BeneluxSpoor.net forum
Vraag en antwoord => Digitaal => Topic gestart door: 008200 op 12 december 2016, 23:25:16
-
Ik zag hier http://www.hp-pfeiffer.de/digi_umbau1/dcc/rivarossi_br98_0_alt/rivarossi_br98_0_alt.html (http://www.hp-pfeiffer.de/digi_umbau1/dcc/rivarossi_br98_0_alt/rivarossi_br98_0_alt.html) en hier
http://www.hp-pfeiffer.de/digi_umbau1/dcc/rivarossi_br98_0_alt/rivarossi_br98_0_alt.html (http://www.hp-pfeiffer.de/digi_umbau1/dcc/rivarossi_br98_0_alt/rivarossi_br98_0_alt.html)
een beveiliging aangeraden om decoders te beveiligen met twee zener diodes (27V-1,3W) die met zijn tweeën in serie, tegengesteld met de ringen naar elkaar, parallel aan de motoraansluiting worden aangesloten.
Ik snap niet goed of en hoe dat werkt dus misschien kan iemand me de werking en het nut ervan uitleggen.
Alvast dank voor de moeite!
-
Als de spanning over de motoraansluitingen boven 27V komt gaan de zenerdioden geleiden en zorgen ervoor dat de spanning niet hoger kan worden. Maar het nut ervan ontgaat me volledig. Hij benoemt ook niet het probleem waarvoor dit een oplossing zou zijn.
De digitale spanning zal normaal nooit zo hoog kunnen worden, en als het toch gebeurt dan zullen die zenerdiodes de ramp niet kunnen voorkomen. Lijkt mij volslagen overbodig.
-
je bevestigt mijn vermoeden: die 27 volt is extreem hoog. En ze staan ook nog antiparallel in serie?
Het nut ontgaat me helemaal want geleiding kan zo toch nooit optreden (tenzij doorslag....)
Dank!
FB
-
Ze staan niet anti-parallel maar in serie. En inderdaad, de spanning die opgegeven wordt voor zenerdiodes is de sperspanning waarboven de zener in geleiding gaat. In sperrichting dus. In de andere richting is het een 'gewone' diode. De spanning die maximaal over deze diodes staat is daarmee 27 + 0,6 = 27,6V.
-
Het enige nut is de tegen EMK die wordt zo begrensd op 27,6V. Dit zou bij de motor die hij beschrijft (ivm de grote stroom) best wel eens de redding van je decoder kunnen zijn.
Groet,
Gerard van der Sel.
-
De tegen-EMK kan toch helemaal niet hoger worden dan de voedingsspanning?
-
De tegen-EMK kan toch helemaal niet hoger worden dan de voedingsspanning?
Als elektrotechnicus kan ik je zeggen dat dit weldegelijk kan. Hoe denk je dat bijvoorbeeld een 'boost-converter', of een starter in een TL-buis werkt? Op het moment dat een grote stroom door een grote inductor loopt stort het magnetisch veld in op het moment dat je de schakelaar opent. De spanning die wordt gegenereerd als gevolg daarvan is alleen afhankelijk van hoe snel de stroom veranderd en heeft niks te maken met de voedingsspanning.
-
Plus, lees dit voorbeeld,
in een extreem geval staat aan de ene kant van de halfgeleider de positieve voedingsspanning, bijv 20 V.
Als de halfgeleider plots uit geleding gaat (lees schakelaar open), staat in het ergste geval kortstondig de voedingsspanning negatief over de spoel. Aan de andere pool van de halfgeleider staat dan dus -20 V. Gedurende dit moment staat dan dus 20 - (-20) = 40 V over de halfgeleider oftewel 2 keer de voedingsspanning.
-
Als elektrotechnicus ;D kan ik je zeggen dat we het over verschillende dingen hebben. Ik had het over de tegen-EMK, die wordt opgewekt doordat de motor als generator werkt. Jij hebt het over de inductiespanning die ontstaat als de stroom door een spoel plotseling wordt afgeschakeld. Dat is wat anders, en werkt bovendien in de tegengestelde richting.
-
Als de spanning over de motoraansluitingen boven 27V komt gaan de zenerdioden geleiden en zorgen ervoor dat de spanning niet hoger kan worden. Maar het nut ervan ontgaat me volledig.
Jullie weten niet half hoe blij een leek kan zijn met zo'n heldere uitleg.
Het nut in dit verband ontgaat mij ook, maar voor bepaalde analoge toepassingen gaat bij mij een schemerlampje branden.
-
Als elektrotechnicus ;D kan ik je zeggen dat we het over verschillende dingen hebben. Ik had het over de tegen-EMK, die wordt opgewekt doordat de motor als generator werkt. Jij hebt het over de inductiespanning die ontstaat als de stroom door een spoel plotseling wordt afgeschakeld. Dat is wat anders, en werkt bovendien in de tegengestelde richting.
De grens tussen deze 2 bereiken is eigenlijk vloeiend, daar de motor zowel een generator is, als een grote zelfinductie. Een combinatie van EMK en inductiespanning kan optreden, vooral als de motor wordt gestuurd met puls-breedte modulatie, waarbij telkens de spanning kort wordt afgeschakeld en in die tijdperiode de tegenspanning (EMK) wordt gemeten. Ik denk dat onder omstandigheden het kan gebeuren dat beide effecten optreden. Waarschijnlijk worden die Zeners tegenwoordig niet meer gebruikt, omdat de zelfinductie van motoren lager is geworden toen ze kleiner werden.
-
Ik vind 't wel interessant, kan ik als beginnend elektrotechnicus nog wat leren (y)
-
Waarschijnlijk worden die Zeners tegenwoordig niet meer gebruikt, omdat de zelfinductie van motoren lager is geworden toen ze kleiner werden.
Ik kan me eerlijk gezegd niet herinneren ooit zeners te hebben zien zitten op een decoder en ik heb toch al heel wat oude exemplaren door m'n handen gehad.
Of het onzin is, vind ik moeilijk te zeggen, omdat ik ook weet wat er kán gebeuren met inductieve lasten, maar ik vraag me serieus af of de lasten die in modeltreinland voorkomen in staat zijn zulke schade aan te richten.
Gezien de leeftijd van het plaatje (erg hoge compressie) en de vermelding 'Voor alle decoders geschikt (Zelfs lastgeregelde!)' klinkt dit echt als iets uit de begintijd van digitaal modelsporen, oftewel, totaal onnodig. Ik denk dat alle beveiligingen van de betere decoders (ESU, Zimo) eerder en beter ingrijpen dan 2 zeners die, als ze goed en lekker aan het zeneren slaan, ook goed warm worden.
Als dit echt een probleem zou zijn, hadden we er hier wel vaker over gelezen en ik heb nog maar weinig verhalen gelezen van decoders die bij bosjes sneuvelen omdat de motor zo gemeen reageert op de pulstrein van de decoder.
@ Willem22: das nou zonde. Want er wordt nog steeds uitgelegd waarom dit waarschijnlijk onzin is (of in ieder geval tegenwoordig geen zoden aan de dijk zet)
-
Ik wil mij wel bij de mening aansluiten "dat het tegenwoordig onzin is" om nog zeners te plaatsen, dat zie je toch ook niet de man van HP bij elk modern lokje doen. Waarschijnlijk zijn die oude motoren (liliput/ oude peperbusmotor Roco) zo prut en power-hungry dat er, zeker bij oude decoders zonder beveiliging, een nut was zulke zaken in te bouwen. Tegenwoordig is het helemaal niet mogelijk. Dit is zo'n zelfde discussie als het wel of niet verwijderen van de spoeltjes in de leiding naar de motor.
-
Kan me er alleen bij aansluiten. Ja, de inductiespanning kan een H-brug wel om zeep helpen doordat je dan transistoren reverse biased. Maar om dat de kop in te drukken worden er diodes tussen de voeding en de last aangebracht. Soort flyback diode voor een H-brug. En nu kan ik niet voor elk merk decoder spreken (want ik weet niet eens welke H-brug bijvoorbeeld ESU gebruik) maar veel kleine H-bruggen hebben die diodes al ingebakken zitten. Kijk bijvoorbeeld maar naar de L293D (de L293, de grotere broer, heeft ze weer niet. Dus ik ga er vanuit dat moderne decoders die diodes wel hebben (waarschijnlijk in de H-brug zelf) als ik kijk na hoe weinig decoders het loodje leggen ;D
Timo
-
Ook mij reactie Timo.
Groet,
Gerard van der Sel.
-
Dank aan alle elektrotechnisch onderlegde modelspoorcollega's, die hun licht op deze, voor een "gewone" natuurkundige als ondergetekende, tamelijk onbekende materie hebben laten schijnen. (y)
FB
-
@Klaas:
Ik had het over de tegen-EMK, die wordt opgewekt doordat de motor als generator werkt. Jij hebt het over de inductiespanning die ontstaat als de stroom door een spoel plotseling wordt afgeschakeld. Dat is wat anders, en werkt bovendien in de tegengestelde richting.
Dit is toch echt de defnitie van de tegen EMK die ik ooit geleerd heb (Zal ongeveer gelijk met jou zijn geweest, alleen een paar provincies hoger.).
En de tegen EMK gaat naadloos over in de generator werking, tenminste als de motor met permanente magneten is uitgerust.
Groet,
Gerard van der Sel.
PS: Die zich nu afvraagt hoe met die beiveiligings diodes de tegen EMK en de generator werking ooit gemeten kan worden om de lastregeling te realiseren. Maar dat is voor een ander draadje.
-
Die paar provincies hoger kon nog wel eens meevallen. Ik heb mijn opleiding gevolgd in Amsterdam.
Kennelijk is er verwarring over wat tegen-EMK is. In een spoel op wisselspanning wordt een tegen-EMK opgewekt door de zelfinductie van de spoel. Maar bij een motor beschouw ik de tegen-EMK als het gevolg van het generatoreffect.
Bij het afschakelen van de puls op de motor volgt er eerst een piekspanning als gevolg van de inductie. Die wordt als het goed is afgevangen door de vrijloopdiodes in de H-brug. Daarna volgt de spanning als gevolg van de generatorwerking, die heeft de tegengestelde polariteit. Ik denk dat het regelsysteem van de decoder even afwacht tot de inductiepiek voorbij is voordat hij de tegen-EMK gaat meten.
-
ik heb geen elektronica gestudeerd, maar wil wel wat bijleren.
Ik begrijp ternauwernood hoe een zenerdiode werkt, maar kan me niet voorstellen hoe bij 2 zenerdiodes, die met de kathoden aan elkaar zijn gemaakt, er stroom kan gaan lopen.
Kan iemand dat mij uitleggen?
-
Een zenerdiode werkt vrij simpel als je zijn werking begrijpt.
Normaal gesproken wordt een zener diode in sper aangesloten. Als er dan een spanning kleiner dan de zener spanning wordt aangeboden, zal de zenerdiode niets doen.
Echter wordt een spanning groter dan de zenerspanning aangesloten, dan zal de zenerdiode in geleiding komen en de spanning begrenzen tot de zener spanning (tot de dood erop volgt). een zener in doorlaat ricting functioneerd als een normale diode.
Dus twee zeners geschakelt zoals beschreven, zal de spanning begrenzen tot de zener spanning plus de diode spanning is in dit geval 27,6V.
Groet,
Gerard van der Sel.
-
ik heb geen elektronica gestudeerd, maar wil wel wat bijleren.
Ik begrijp ternauwernood hoe een zenerdiode werkt, maar kan me niet voorstellen hoe bij 2 zenerdiodes, die met de kathoden aan elkaar zijn gemaakt, er stroom kan gaan lopen.
Kan iemand dat mij uitleggen?
Een diode bestaat uit een verbinding tussen 2 soorten metaal met een onderling structuurverschil. Dit verschil ligt daarin dat er in het ene materiaal een overschot aan elektronen(kathode) is en in de ander een tekort(anode). Door dit verschil ontstaat een potentiaal op de grens tussen de 2 materialen. Dit gebeurd, omdat het teveel aan elektroden in de kathode naar de anode wil, hierdoor ontstaat een overgangsgebied, mooi vertaald 'depletie-gebied' genoemd, waarin geen tekort of overschot aan elektronen heerst. Daar het materiaal dan als geheel niet meer elektrisch neutraal is, ontstaat er een elektrisch veld op de overgang.
Indien de spanning van anode naar kathode staat, kan indien de spanning van dit elektrisch veld wordt overschreden, de stroom gewoon lopen. Dit is de doorlaatspanning (0.3-1.0 V) van een normale diode, een Zener werkt op dezelfde manier.
Als de spanning wordt omgedraaid, dus plus aan kathode en - aan anode, neemt de weerstand van de overgang toe daar het 'depletie-gebied' groter wordt. De stroom kan gewoon niet lopen. Als je de spanning echter blijft verhogen zal op een gegeven moment de diode het begeven. Dit kan op 2 manieren, waarvan de 'Zener-manier' zeer beheersbaar is.
Bij een Zener-diode zal als de tegenspanning groot genoeg is, een elektron die aan de anode (dus vanaf -) het gebied in komt in staat zijn om direct door dit gebied te tunnelen en zo door de barrière heen te komen. De diode gedraagd zich dan als een weerstand. Dit is een zeer korte, niet gedetailleerde uitleg.
Samengevat :
Een Zener gedraagt zich voorwaards (+ anode, - kathode) bijna als een normale diode, met een kleine spanningsval. In de sperrichting (- anode, + kathode) zal er tot de Zener-spanning (gegeven voor elke Zener-diode) een onmeetbaar kleine stroom (meestal in de orde van 10^-10 A of kleiner) lopen. Boven die spanning gaat de Zener open en gedraagt zich dan als een weerstand die verder onafhankelijk is van de spanning.
Indien er 2 Zeners in anti-serie staan, dus anodes of kathodes aan elkaar, zal er ongeacht de ingangspolariteit tot de Zenerspanning + de kleine spanningsval in voorwaards, geen stroom lopen.
-
bedankt voor de uitleg, het meeste begreep ik al, maar hier gaat het om:
Indien er 2 Zeners in anti-serie staan, dus anodes of kathodes aan elkaar, zal er ongeacht de ingangspolariteit tot de Zenerspanning + de kleine spanningsval in voorwaards, geen stroom lopen.
en als de spanning groter wordt dan de zenerspanning (+ de forwardspanning) dan slaat-ie door, zodat de zenerspanning overblijft, snap ik.
Maar dan komt die stroom tegen de kathode (het streepje) van de andere zenerdiode aan, en kan die daar dan doorheen? Kan er stroom lopen van de kathode naar de anode?
Zo nee, dan kan er dus helemaal geen stroom lopen.
En vanaf de andere kant, de polariteit dus omgedraaid is, precies hetzelfde verhaal.
Ik begrijp het dus nog steeds niet.
edit:
nog eens zes keer doorgelezen, het begint te dagen geloof ik.
in tegenstelling tot een gewone diode kan een zenerdiode dus wel stroom doorlaten van de kathode naar de anode, zie ik dat goed?
Dan begin ik het te begrijpen, bedankt!
-
Jep ;)
Een zenerdiode gedraagt zich in doorlaatrichting als een gewone diode, maar in sper-richting als een gewone-diode-totdat... .
Zodra de zenerspanning bereikt wordt, gaat 'ie ineens wél geleiden.
Om de stroom door de zenerdiode te beperken wordt vaak een weerstand gebruikt. Dat is ook een beetje waarom ik het een linke optie vind. Ik weet niet hoe snel zenerdiodes over het algemeen zijn en wat de aanstuurfrequentie van oudere decoders is, maar als de zenerdiode lekker aan het zeneren is en bij de volgende puls van de decoder kan 'ie niet snel genoeg stoppen met geleiden, dan kan het nog wel eens vervelend worden, maar zoals gezegd, ik heb nooit opgezocht (als het al vermeld staat) wat recovery-tijden zijn van zenerdioden.
-
De anti-serie geschakelde zenerdioden werden begin 70-er jaren door Röwa bij de wisselstroom uitvoering van de de E91 toegepast. Vermoedelijk zorgde de toegepaste Marx motoren - overigens uitstekende, uitgebalanceerde motoren - voor een te hoge EMK waardoor het elektronische omschakelrelais waarschijnlijk geactiveerd werd.
Zelf pas ik deze 'truc' toe wanneer ik twee identieke 6 Volt motoren in serie zet. Hierbij gebruikte ik aangepaste zenerwaarden.
Silvolde
-
in tegenstelling tot een gewone diode kan een zenerdiode dus wel stroom doorlaten van de kathode naar de anode, zie ik dat goed?
Een gewone diode kan dat ook, als je er maar genoeg spanning op zet, maar die is dan wel ogenblikkelijk rijp voor de kliko.
-
Klaas, het vermogen van de zener is wel belangrijk
-
Vertel mij wat. Ik heb al genoeg zeners in de gloria geholpen omdat ik ze te hard liet werken. ;D