Impulsbreitensteuerung mit NF-Zugbeleuchtung

[father-of-ro]

Hallo TT-Freunde,

hier mal eine elektronische Frage.
Als Analogfahrer habe ich mir einen Impulsbreitenregler gebaut,
welcher ohne Polwendeschalter auskommt und auch gut funktioniert.
Gleichzeitig setze ich für die Beleuchtung meiner Personenwagen
eine 10kHz Sinusgenerator mit 100 Watt Leistungsverstärker (auch alles Eigenbau) ein. Normalerweise ist diese Konstellation nicht
üblich, da die hochfrequente Sinusspannung in den Ausgang des
Fahrreglers eindringt. Eine Drossel am Ausgang des Fahrreglers verhindert zwar diesen Effekt, verzerrt aber die Rechteckimpulse zu unsauberen Dreiecken.
Hat jemand eine Idee für einen Filter oder eine andere Möglichkeit
der permanenten Zugbeleuchtung ?

MfG
Andreas

 

[E-Fan]

Kannste die Baugruppen in denen die Signale erzeugt werden nicht irgendwie auf einen Integrierer (OpAmp, abgewandelter HF-Mischer o.ä.) schalten und das daraus gewonnene Signal nachfolgend verstärken?
Nebenbei bemerkt find ich 100W an einem Kleinspannungsausgang recht fett - schau nach oben und bete das Dir da keine Sicherung ihren Dienst verweigert!

 

[father-of-ro]

Diese Idee wäre überlegenswert. Den NF-Leistungsverstärke habe ich etwas goßzügig
dimensioniert um etwas Puffer zu haben. Die Motoren und die Lokbeleuchtung
belasten diesen zusätzlich. Am Gleis liegt aber nur eine Spannung mit einer Amplitude
von etwa 8 Volt.

 

[ateshci]

@father..
Du mußt das Steuersignal für die 10kHz-Beleuchtung mit dem für die PWM addieren und dann auf eine Ausgangsstufe geben, die +U und -U kann. Aus Deiner Beschreibung entnehme ich, dass Du die sowieso hast. Das 10kHz-Signal muß auch ein Rechteck sein, mit einem RC-Glied erreicht man eine leichte Verrundung der Flanken und damit eine ausreichende Oberwellenfreiheit, um nicht den umliegenden R/F-Empfang zu stören. TRIX hat das damals mit seinem ems-System (9,5 kHz) auch so gemacht. Der große Vorteil ist, daß Du keine separate Leistungsstufe für die Dauerzugbeleuchtung mehr brauchst. Die Ausgangsstufe muß dann für die Gesamtleistung ( 30 W dürften reichen ) ausgelegt sein. Der Vorteil der Rechteckspannung ist, daß die Ausgangsstufe als D-Verstärker arbeitet und die Verlustleistung sehr gering ist.
Gruß vom Heizer

 

[E-Fan]

*gg* na das schrob ich doch eben auch...

 

[father-of-ro]

Danke für diesen Tip. Der Fahrregler arbeit mit symmetrischer Versorgungsspannung,
müßte also alles passen.

 

[Heiloe]

Kannst Du mal die Schaltung zur Impulsbreitenregelung veröffentlichen als Analogfahren interessiert mich das auch

 

[father-of-ro]

Ist machbar, ich muß die Schaltung nur noch einmal zu Papier bringen, denn ich habe sie damals aus von mir abgewandelten
Standardkomponenten gebaut. Letztlich sind es zwei als Komperatoren
geschaltete OPV, die ihre Rechtecksignale auf zwei Darlingtonendstufen geben. Ich gebe mir Mühe, dies in Kürze aufzuzeichnen.

 

[ateshci]

@father..
Bedenke aber, daß Deine Ausgangsstufen einen Spannungshub von +/-2Umax können müssen! Also angenommen, Dein PWM-Signal und Dein Beleuchtungssignal haben eine Amplitude von Umax=12V, dann muß die Ausgangsstufe wegen der Addition 24V abkönnen. Weiterhin solltest Du , falls Du Betrieb ohne Beleuchtungsspannung machen solltest, die Versorgungsspannung für die Ausgangsstufe auf sagen wir 15V bei Umax=12V reduzieren können, denn sonst würde die Verlustleistung gewaltig werden. Es gibt aber preisgünstige programmierbare SNTs, die man für so etwas gut nutzen kann.
Gruß vom Heizer

 

[father-of-ro]

@ateshci
Danke für die kompetenten Hinweise.
Die PWM läuft mit +/- 14 V Betriebsspannung,am Gleis
liegen ca. +/- 12 V.
Die Endstufentransistoren sind KU-Typen aus CSSR Produktion
(allerdings ziemlich kräftig gekühlt).
Bis dato gab es auch bei bösartigen Kurzschlüssen keinen
Ausfall an Bauelementen.
Meine grösste Sorge ist, dass ich mit der (geglätteten)
Rechteckspannung für die Beleuchtung (Oberwellengehalt)
keine Störungen in meinem Umkreis produziere.

Gruß Andreas

 

[E-Fan]

Wenn Du so große Bedenken wegen der Oberwellen hast dann nimm doch einen Funktionsgeneratorbaustein der Dir einen brauchbaren Sinus erzeugt.
Die PWM solltest Du dann aber auch noch durch einen Tiefpass (im Kleinleistungsteil vor dem Mischen beider Signale) in der Bandbreite begrenzen.
Im übrigen zahlt es sich fast immer aus wenn man mit den Entstörmaßnahmen schon im Kleinleistungsbereich beginnt - dann muss man sich nicht mit der zusätzlichen Leistung rumplagen die unnötiger Weise mit der Endstufe verstärkt wird.

 

[father-of-ro]

@E-Fan

danke für die für die Tipps,
ich werde die Schaltung mal reinstellen, vielleicht kannst
Du mir dann noch konkrete Anregungen geben.

Gruß Andreas

 

[TableTop]

Hallo father-of-ro,

ich wäre auch sehr an dem Schaltplan für Deinen 10kHz Sinusgenerator mit 100 Watt Leistungsverstärker interessiert. Gibt es eigentlich keine Probleme bei LED-Wageninnenbeleuchtungssätzen und deren meinst konventionellen Dioden als Eingangsgleichrichter aufgrund der Frequenz von 10 kHz? Ich frage deshalb, weil ich der Meinung bin (war), daß diese Frequenz für handelsübliche Gleichrichter-Dioden schon etwas zu hoch ist. Oder anders gefragt, welche Art von Innenbeleuchtungssätzen verwendest Du.


Beste Grüße
TableTop

 

[E-Fan]

Die Frequenz spielt bei 10kHz eigentlich keine große Rolle. Wenn man in diverse Datenblätter schaut (von 1N4148 oder 1N4001 - also Standarddioden) dann findet man oft Hinweise mit welcher Frequenz beim Messen gearbeitet wurde: 1MHz
10kHz sind da schon fast als Gleichstrom für eine Diode zu betrachten.

 

[coppy]

Vor meiner Digitalzeit hatte ich das selbe Problem. Allerdings habe eine Zugbeleuchtung mit 30Khz, da kann die Drossel schon kleiner ausfallen. Es war eine Standartinduktivität auf einem kleinem Ringkern. Ich muss mal zu Hause nachschauen, wie groß die war. Der ganze Kram liegt noch da, wollte ich eigentlich verkaufen.
Das tolle bei der Digitalumstellung war dann, dass die Wagen von sich aus weiterleuchteten, die eingebauten Kondensatoren (100nF) stören nicht.