Kondensatorpufferung

Akku oder Kondensator?

Ich habe schnell festgestellt, dass eine Digitalsteuerung ohne Energiepufferung bedingt durch Kontaktprobleme schlecht läuft. Bei kurzen Stromunterbrüchen bleibt die Lok sofort stehen.

Sowohl Akku wie Kondensator haben Vor- und Nachteile, hier kurz zusammen gefaßt.

Elektrolytkondensator Goldcap Kondensator Akku
Kosten 8,5 Euro (40V 22.000uF) 12,25 Euro (5x5,5V 0,1F) 14 Euro (13x1,2V NimH 0,7AH)
Überbrückungsdauer ja nach Last 1-2 Sekunden je nach Last bis 5 Sekunden je nach Last bis 20 Minuten
Einbau Einfach mit Zusatzschaltung Ausgleichsschaltung notwendig Ladeschaltung für Akku notwendig
Kosten Zusatzschaltung weniger 1 Euro ca. 3 Euro mit kleiner Zusatzplatine ca. 5 Euro (Spannungsregler / Schalter / Sicherung)
Abschaltung bleibt immer an bleibt immer an muss manuell abgeschaltet werden
Was passiert ohne DCC Signal? fährt noch einige cm fährt noch einige cm (mehr als Elko, da 5 fache Kapazität) fährt weiter bis Akku leer...
Lebensdauer bis 10 Jahre bei regelmäßiger Nutzung noch unklar Abhängig von Zyklen

Von meinem früheren Train Control Umbau hatte ich noch einen kleinen Pufferakku in der Lok. Diesen kleinen Akku habe ich zuerst als Pufferung angeschlossen. Die Abschalterei des Akku fand ich lästig und die Ungewissheit ob man Ihn nicht doch vergessen hat.

Nachdem ich die Ladeendspannung zu hoch angesetzt hatte, hat sich der Akku zweimal stark überhitzt.

Deshalb der Umbau von Akku auf Elektrolytondensator.

Bei den GoldCap Kondensatoren muss man eine Reihenschaltung von mindestens 5 Goldcaps machen, dabei muss darauf geachtet werden, dass einzelne Goldcaps keine Überspannung bekommen.

Die schon da und dort veröffentlichte Schaltung:

Über die Widerstände wird der Kondensator geladen, beim Einschalten der Anlage.

Kurz etwas Elektrotechnik:

Im Einschaltaugenblick ist der Innenwiderstand des Kondensators annähernd 0 Ohm.

Für den Eischaltstrom gilt im ersten Augenblick I=U/R. Würde man den Widerstand weglassen, wäre der Strom "unendlich" die Zentrale würde einen Kurzschluß detektieren und abschalten. Der Strom muss also auf einen sinnvollen Strom reduziert werden, z.B. 1A. Bei 1 A wäre R=U/I R=24V/1A = 24 Ohm. Die Leistung im Einschaltaugenblick wäre P=U*I = 24V*1A=24W. Rein rechnerisch bräuchte man einen teuren 24W bzw 25W Hochlastwiderstand.

Der Einschaltaugenblick ist aber sehr kurz, deshlab habe ich folgenden Wert gewählt:

4 Widerstände 470 Ohm je 1/4Watt parallel = 470/4 = 117,5 Ohm 1 Watt

Bei P=U²/R entsteht = 24V²/117,5 Ohm = 4,9 Watt

Der Widerstand wird also kurz um das 5 fache überbelastet. Da die Überlastung nur kurz ist geht das in der thermischen Trägheit der Bauteile unter.

Als Diode eine Schottkydiode mit 5A nehmen, für geringe Verlustleistung-

Die Widerstände und die Diode habe ich auf einer Seite verdreht und einen Kabelschuh aufgekrimpt, darüber einen Schrumpfschlauch.

+ und - Pol kommen an die entsprechenden Anschlüsse am Dekoder, bei mir ein Zimo MX69

Vorsicht beim Umgang mit Kondensatoren! Bei Kurzschlüssen entstehen kurzfristig hohe Ströme die zur Funkenbildung führen können.


(c) Ralf Wagner 2006