Booster
modelspoor
|
De booster verzorgt de stroomvoorziening van het systeem. De
booster levert een gestabiliseerde spanning aan de baan van ca. 18 Vdc (R+
en B) bij een belasting van maximaal 10 A.
De booster heeft een goede stroombegrenzing en
kortsluitbeveiliging, hetgeen bij een modelbaan noodzakelijk is. De booster
wordt gevoed door de eerder beschreven voeding (+/- 23…30 Vdc).
Black box van booster
Op de uitgangsspanning wordt via de booster interface het
digitale uitgangssignaal gesuperponeerd. De ingangstrap is zodanig van opzet
dat hij aangestuurd moet worden door een symmetrisch signaal.Als er geen
signaal op de ingang staat dan is er ook geen uitgangssignaal.
|
Werking
De interface tussen de controller en de booster wordt gevormd
door relais Re1 en de bijbehorende componenten S1, S2, D1 tot en met D3 en R1.
De booster in detail
Met S2 wordt relais Re1 opgebracht waardoor het
uitgangssignaal van de controller via connector CU K81 gekoppeld
wordt met de ingang van de booster. Voorwaarde dat Re1 op blijft is dat T11
geleidt en er geen overbelasting of kortsluiting wordt gesignaleerd door de
combinatie T11 en D10. In geval van kortsluiting en/ of overbelsting zal de
gemiddelde uitgangsspanning van de booster stijgen en T11 uit geleiding gaan,
waardoor Re1 afvalt.
De gestabiliseerde uitgangsspanning van de booster wordt
gerealiseerd door de uitgangstransistoren, die als emittervolgers zijn
geschakeld, te voeden vanuit een gestabiliseerde spanningsbron (7805 in combinatie met D5
en 7905 in
combinatie met D6). Doordat de eindtransistoren niet in verzadiging worden
gestuurd, zijn snelle schakeltijden te realiseren. Dit gaat echter gepaard met
extra warmte ontwikkeling. De koeling van de eindtransistoren verdient daarom
extra aandacht.
De spanningsstabilisatie is ingesteld op 20 V. Omdat de
eindtransistoren zelf zo’n 1,5 V consumeren, blijft er een railspanning over
van ca. +/- 18 V. Het ontwerp biedt uitstekende stabiliteit bij afdoende
bandbreedte.
De weerstanden R12 … R15 zorgen voor een evenredige stroomverdeling
waarbij R12 en R14 de neventaak hebben van stroombegrenzing. Stijgt de spanning
over deze weerstanden boven de 0,6 V (wat het geval is bij een stroom door de
weerstand boven de 4 A)
dan zullen T9 of T10 zodanig open gestuurd worden dat de stroom door die
weerstand begrensd wordt door die 4
A.
De ingangstrap van de booster wordt gevormd door T7 en T8 en
is zodanig van opzet dat hij moet worden aangestuurd door een symmetrisch
signaal. Als er geen signaal op de ingang staat dan is er ook geen signaal op
de uitgang. De uitgang is dan hoogohmig omdat de uitgangstransistoren uit
geleiding zijn gebracht.
De enige transistoren die niet in hun lineaire gebied werken
zijn T5 en T6; met behulp van C8 wordt hun schakelgedrag evenwel voldoende
verbeterd.
De overload signalering wordt gevormd door T11 en omringende
onderdelen. D9 toetst alleen de negatieve uitgangspanning, omdat deze feitelijk
zwaarder wordt belast. De uitgangspanning van de booster is immers het grootste
deel van de tijd negatief.
Bij overbelasting van de booster zal de stroom in eerste
instantie worden begrenst tot zo’n 10
A en zal de uitgangspanning afnemen. Het gevolg hiervan
is dat de dissipatie van de eindtransistoren enorm toeneemt. Als de
uitgangspanning onder de 15 V komt zal de kortsluitsignalering na enige tijd
worden geactiveerd. Deze tijd is afhankelijk van C7.
Op booster interface wordt meer detail van de boosterinterface weergegeven en op testen booster worden aantal meetgegevens gepresenteerd.