Beim Bau der neuen Clubanlage der Modell-Eisenbahnfreunde Mühldorf a. Inn stellte sich die Frage nach geeigneten Boostern. Ausgehend vom sog. Spaxbooster von Oliver Spannekrebs entstand ein Booster im Selbstbau, der ohne PIC auskommt und nur eine Platinefläche von 60*80mm benötigt.

Eigenschaften

• Strom: max. 4,0A, elektronische Abschaltung
• Spannung: Stabilisiert auf 15V
• Sicherung: Automatische Abschaltung bei mehr als 4A, Wiedereinschalten nach ca. 1s; Automatisches Abschalten bei kein DCC am Eingang
• Anschluß: über Optokoppler
• Kehrschleifenautomatik: integriert, abschaltbar
• Baugröße: Netzteil: 100*60*30mm, Booster: 100*60*30mm

Einbau und Bedienung

Spannungsversorgung:
An X3 wird die stabilisierte 15V-Spannung des externen Netzteils eingespeist, Polarität beachten.

DCC-Eingang:
An X1 wird das DCC-Signal angeschlossen, dabei ist die Polarität benachbarter Gleisabschnitte gleich zu verdrahten.

Gleis-Ausgang:
Der Ausgang (X2) wird mit dem Gleis verbunden, auch hier ist auf gleiche Polarität zu achten. Ein Kurzschluß zwischen benachbarten Boostern (z.B. durch eine Lok oder Waggon) bleibt ohne Folgen. Bei Waggons, die den Strom diagonal aufnehmen (z.B. vorderes Drehgestell rechts, hinten links), wird das Licht an der Trennstelle dunkel, weil der Rückstrom unterbrochen ist.
Der Booster kann mit einer Kehrschleifenautomatik ausgerüstet sein (IC6 und IC7 bestückt). Bei gestecktem Jumper J1 ist die Automatik abgeschaltet, der Booster wechselt seine Polarität nie.
Fährt ein Fahrzeug aus einem Gleisabschnitt mit falscher Polarität in den Kehrschleifenabschnitt, so ergibt sich normalerweise ein Kurzschluß. Die Kehrschleifenautomatik erkennt diesen Kurzschluß (bei ca. 3,2A) vor der allgemeinen Kurzschlußsicherung bei 4A. Der Strom am Gleis wird von der Automatik blitzschnell umgepolt, was i.d.R. den Kurzschluß behebt. Sollte trotz Umpolung immer noch ein Kurzschluß vorhanden sein, so wird die normale Kurzschlußsicherung aktiv.
Der Kehrschleifenabschnitt muß (!) länger als der längste Zug sein, da es sonst an beiden Enden zum Kurzschluß kommt.

Anzeigen:
Das Anliegen des DCC-Signals wird mit einer grünen LED, das Ansprechen der Überlastsicherung mit einer roten LED angezeigt. Je eine gelbe LED zeigt die Last von 3,2A ("loaded") an bzw. die Polarität des erzeugten Signals an. (bei Umkehrung leuchtet "reversed").

Schaltungsbeschreibung

Spannungsversorgung:
An X1 wird die stabilisierte 15V-Spannung des externen Netzteils eingespeist und zur Versorgung des Vollbrückentreibers L6203 und des 5V Längsreglers 7805 verwendet.

Kurzschlußüberwachung:
Der Rückstrom aus der Vollbrücke wird über einen Strommeßwiderstand (0,05 Ohm, ev. Parallelschaltung von 2 0,1Ohm Widerständen) geleitet. Der Spannungsabfall an diesem Widerstand (0,2V bei 4A) wird mit dem Komparator mit dem Spannungsabfall am Widerstand R7 (432 Ohm) verglichen. Der Komparator hat einen Eingangsspannungsbereich bis 0V. Mit der Kombination aus R? und C? wird die Ansprechverzögerung der Kurzschlußüberwachung eingestellt. Bei zu großem Strom zieht der Komparator an und triggert das nachfolgende Monoflop, welches über die Diode D3 die Vollbrücke abschaltet. Dieser Zustand wird mit der roten LED angezeigt. Beim Abfall des Monoflops (nach ca. 1s, bestimmt durch R? und C?) startet die Brücke wieder.

Kehrschleifenautomatik:
Ein weiterer Komparator vergleicht den Spannungsabfall am Meßwiderstand mit dem Abfall an R8 (330 Ohm). Die Ansprechverzögerung dieses Komparators (R? und C?) ist kleiner als die der Kurzschlußüberwachung. Bei zu großem Strom zieht der Komparator an und schaltet das nachfolgende Flipflop um, dessen Ausgang über die Exor-Gatter die Polarität des DCC-Signals umkehrt.

DCC-Überwachung:
Das Eingangssignal wird mit IC3 auf Pegelwechsel überwacht. Sollte länger als 1ms kein Pegelwechsel anliegen, wird über die Diode D2 die Vollbrücke abgeschaltet. Dieses Monoflop steuert auch die grüne LED (Anliegen des DCC-Signals) an. Damit wird sichergestellt, dass nach Ausfall des DCC-Signals keine Gleisspannung anliegt und ev. Loks eine anliegende Analogspannung annehmen und losrennen.

Unterlagen

Schaltplan

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