Hans Martins Bastelseiten

Der Ausgangsgleichrichter

Letzte Änderung dieser Seite: 2.10.2020

Zum Schaltnetzteil



Die HF aus der Sekundärwicklung der Schwingkreisspule wird mittels zweier paralleler ultraschneller Schottky-Dioden vom Typ BYV 21-100 gleichgerichtet. Diese laden den Ladekondensator von 0,22 µF also 173000 mal pro Sekunde auf ca. 26 Volt auf. Von hier wird über eine Siebdrossel der Fahrstrom entnommen.

26 V mal 0,22 µAs/V mal 173000 Hz ist ziemlich genau gleich 1 A. Mehr Strom kann man nicht entnehmen, auch nicht bei Kurzschluss. Der Maximalstrom wird bei gegebener EMK der Sekundärspule (26 V im normalen Netzbetrieb) durch den Ladekonsensator bestimmt. Je größer dieser ist, desto mehr Strom kann man entnehmen. Das ist in dem Diagramm in der rechten Spalte unten gezeigt. Aber es gibt eine obere Grenze. Oberhalb einer kritischen Kapazität setzt der Oszillator bei starker Belastung aus, weil die Dämpfung des Resonanzkreises zu groß wird. Bei vollständiger Entladung des Kondensators bei jedem Lastzyklus ergäbe sich eine mittlere Spannung von 13 V. Das macht eine maximale Ausgangsleistung von 13 Watt, die das Schaltnetzteil abliefern kann.

Die Dioden führen beim Ladevorgang einen Strom von bis zu 4 A, da sie nur während maximal ¼ der Schwingungsperiode leitend sind. Daher erwärmen sie sich erheblich. Ich habe sie dicht am Gehäuse zwischen Metallklammern eingespannt, um die Wärme abzuleiten. Auch der Ladekondensator sollte von hoher Güte und impulsfest sein. Billige Papierkondensatoren werden hier buchstäblich verheizt, das habe ich schon ausprobiert.

Die pulsierende Gleichspannung wird durch eine Ferritdrossel - etwa 10 mH - und einen weiteren 47-nF-Kondensator geglättet. Man kann darauf nicht verzichten. Wenn Reste von HF an das Schienenoval der Modelleisenbahn gelangen würden, dann wirkten die Eisenbahngleise, wenn sie ausreichend lang sind, wie eine Sendeantenne. Und das hier wäre ein hocheffizienter aber schwarzer Langwellensender. Mit dem Oszi habe ich selbstverständlich geprüft, ob die Ausgangsspannung tatsächlich HF-frei ist.

Vor den Dioden befindet sich ein RC-Glied aus einem 100-Ohm-Widerstand und einem 470-pF-Kondensator. Es dämpft die Eigenresonanz der Sekundärspule im Kurzwellenbereich, die sonst durch die schnell schaltenden Dioden zu intensiven Schwingungen angeregt würde.

Der Fahrstrom-Gleichrichter mit Ladekondensator und den beiden Schottky-Dioden mit Kühlklammern.

Die Ringkern-Siebdrossel filtert die überlagerte HF aus der Fahrspannung heraus.

Ausgangsspannung am Gleichrichter als Funktion des angeschlossenen Lastwiderstandes für verschiedene Ladekondensatoren: 18, 50, 100, 220 nF, gemessen bei 240 V Anodenspannung am Oszillator.

Hans Martin Sauer 2016