Dazu gibt es die bekannten Baker-Clamp-Schaltung und Speed-Up-Kondensator. Dann ist dieser ganze Schmonzes mit exotischen FETs unnötig. Nur- Motoren treibt man mit solchen Ausgangsstufen nicht so wie angedacht an. Es ist nicht sinnvoll, während der Impulspause den Motor kurzzuschließen und ihn dadurch abzubremsen - damit wird nur unnötig geheizt.
 
Danke für die Rückmeldung. Dieser Tage habe ich die Schaltung etwas abgeändert. Die reine Endstufe macht was sie soll, zeigt zumindest die Simu und die Berechnung. Es ist nun die Ansteuerung zu knacken. Derweil hab ich mal was mit 2 Diff versucht. Das paßt noch nicht, vielleicht auch gar nicht, nur wenn die Gegeseite vom Diff abgeklemmt ist. Im Moment fällt mir noch nichts dazu ein. Hatte mit Hilfsspannungen am E- Eingang der Diff experimentiert. Der jeweils zur Mitte hin liegende End-T muß später abschalten, sozusagen am unteren Ende der Flanke. Vielleicht eine Kaskode - jedenfalls wird es doch aufwändiger.

Das Problem ist, daß eine Schiene generell fest an Masse liegen soll, die Ausgangsbahn der Endstufe jedoch Ub+ oder Ub- führt. Eine Brückenschaltung in Form einer Motor H Brücke fällt damit aus.
Ich schreib jetzt hier mal nix weiter dazu, da sich die Bauteilnummern ständig ändern.

1712582191816.png
 
Diese Endstufe hat einen gravierenden Fehler -die Freilaufdiode ist wirkungslos, weil in der Impulspause beide Transistoren gesperrt sind und es keinen Pfad für den Motorstrom zum Abklingen gibt.
 
Das ist das leidige Problem von Foren - man kann sich halt nicht direkt unterhalten. Deshalb doch mal neu gezeichnet mit Bauteilbezeichnung und Erklärung; die End-T lassen den Rückstrom zu, allerdings kann man das in der Simu so nicht sehen, da jeweils beide Treiber an den Basen zusammengeklemmt sind.
Die 3A über R37 (R37a) sind der max zulässige Strom, hier sind ca 285mA bei 11.5V an der Last relevant. T6 und T6a sind als Strombegrenzer gedacht.

Gegentakt 4q mit Diff-V.GIF

Die negative Seite ist hier zu, R42a und R41a haben Emitterpotential (bl Verbindung).

Ube T5 und Ube T2 bekommen Kollektorpotential (rt Verbindung), öffnen und lassen den Strom von Ub+ zur Last über beide End-T durch.
Wenn Ube T2 auf Emitterpotential gezogen wird, schließt T3, T4 bleibt offen, da Ube T5 noch auf Kollektorpotential liegt.

In der Simu sind über dem Lastgebilde 2 Spannungsquellen gezeichnet. Mit denen hab ich den Rückwärtsstrom simuliert, also volle -13V (oder +13V) auf den Ausgang gelegt. Der Strompfad mit ca 4.5A geht durch T4 und D2 auf Masse. T5 wird dabei mit fast 100mA belastet.

Genau im Moment der abfallenden, vom Eingang kommenden, Flanke, soll eben Ube T2 schließen, Ube T5 aber immer offen sein und erst mit ansteigender Flanke wieder Ube T2 öffnen.
Wenn die negative Seite bedient wird, müssen allerdings beide End-T der positiven Seite geschlossen bleiben, so wie hier dargestellt, die negative Seite zu ist, wenn die positive aktiv ist.
Und genau deshalb hab ich da mal mit den beiden Diff`s rumgefummelt, bzw kam auf die Idee mit den selbtsleitenden FET.
Da muß was gehen. Es sind 4 Arme da, mit Hilfsspannung an den E- Eingängen sogar mit fast vollem negativen bzw positiven Niveau.

Es sind eigentlich nur 5 Szenarien möglich:
1. Opto 1 und Opto 2 ohne Signal - T3 und T3a zu, T4 und T4a egal
2. Opto 1 mit Signal H, Opto 2 ohne Signal - T3 und T4 offen, T3a und T4a zu
3. Opto 1 mit Signal L, Opto 2 ohne Signal - T3 zu T4 offen, T3a zu T4a egal
4. Opto 1 ohne Signal, Opto 2 mit Signal H - T3 und T4 zu, T3a und T4a offen
5. Opto 1 ohne Signal, Opto 2 mit Signal L - T3 zu T4 egal, T4a offen T3a zu

Bei einer reinen NF Endstufe ist es einfach, da gibt es nur ein Eingangssignal, Strom durch den Diff einbrennen, globale GK drauf und gut ist.
Aber das Ding hier nervt zur Zeit.
 
Wollte die Automatikplatine mit dem Reflexkoppler aus Beitrag 93
einbauen und den Block tauglich machen.

Der 4017 war um 180° verdreht eingelötet, Kurzschluß über die ganze Elektronik, alle Züge sind losgefahren. Über den Notstop wurde alles gestoppt und händisch wieder alle Züge auf Position gebracht. Einer entging der Aufmerksamkeit, der blieb aber so doof stehen, daß die Lok nach dem Entriegeln des Notstops einen kapitalen Kurzschluß im Fahrstromkreis verursachte, was mir aber über 20min lang entging, denn in der Zeit hab ich den 4017 rausgeschnitten und einen neuen korrekt eingesetzt. Die Folge ist eine weitere zerschmatze Blockplatine im Sbhf.

4017 verdreht
Platine Automatikblock 4017 1.JPG

und einen neuen richtig eingesetzt
Platine Automatikblock 4017 2.JPG

und nochmal Saft drauf - leider hat es da wohl auch auf der Platine mehr in Mittleidenschaft gezogen - der 4073 ist explodiert:
Platine Automatikblock 4017 3.JPG

Von daher, 2 x neu.

Aber es gibt auch Neues vom Gegentakt und das scheint zu funzen:

negativer Zweig:
1713287068959.png

gn = Eingangskurve von V2 auf die Optos
vio = Ausgangskurve nach D6 und D4

1713287362190.png


positiver Zweig

1713287471788.png

1713287877664.png

und bei postiver Aktivität von hinten mit -13V voll draufgeballert:
1713288560150.png

vio = V5
1713288605878.png

andersrum
1713289105346.png

1713289145321.png

Q10 und Q3 dürften nun die steuerbaren Freilaufdioden sein - der Testaufbau wird es zeigen.
 
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