Hinweise zu Stromdetektoren
Allgemeines
Auf der Rocrail-Seite 2-Leiter-Stromerkennung ist beschrieben, warum es beim Übergang zwischen Gleisabschnitten, von denen nicht alle mit Stromdetektor ausgestattet sind, zu unwerwünschtem Verhalten der Rückmelder kommen kann.
Zusammengefasst:
Stromdetektoren benötigen intern eine geringe Spannung als Differenz zwischen Zentrale bzw. Booster einerseits und dem Gleis andererseits, um eine Belegung des Gleises erkennen zu können. Wenn ein Fahrzeug oder auch nur ein Radsatz einen Gleisabschnitt mit Stromdetektor und einen benachbarten ohne Stromdetektor verbindet, wird die o.g. Spannung kurzgeschlossen. Damit fehlt dem Stromdetektor das Kriterium für eine Belegung, so dass die Rückmeldungen in Zentrale, PC usw. kurzzeitig verlöschen bzw. flackern können, wenn Radsätze den Übergang zwischen den Gleisabschnitten befahren. Es kann auch zu längeren Verzögerungen oder Unterbrechungen der Belegungs-Erkennung kommen, wenn Radsätze von Wagons oder z.B. zwei Stromabnehmer eines Triebzuges durchverbunden sind.
Um dieses unerwünschte Verhalten zu verhindern bzw. zu beseitigen, müssen alle Gleisabschnitte ohne Stromdetektor mit einer reduzierten Gleisspannung, wie bei einem Stromdetektor, versorgt werden. Diese Spannungsreduzierung erfolgt mit einem Dummy, der diese Eigenschaft des Stromdetektors nachbildet. Grundsätzlich ist für die Spannungsreduzierung im Dummy immer ein Wert anzustreben, der dem des Stromdetektors möglichst entspricht.
Empfehlung
In vielen Fällen kann es genügen, nur die einem Stromdetektor-Abschnitt benachbarten Gleisabschnitte per Dummy zu versorgen. Es können aber auch Überbrückungen über die benachbarten Gleisabschnitte hinaus nicht immer ausgeschlossen werden.
Deshalb wird empfohlen, grundsätzlich alle Gleisabschnitte ohne Stromdetektor per Dummy zu versorgen. Wie unten beschrieben, genügt ein zentraler Dummy je Boosterbereich für alle Gleisabschnitte ohne Stromdetektor.
Stromdetektoren mit Dioden
Die auf der Rocrail-Seite 2-Leiter-Stromerkennung vorgestellte Schaltung GCA99 von Peter Giling verwendet den Brückengleichrichter B80C1500.
GCA99 wurde ursprünglich für den Einsatz auf Anlagen mit dem Stromdetektor GCA93 konzipiert, der den gleichen Brückengleichrichter verwendet.
Die GCA99-Schaltung ergibt eine Spannungsreduzierung von ca. 1,4 V. Diese Schaltung kann deshalb auf allen Anlagen zusammen mit Stromdetektoren verwendet werden, die auch eine 1,4 V Spannungsreduzierung bewirken
Das trifft auf sehr viele klassische Typen von Stromdetektoren verschiedener Hersteller zu.
Größere Ströme und "zentraler" Dummy
Wenn größere Ströme, als die mit dem B80C1500 möglichen 1,5 A benötigt werden, müssen Typen von Dioden oder Gleichrichtern mit höherer Belastbarkeit verwendet werden.
Das Bild rechts zeigt beispielhaft den Brückengleichrichter
B70C25A (25 A / 70 V AC), der mit 25 A Belastbarkeit als "zentraler" Dummy eines Boosters alle Abschnitte versorgen kann, die keinen eigenen Stromdetektor haben.
Hier früher erwähnte Brückengleichrichter mit geringerem max. Strom (z.B. 10 A) sind nur noch schwer erhältlich.
Ein solcher Brückengleichrichter hält auch Kurzschlüsse aus, wenn die Abschaltung von Zentrale bzw. Booster etwas träge arbeitet.
Hinweis: Der erwähnte Brückengleichrichter ist für ca. 1,30 € erhältlich. (Stand 2022)
Durch den deutlich geringeren Montageaufwand eines solchen zentralen Brückengleichrichters hat man eine preiswerte und bequeme Alternative anstelle evtl. sehr vielen Dioden bzw. Gleichrichter der Einzel-Dummys für nicht überwachte Gleis-Abschnitte.
Stromdetektoren mit weniger Dioden oder anderen Dioden-Typen
Es gibt eine Reihe von Schaltungs-Konzepten, die eine geringere Spannungsreduzierung bewirken, da weniger als 4 Dioden und/oder andere Dioden-Typen verwendet werden.
Um bei einem Dummy die dazu passende Spannungsreduzierung zu erreichen, sollte möglichst der gleiche Dioden- / Gleichrichter-Typ, wie in den eingesetzten Stromdetektoren verwendet werden.
Die Spannungsreduzierung einer Diode entspricht etwa der Durchlass- oder Schwellenspannung, die in Datenblättern als Wert UF zu finden ist.
Standard-Silizium-Dioden und auch die in Brückengleichrichtern verwendeten Dioden haben UF ≈ 0,7 V.
Schottky-Dioden, wie z.B. die in GBMBoost und GBM16 des OpenDCC-Projekts verwendeten SSA33L, haben nur UF ≈ 0,35 V.
Beispiele für Diodenschaltungen von Dummys
In fast allen Schaltungen von Stromdetektoren werden 2 oder 4 antiparallel geschaltete Dioden verwendet, die in den Dummys nachzubilden sind.
Schaltungen von Stromdetektor-Dummys
2 Silizium-Dioden = 0,7 V
2 Schottky-Dioden = 0,35 V
Schaltung A
Schaltung B
4 Silizium-Dioden = 1,4 V
Die Schaltungen A und B sind funktionsgleich
Transformatorische Stromdetektoren
Neben den Stromdetektoren mit Dioden zur Stromerkennung, gibt es die Möglichkeit den Stromfluss transformatorisch zu erkennen. Beispiel für dieses Prinzip ist GCA94.
Durch einen Transformator im Eingang dieser Stromdetektoren sind die Verluste bzw. die Spannungsreduzierung vernachlässigbar gering.
Wenn aber benachbarte nicht überwachte Gleisabschnitte sehr niederohmig und/oder mit sehr kurzen Leitungen aus einer Ringleitung versorgt werden, kann es auch bei Stromdetektoren dieses Typs zu Fehlverhalten bei der Stromerkennung kommen.
Zur Abhilfe muss dann in die Zuführung der Gleisspannung nicht überwachter Gleisabschnitte eine Nachbildung der "Primärwicklung" (Leiterschleife) des Stromdetektor-Eingangs eingefügt werden.
Damit wird sichergestellt, dass auch bei einer Überbrückung des Übergangs zwischen den Gleisabschnitten genügend Strom über den Eingang des Stromdetektors fließt, um eine Belegung zu erkennen.