2x zener diode om decoder te beveiligen?

[008200]

Ik zag hier 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 
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!

[Klaas Zondervan]

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.

[008200]

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

[Dirk J]

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.

[gvandersel]

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.

[Klaas Zondervan]

De tegen-EMK kan  toch helemaal niet hoger worden dan de voedingsspanning?

[Sander Fondse]

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.

[Sander Fondse]

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.

[Klaas Zondervan]

Als elektrotechnicus  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.

[Te 2/2]

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.

[Sander Fondse]

Als elektrotechnicus  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.

[Servé]

Ik vind 't wel interessant, kan ik als beginnend elektrotechnicus nog wat leren

[Menno]

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)

[Sander Fondse]

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.

[Timo]

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


Timo