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Thema: Strompuffer
Autor: Wolf8gan8g H8.
Datum: 30.01.2014 18:08

Hallo Werner,

zwischen Kondensatoren und Supercaps gibt es kleine, aber feine Unterschiede.
In wieweit man das beachtet, bleibt jedem selbst überlassen. Ich kann das hier nur aus der Sicht von jemandem beschreiben, der für seine Experimente anderen Personen gegenüber auch geradestehen muss und daher den \"Stand der Technik\" anwendet.

Basis für Betrachtungen sollten immer alte, ungeregelte Massoth-Zentralen sein, die im Leerlauf bis 28 V auf die Schienen geben können. An U+ des Decoders liegen dann ca. 26,6 V an.

Kondensatoren:
sind relativ günstig, unkompliziert, kurzzeitig überspannungsfest.
Typen für 25 Volt reichen aus, da diese bis 27,5 V dauerfest sind und kurzzeitig noch mehr abkönnen, wenn es sich um Qualitätsware handelt. Kondensatoren können sehr hohe Ströme abgeben und eignen sich für eine kleine Pufferung am besten.

Kaufen sollte man nur solche mit wenigstens \"2.000 Stunden bei 105° C\". Andere gehen natürlich auch, würde ich aber nie bei jemand anderem einbauen.

Kondensatoren werden parallel geschaltet, die Kapazitäten addieren sich dabei.

Beispiele für eine ausreichende Kurzzeitpufferung (defekte Weiche z.B.)
Bachmann-Railtruck 13.600 uF
LGB Mogul mit Sound, ohne Rauch 60.000 uF
mit Rauch 90.000 uF

Supercaps
sind teurer, nicht einfach in der Schaltung (wenn man es richtig machen will), und empfindlich gegen zu hohe Spannung.

Nehmen sollte man nur Typen mit geringem Innenwiderstand, weil sonst der Pufferstrom sehr begrenzt wird. Typen für 5,5 Volt eignen sich daher nicht für Stöme über 0,4 A !!! (außer in Parallelschaltung...)

2,5 und 2,7 Volt sind geeignet.

Supercaps werden in Reihe geschaltet. Dabei verringrt sich die Kapazität:
Einzelkapazität eines Supercaps geteilt durch Anzahl der Supercaps.
Bei 10 Stück hat man also 1/10 der Einzelkapazität.

Die Gesamt-Nenn-Spannungsfestigkeit sollte (s.o.) mindestens die kurzzeitige mögliche Höchstspannung betragen - also 26,6 Volt, also 10 x 2,7 V oder 11 x 2,5 V.

Wer nur auf der eigenen Anlage fährt: wegen der Bauteiletoleranzen sollte sie 10 - 20% über der Dauerspannung liegen, also bei z.B. 22 V Digitalspannung (20,6 an U+) mindestens 24 Volt betragen. Dann reichen 9 x 2,7 V oder 10 x 2,5 V.

Eine länger wirkende Pufferung sollte zwischen 200.000 und 500.000 uF liegen. Wer also nur 22 V hat, kann 9 x 2,7 V / 3 F nehmen und hat dann 24,3 V / 333.333 uF. Meistens reicht das.

Stand der Technik sind auch Balancerwiderstände, damit bei Bauteiletoleranzen die unterschiedlichen Spannungen in den Zellen sich ausgleichen. Dafür wird jeder Kondensator mit einem 470 Ohm - Widerstand kurzgeschlossen (keine Angst, dabei fließen nur 5 mA). Die Teile leben so länger.

Ladewiderstand
Der begrenzt den Strom beim Einsetzen der Ladung eines leeren Kondensators. Ohne Widerstand kann man mit einer Massoth-Zentrale ein Rad an der Schiene anschweißen - selbst erlebt.

Die Probleme:
1. Der Widerstand sollte groß sein, um
- Kontaktabbrand an den Rädern
- eine Überlastung der Eingangsdioden des Decoders
- ein Abschalten der Zentrale
zu vermeiden.
2. Der Widerstand sollte klein sein, damit
- der Puffer ausreichend schnell geladen werden kann.

Die Belastbarkeit des Widerstands kann man berechnen, Faustregel: 1/8 bis 1/10 der Anfangsleistung (also 20,6 V / 8,2 Ohm = 2,5 A; 2,5 A x 20,6 V = 51 W ==> 5 W.) bei Caps, 1/10 - 1/20 bei Kondensatoren.

Beispiele:
Bachmann-Railtruck - kleiner Kondensator, sehr, sehr empfindliche Stromabnahme - hier habe ich 235 Ohm/0,25 Watt eingesetzt.
Waggonbeleuchtung - noch kleinerer Kondensator, empfindliche Kugellagerachsen - hier habe ich 180 Ohm/ 0,5 W genommen.
Mogul - mittelgroßer Puffer, belastbarer Decoder, Schienenschleifer - 56 Ohm, 1W.
Schienenreinigungswagen, Superpuffer, gute Stromabnahme - 8,2 Ohm / 5 Watt, allerdings lade ich nicht über den Decoder, sondern über Extraladeschaltung diekt aus der Schiene.

Abschaltung
Es gibt Decoder, z.B. ESU, die bei ausreichend großem Ladewiderstand (> 100 Ohm) einwandfrei programmiert werden können. Bei kleineren Widerständen oder anderen Decodern muss U+ per Schalter getrennt werden. Ich Schalte immer zweipolig ab, d.h. + und -.

Entladewiderstand
Nach längerer Betriebspause vergisst man oft, dass die Cs noch Spannung haben. Ich habe mir da anfangs einige Schweißstellen in den Loks eingehandelt.

Die Balancerwiderstände bei den Caps entladen diese mit der Zeit. Aber auch einfache Cs sollten mit einem Widerstand kurzgeschlossen werden, je nach Puffergröße 2 - 5 kOhm.

So, mehr weiß ich nicht . . .

Gruß
Wolfgang



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