Hallo Stummis,

ich habe folgende Tatsache vor mir: Funktionsdecoder, die wahrscheinlich den analogen Umschaltimpuls im Wechselstrombetrieb nicht überstehen. Gibt es irgendein Bauteil, dass ich zwischen Decoder und Mittelschleifer ins Fahrzeug schalten kann und das nicht mehr als z.B. 20 Volt durchlässt, sodass die Überspannung des Umschaltimpulses den Decoder gar nicht erreicht? Das aber andererseits die Digitalsignale im Digitalbetrieb nicht beeinträchtigt?

Hallo Richard,
jein.
Es gibt bidirektionale Suppressordioden (Überspannungsschutzdioden) die Spannungsimpulse einer Wechselspannung begrenzen können. Z.B. P6SMB 18CA, diese begrenzt auf 18V.
Beschneidet allerdings auch alle Digitalspannungen die 18V und höher sind, was zu einer Kurzschlußabschaltung der Zentrale/Booster führt, wenn du diese Diode an die Schienen/Schleiferanschlüsse des Decoder legst.
Sinnvoller wäre es zwei unipolare Dioden im Decoder einzusetzen, 1. direkt hinter dem Brückengleichrichter (dann kann die Betriebsspannung nicht über die Begrenzungsspannung steigen und zum zweiten am Eingang des Prozessors, der das Digitalsignal direkt vom Schleifer über einen Widerstand erhält. Meist ist dies eine Spannungsteilerschaltung aus 2 Widerständen, die Diode kommt dann parallel zum Widerstand zwischen Prozessoreingang und Masse der Betriebsspannung Prozessor. Wird aber bei der heutigen Größe der Decoder eine ziemliche Bastelei.
Volker

Hallo Volker,

danke für die Antwort.
An der Platine herumzulöten kommt für mich nicht infrage. Da würde ich definitiv nur den Decoder schrotten. Die Suppressordioden sind hingegen ganz interessant. Dem Decoder werden 12-24 Volt Digitalspannung und 18 Volt analoge Gleichspannung als Maximum bescheinigt. D.h. es würde vermutlich der analoge Umschaltimpuls den Decoder grillen. (Tams FD-R Basic 3)
Warum schaltet die Digitalzentrale bei einer Supressordiode von 18 Volt Maximalspannung automatisch ab? Bzw. ließe sich das eventuell vermeiden, wenn die Supressordiode auf 20 Volt ausgelegt wäre (und wäre das wieder tödlich für den Decoder)?
Ansonsten hatte ich noch vom Bauelement Varistor gelesen, der aber wohl die hochfrequenten Digitalsignale verschluckt, was ja auch nicht im Sinne der Erfinders wäre.

Moin Richard,

die Supressordiode 18V wird bei Erreichen von 18V leitend und stellt damit einen Kurzschluss dar. Die Zentrale erkennt dies im Idealfall rechtzeitig und schaltet ab.
Für 20V dürfte es ebenfalls Supressordioden geben.

Für empfindliche Dekoder im Mittelleiterbetrieb mit AC kann man den Umschaltimpuls auf ähnliche Weise (33V-Typ Supressordiode) begrenzen und der Dekoder überlebt.

mit freundlichen Grüßen,
Stephan-Alexander Heyn

Zitat von SAH im Beitrag #4

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Moin Richard,

die Supressordiode 18V wird bei Erreichen von 18V leitend und stellt damit einen Kurzschluss dar. Die Zentrale erkennt dies im Idealfall rechtzeitig und schaltet ab.
Für 20V dürfte es ebenfalls Supressordioden geben.

Für empfindliche Dekoder im Mittelleiterbetrieb mit AC kann man den Umschaltimpuls auf ähnliche Weise (33V-Typ Supressordiode) begrenzen und der Dekoder überlebt.

mit freundlichen Grüßen,
Stephan-Alexander Heyn

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"normale" Decoder nach NEM sollten eine Gleisspannung von 27 V maximal überleben, aber die Umschaltimpulse bei Märklin analog sind trotzdem tödlich. Die alten blauen Blechtrafos hauen als Umschaltspannung über 30V raus, da Sinus werden da nach Gleichrichtung und Siebung ca. 40V draus. Das killt jeden Decoder zuverlässig, mit Ausnahme der explizit für den Betrieb mit Märklin Analog vorgesehenen. Supressordioden bringen nur was wenn sie mit zusätzlichem Vorwiderstand betrieben werden. Sonst hat man 1. Einen Kurzschluss und 2. nur z.B. 18V am Gleis. Der klassische Umschalter schaltet dann nicht sondern die Lok rast los. Außerdem sind diese Bauteile in erster Linie zum kappen von Spannungsspitzen im µs bis ms-Bereich gedacht. Schon bei Gleichstromsystemen ist Analogbetrieb von digitalen Lokomotiven so eine Sache, bei Märklin würde ich da Abstand nehmen. Der Aufwand ist bei nicht explizit dafür ausgelegten Komponenten beachtlich.
Das System wurde immerhin entwickelt als Elektronik aus Röhren und maximal Selengleichriechtern bestand.

Moin @Stahlblauberlin ,
zwei Korrekturen:
nicht alle blauen Trafos haben über 30V Umschaltspannung im Leerlauf. Es hängt sehr stark vom Typ ab, daher bitte nicht pauschalisieren.
Die Trafos sind so träge, dass die Spannungsberge abgeschnitten werden und Nichts passiert. Mit den 33V Typen (bitte ohne R!) schneiden alles über 36V ab. Auch sehr empfindliche Dekoder können (sofern ausdrücklich für AC geeignet, betrieben werden. Natürlich immer auf eigene Gefahr.

Mit freundlichen Grüßen,
Stephan-Alexander Heyn

Zitat von SAH im Beitrag #7

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Auch sehr empfindliche Dekoder können (sofern ausdrücklich für AC geeignet, betrieben werden. Natürlich immer auf eigene Gefahr.

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Ja, damit ist u.A. der Umschaltimpuls gemeint, er wird nicht ausgewertet und kann vor allem den Decoder grillen.

Hallo zusammen

Also das mit den Supressordioden funktioniert, brutal aber getestet mit 4 Stück parallel, älterer Trafo 6631. Dieser hat, am Oszi, eine Vss (Spitze der Sinusspannung) von 39V beim Umschaltimpuls im Leerlauf.
Da werden die Dioden aber schon schön warm, also nur kurzen Umschaltimpuls nutzen, Stromfluß ca. 1,5A, Umschaltspannung ~25V.
Verwendete Diode: TVS-Diode bei Reichelt.

Getestete Digitaldecoder: Tams ld-g32, ESU LoPi V4, Zimo mx63x Serie (aber die haltens eh aus, bis 50V).

Tams fd-r(x) nicht getestet.

Tante Edit: Verwendung auf eigene Gefahr.

Brutal aber geht Mein bisschen Märklinzeug fährt zum Glück rein analog, Märklin ist nur wenn's blitzt und springt. Bei allem anderen stören die Noppen.

Nochmal, um mir Klarheit zu verschaffen: wenn ich zwishen Schleifer und Decoder eine 24 V Supressordiode verbauen würde, würde alles über den 24 Volt, die der Decoder maximal (an Digitalstrom, der ja auch ein Wechselstrom ist) vertragen kann, herausgefiltert, ohne Digitalsignale zu stören, richtig? Ergo: uneingeschränkter Digitalbetrieb, aber kein tödlicher analoger Unschaltimpuls zum Preis von ein wenjg Wärmeentwicklung beim Umschaltimpuls?

Moin Richard,

Vielen Dank für die klar umrissene Frage!
Meine Antwort darauf: ja, ABER: in diesem Fall wird die Supressordiode, sofern tatsächlich mal analog AC umgeschaltet wird, extrem heiß. Um den Dekoder zu erfolgreich zu schützen ist größerer Aufwand erforderlich. Am besten ist der Ausschluss von analog AC.

BTW: diese Dioden werden immer zwischen beiden Polen verschalten (bei AC also zwischen braun und rot, nicht zwischen Schleifer und Dekoder, wenn dann zwischen Schleifer und Chassis).

Mit freundlichen Grüßen,
Stephan-Alexander Heyn

Hallo Stephan-Alexander,

danke für die Antwort. Frage: wird die Diode bereits beim ersten Umschalten sehr heiß oder addiert sich die Wärmeentwicklung je nach Anzahl der analogen Umschaltvorgänge einfach auf?

Vom Analogbetrieb werde ich abraten, aber da es eine Auftragsarbeit ist, soll der Decoder nicht bei einmal analog fahren die Grätsche machen.

Moin Richard,

24V ist die Nennspannung für die Diode. Je nach Trafo muss sie zwischen 6V (moderne Trafos) und 26V (6177) abfangen. Je größer diese Spannung, desto heißer weil die Diode da einen Kurzschluss darstellt. Bei 6V hält sich die Hitze in Grenzen, bei 26V AUA!
Der Auftraggeber sollte vom Umschalten im Analogbetrieb abgehalten werden.

Mit freundlichen Grüßen,,
Stephan-Alexander Heyn

Moin,

Zitat von MoBaFahrer216 im Beitrag #12

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Nochmal, um mir Klarheit zu verschaffen: wenn ich zwishen Schleifer und Decoder eine 24 V Supressordiode verbauen …

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Zitat

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… zum Preis von ein wenjg Wärmeentwicklung beim Umschaltimpuls?

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Die Wärmeentwicklung kann sehr heftig sein, wenn der Umschaltimpuls etwas länger dauert als 1-2 Sekunden, oder wenn der nächste kommt bevor die Diode sich ganz abkühlen konnte. Die Diode wird so heiß, richtig heiß, so dass Du sie mit den Fingern nicht mehr fassen kannst, ohne die Finger zu grillen. Wenn man diese Dioden einsetzen möchte, gehörten die direkt an die Buchsen braun und rot am Trafo, ohne lange Kabel, ohne Lötstellen, dahin wo sie sich abkühlen können, eventuell mit Kühlblech. In eine Lok oder ein Fahrzeug würde ich die nie einbauen. Die überflüssige Spannung muss ja irgendwie vernichtet werden, das macht die Diode indem sie ab der angegebenen Spannung leitend wird und so ein „Kurzschluß“ zwischen den beiden Polen ausgelöst wird.

Irgendwie ist mir Dein Vorhaben rätselhaft. Du fährst digital, wozu brauchst Du da einen analogen Trafo? Beides, Digitalzentrale und Trafo gleichzeitig am Gleis ist auf alle Fälle für die Zentrale einmalig, einmalig zum zerstören der selben, kurz und schmerzlos, auch ohne Umschaltimpuls. Was soll der analoge Umschaltimpuls bei Digital? Bei Digitalzentralen gibt es keinen Umschaltimpuls. Das einzig wirklich Sichere ist die strikte Trennung von analog und digital, oder spannungsfeste und analogtaugliche Dekoder. Du kannst analog an einem (Funktions)Dekoder nichts steuern.

Ich habe zwar auch einen analogen Testtrafo mit Supressordiode, und habe auch digitale Loks. Das geht für Testzwecke. Aber ich habe keine digitale Zentrale, die gleichzeitig aus Versehen am Gleis sein könnte. Und ich kann nicht testen, ob das digital mit Supressordiode funktioniert. Bei mir gibt es nur reinen Analogbetrieb, den viele Dekoder können. Aber ich weiß was ich tue, und Unerfahrene oder Kinder kommen da nicht ran.

Was also genau willst Du machen?

Ergänzung:
Wenn Du bei einer Anlage die Digitalzentrale durch einen Trafo ersetzt, kann es nicht nur für Lok-/Funktionsdekoder im Zug gefährlich werden, sondern auch für alle Komponenten die aus dem Bahnstrom der Gleise gespeist werden (Zuginnenbeleuchtung, Signale, Rückmelder, u.a.). Weißt Du da immer, wie spannungsfest die Bauteile (Gleichrichter, Kondensatoren, usw.) sind? Die vertragen oft auch nur max. 25V. Das müßte alles überprüft werden.

Zitat von klein.uhu im Beitrag #16

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Irgendwie ist mir Dein Vorhaben rätselhaft. Du fährst digital, wozu brauchst Du da einen analogen Trafo? Beides, Digitalzentrale und Trafo gleichzeitig am Gleis ist auf alle Fälle für die Zentrale einmalig, einmalig zum zerstören der selben, kurz und schmerzlos, auch ohne Umschaltimpuls. Was soll der analoge Umschaltimpuls bei Digital? Bei Digitalzentralen gibt es keinen Umschaltimpuls. Das einzig wirklich Sichere ist die strikte Trennung von analog und digital, oder spannungsfeste und analogtaugliche Dekoder. Du kannst analog an einem (Funktions)Dekoder nichts steuern.

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Hallo,

ich habe mal folgendes Simuliert:

Umschaltimpuls mit 24Veff > 33.8Vpeak , Suppressordiode 24V, Strom durch einen Widerstand begrenzt auf 1,5A -> dann ensteht an der Supressordiode eine mittlere Verlustleistung von über 10Watt

Wenn man mal ins Datenblatt der von VolkerS vorgeschlagenen Typenserie P6SMB schaut ist der Thermische Widerstand des Gehäuses 55K/W und die maximale Sperrschichttemperatur 150°C und die zulässige Dauerverlustleistung 3W

10W > 3W = zuviel !
10W * 55K/W = 550°C = gute Nacht!

Stahlblauberlin hat es doch schon in Beitrag #6 geschrieben das Suppressordioden nur für Transienten im Bereich von µs bis ms geeeignet sind.

Immer wieder Toll was hier so von "elektrotechnischen Fachleuten" vorgeschlagen wird.

Gruß
Timo

Die endgültige Antwort lautet also, dass es ohne Eingriff in die Decoderplatine keinr Möglichkeit gibt, einen Spannungsbegrenzer zu verbauen, der den Umschaltimpuls abfängt?
Ich muss ehrlich sagen, ich bin hochgradig verwirrt.

Guten Abend Richard,

leider ja, deshalb sind ja AC analog-taugliche Elektroniken in der Modellbahn schon etwas Besonderes.

Mit freundlichen Grüßen,
Stephan-Alexander Heyn

Hallo zusammen

Da ich meinen Test hier beschrieben habe, ich habe direkt hinter dem Trafo (6631) 4 parallel geschaltete Dioden verwendet. Aber auch die werden bei längeren Umschaltimpulsen (>2s) sehr warm.
In eine Lok würde ich das nie einbauen.

Das ganze war ein Versuchsaufbau für meinen analogen Nachbarn, da er 3 digitale Loks mit ESU Decodern (max. Spannung <35V) besitzt und die er gerne auch einsetzen würde. Ich habe ihm aber inzwischen dringend davon abgeraten, da er auch Fahrpulte Märklin 6600 (Umschaltimpuls fast 50V) verwendet.

Hallo Alexander,

schade, eine Lösung für unsere Vereinsanlage wäre deine Schaltung demnach auch nur bedingt...

Die Anlage ist wahlweise analog oder digital betriebsfähig (jeweils Mittelleiter und Zweileiter-Zweischienen), also 4 verschiedene Versorgungen sind möglich.
Analog und digital sind nur alternativ möglich, aber Mittelleiter / Zweileiter sind auch gleichzeitig möglich (blockweise).
Alle eingesetzten Loks gehören den Mitgliedern und die haben privat, was sie gerne haben möchten - da hat der Verein logischerweise keinen Einfluss drauf.

Im Regelfall wird nicht viel rangiert / umgeschaltet, aber es wäre ganz praktisch / hilfreich, wenn dies für Mittelleiter-Digitalloks bei AC-analog eher unkritisch bliebe durch geeignete nicht zu aufwändige Schutzmaßnahmen.
Alle anderen Spannungsversorgungen dürften dieses Problem ja nicht haben.

Wären denn mehrere parallel direkt am Trafo-Ausgang verbaute Suppressordioden eine zumindest eingeschränkt brauchbare Lösung?

Schönes Wochenende
Railstefan

Moin @Railstefan (Stefan),

Supressordioden sind zur generellen Spannungsminderung nicht geeignet. Das sollte aus den sinnvollen Beiträgen hier hervorgegangen sein.
Wenn auf der Anlage eher wenig Fahrtrichtungsumschaltung stattfindet, könnte man ein Workaround nutzen: einen vom Rest isolierten Schienenabschnitt einrichten, innerhalb dessen dann umgeschalten wird.

Mit freundlichen Grüßen,
Stephan-Alexander Heyn

Hallo Stephan-Alexander,

danke für deine Antwort.
Ich hatte es ja bereits befürchtet, dass es so einfach leider nicht klappt, sonst gäbe es das sicherlich ja schon vielfach.
Dein Work-around funktioniert leider nur bedingt, da die Anlage über 5 voneinander unabhängige Stellpulte und ca 100m Streckenlänge für eine Runde verfügt.
Im Regelfall werden Fahrzeuge zwar nur in einem bestimmten (Abstell-) Bahnhof auf die Anlage gestellt, aber genau dort bräuchte man dann ja schon eine solche Schutzschaltung, denn man weiß ja nie, welche Fahrtrichtung ein neu aufgegleistes Fahrzeug haben wird.

Gruß
Railstefan

Zitat von MoBaFahrer216 im Beitrag #17

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Zitat von klein.uhu im Beitrag #16

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Irgendwie ist mir Dein Vorhaben rätselhaft. Du fährst digital, wozu brauchst Du da einen analogen Trafo? Beides, Digitalzentrale und Trafo gleichzeitig am Gleis ist auf alle Fälle für die Zentrale einmalig, einmalig zum zerstören der selben, kurz und schmerzlos, auch ohne Umschaltimpuls. Was soll der analoge Umschaltimpuls bei Digital? Bei Digitalzentralen gibt es keinen Umschaltimpuls. Das einzig wirklich Sichere ist die strikte Trennung von analog und digital, oder spannungsfeste und analogtaugliche Dekoder. Du kannst analog an einem (Funktions)Dekoder nichts steuern.

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Es geht darum, einen nicht für den AC-Analogbetrieb geeigneten Decoder überlebensfähig zu halten, wenn das Fahrzeug ausnahmsweise mal im Analogbetrieb betrieben wird. Denn dann wäre es sehr ärgerlich, wenn der Decoder einfach abrauchen würde.
Auftragsarbeit, die Decoder liegen bereits auf meinem Schrebtisch.

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