Twee elco's antiparallel schakelen

Ik had ergens gezien dat iemand van twee elco's + twee dioden een bipolaire elco maakte.

Elke elco kreeg z'n eigen diode (in serie), en daarna werden de twee "elco + diode" parallel gezet, waarbij er eentje was omgedraaid.

En in een oud boekje over luidsprekerfilters maken stond dat ze parallel moesten, en dan eentje omgekeerd. Maar dan heb je maar de halve capaciteit.

[Bericht gewijzigd door Vuurkat op woensdag 5 maart 2008 09:45:21 (25%)]

Nee, dat kunnen ze niet. Na een tijdje is de lekstroom zo groot dat hij heet wordt en misschien wel ploft.

Ik heb al even zitten schetsen met diodes enzo, maar kom er niet meteen uit.

Er werden wel eens elko's in serie gezet. Dan lekt de "verkeerde" ook wel, maar laat de "goede" niet zoveel door dat er iets kapot gaat.
Verder zag je dan wel dat er diodes over de elko's heen stonden, dus over idere elko één. De kathode aan de plus van de elko. Zo werd dan de verkeerde elko steeds beschermd doordat de diode de spanning beperkt tot 0,6V.

/e: @Vuurkat, wat jij beschrijft kan niet. Zo'n elko met seriediode kan dan wel opladen, maar zijn lading niet meer afgeven.

[Bericht gewijzigd door Frederick E. Terman op woensdag 5 maart 2008 09:48:37 (11%)]

in "anti-serie" heb ik al gezien dat ze geplaatst worden. anti-parallel niet.

dus= + -||- - - -||- +

En 'echte' bipolaire elco's bestaan niet voor de hoge capaciteiten nietwaar? Waarschijnlijk om dezelfde reden die Frederick beschrijft.

"Echte" bipolaire elko's waren eigenlijk ook gewoon opgebouwd als twee normale, tegen elkaar in in serie.
Zonder diodes gaat het in "zuivere" wisselspanningstoepassingen wel goed hoor, ieder van de twee elko's wordt evenveel geformeerd als weer afgebroken.

Maar voor het treintje kunnen er beter diodes over de afzonderlijke, in serie geschakelde, losse elko's.
/e: zo dus (voor alle zekerheid)

/e2: Arrggghhh!! Dit werkt ook niet (ondanks dat je het op TIG plaatsen tegenkomt).
Stel de spanning is positief op 1. D2 geleidt, en C1 wordt netjes opgeladen. Nu wil je ontladen: onmiddellijk gaat D2 sperren, en de ontlaadstroom zal door C2 moeten.

Dit schema is dus ook niet goed. Je kunt dan beter gewoon de diodes weglaten, zoals het oorspronkelijk ook was. De verkeerde elko gaat dan lekken, maar dat komt weer goed als de spanning omdraait.

_{/e3: Woopsie, denkfoutje. Het schema werkt wel! Inderdaad gaat die stroom dan door C2, maar dat gaat helemaal goed komen, lees topic door voor de gruwelijke ontknoping!}

He, iets heel anders: Als je vrij plotseling de spanning omdraait, zal er een enorme stroomstoot nodig zijn om de "gezamenlijke condensatoren" te ontladen en andersom weer te laden. Mag dat wel?

Ik ben geen electronicus, maar ik heb het gevoel dat er twee torren in het schema moeten worden opgenomen om de ontlaadstroom te geleiden. Ik denk er even over na

Goed idee!
Wat zou kunnen: de ingangsspanning a) gelijkrichten en in een enkele elko stoppen, voor motorvoeding, via b) een polariteitsomschakelaar waarvan de stand bepaald wordt door de ingangspolariteit.
Zodoende werkt de elko normaal, en kun je toch de rijrichting schakelen.

Briljant. Dat gaan we proberen. Ik ga vanavond wat experimenteren en ik post het resultaat hier nog even.

Alvast bedankt voor het meedenken!

Paul

Misschien moet je het motortje paralel aan de ELCO zetten, en die m.b.v. diode's laden, anders gaat je locomotief namelijk de hele baan voeden...

Volgens mij moet het ook met een relais kunnen, neem er eentje met twee wisselcontacten en een diode in serie met spoel. Met de wisselcontacten kun je dan de elco aansluiten op de juiste rail.

Groeten
Antoine

Maar het moet ook werken als de spanning op de baan omkeert.
Hm,... als je de ruimte hebt, zou ik toch twee elko's nemen, ieder met een eigen diode. Dan heb je die grote stroompieken niet.
Rijrichting wisselen gaat dan elektronisch, dat moeten we nog even uitvinden. Iets met een NPN en een PNP tor, via een weerstandje op de ingang aangesloten ofzo.

Valt gans dat probleem niet eleganter op te lossen door de snelheidsregeling middens PWM te laten gebeuren? Dan speelt de overgangsweerstand tussen rails en wielen (sleepcontacten, weetikveel) slechts een marginale rol.

Een goed idee waar alleen twee nadelen aan vast kleven:

1) Faulhabermotoren (en andere ijzerkernloze klokankermotoren) reageren niet altijd even goed op pwm.

2) de locomotief moet - eventueel - ook op een grote clubbaan kunnen rijden die volgens mij met pure gelijkstroom wordt gevoed.

derde nadeel: ik zie dit als een theoretisch grappige excercitie. Het uitvogelen is (zoals zo vaak) leuker dan het praktisch nut.

Je kunt natuurlijk twee elco's in serie zetten en dan met bijv. een negatieve hulpspanning en een weerstand in het midden van de in serie geschakelde elco's zetten. Mits de elco's de minkanten aan elkaar geschakeld hebben en er ergens een negatieve spanning is of gemaakt kan worden.

Gaaf, een voorgespannen elko.
Als je het goed doet, hoeft die polarisatiespanning alleen de lek van de elkos aan te vullen.

Ik heb al wat bedacht over die transistorschakeling, maar misschien tekent iemand iets nog veel mooiers met mosfets. Anders zal ik mijn plaatje ook wel uploaden.

@rbeckers: mag die negatieve hulpspanning variabel zijn? Moet met een 7905 of zo geen probleem zijn.

@Frederick: laat maar zien. Ik heb ook al iets bedacht, met 2 pnp en twee npn transistoren om om te polen met behulp van de oorspronkelijke polariteit van de rails. Ook hier is de variabele spanning van 0 - 12 v een handicap om direkt een transistor aan te sturen. Maar daar kom ik wel uit

Zolang die negatieve hulpspanning maar het (bijna) negatiefste punt in de schakeling is en de benodigde kleine stroom kan leveren, hoeft die niet gestabiliseerd te zijn.
De werkspanning van de elco's moet wel voldoende hoog zijn.

relaistje met dubbelpolig wisselcontact:
-diode in serie met spoel zodat de relais maar in 1 rijrichting bekrachtigd wordt.
-elco via een kruisschakeling (met de 2 wisselcontacten van de relais) over de motor zetten.

Probleem: bij lage snelheden krijgt de motor een lage spanning. Idem voor het relais, waarbij ook nog eens een diode in serie met de spoel staat...

Op 5 maart 2008 10:11:41 schreef Frederick E. Terman:
zo dus (voor alle zekerheid)
[afbeelding]

/e2: Arrggghhh!! Dit werkt ook niet (ondanks dat je het op TIG plaatsen tegenkomt).
Stel de spanning is positief op 1. D2 geleidt, en C1 wordt netjes opgeladen. Nu wil je ontladen: onmiddellijk gaat D2 sperren, en de ontlaadstroom zal door C2 moeten.

Ik zie het probleem nietm die diodes gaan pas in geleiding als de c echt helemaal ontladen is, ja zelfs al negatief aan het gaan is ...

Ha, met al mijn grootspraak viel dat nog niet eens mee. Want de elektronica die de richting moet omdraaien, valt natuurlijk óók uit als de voedingsspanning wegvalt.
Daarvoor moest er dus weer een eigen vertraging in, dat is de kleine condensator.
De beide bipolaire torren kunnen vast vervangen worden door FETs, maar daar hebben anderen meer verstand van.

Dit is de ingang, nul-vooruit-nul-achteruit-nul, met gaten erin.

Dit is de uitgangsspanning naar de motor (hier op 20 50 ohm gesteld). Bij het wegvallen van de voeding zie je, door het nu ontladen van de bufferelko, de gaten weer terug, maar nu in sterk verkleinde vorm.

Je ziet ook dat de omschakelaar een drempelspanning nodig heeft om aan te gaan.
Persoonlijk zou ik gewoon twee elko's (zonder diodes) in serie zetten, en op de geschiedenis vertrouwen. :)

Op 5 maart 2008 21:05:33 schreef Sine:
[...]

Ik zie het probleem nietm die diodes gaan pas in geleiding als de c echt helemaal ontladen is, ja zelfs al negatief aan het gaan is ...

Een klassieke fout, kennelijk; want het is een heel bekend schema.
Zodra je stroom uit de bovenste elko wilt halen, gaat de onderste diode sperren. De onderste elko was immers niet (verkeerdom!) geladen, doordat diezelfde diode dat voorkwam?
De clou is: de ontlaadstroom die de caps moeten leveren stroomt nu van onder naar boven door die caps, dus kan niet door D2. En D1 spert uiteraard al door de richting van de spanning op C1.

/e: plaatje gemaakt. Schema zoals boven al getoond.

Je ziet hier steeds de ingangsspanning (rood) onderbroken worden. Door de belasting moeten de C's toch lading leveren. De diode over de onderste cap spert. Zodoende zakt zijn spanning (blauw) (die eerst nog +0.7V was) door de nul heen; zijn spanning moet immers evenveel zakken als die van de bovenste condensator (groen), ze zijn nl. even groot, en de stroom erdoorheen ook.

Iedereen bedankt, ik ga vanavond een en ander uittesten!

Groet, Paul

Ho even, ik vergaloppeer me! Ik heb een juweel van een denkfout gemaakt. De schakeling met twee elko's in serie, ieder met een paralleldiode, werkt wel.

Vooropgesteld blijft wel dat de gebruikelijke uitleg (die is niet in de discussie geweest) niet klopt (de "klassieke" fout).

Sine's opmerking echter slaat de spijker op de kop!

Het malle is dat mijn plaatje, waarmee ik dacht aan te tonen dat het misgaat, nu juist de correcte werking aantoont - maar ik had de spanning verkeerdom afgelezen.
(Die onderste elko staat immers andersom!)

Al met al blijkt de werking neer te komen op het voorstel van Pros. Alleen wekken hier uteindelijk de condensatoren, samen met hun dioden, zèlf de benodigde polarisatiespanning op.

Uiteraard kwam dat inzicht pas een tijdje nà plaatsing van mijn post.

Het kan dus wel met die schakeling, en ik heb weer wat geleerd.

Even geholodecked om Fet's nieuwe inzicht te illustreren:

http://www.uploadarchief.net/files/download/fetteelco.jpg

De spanning wordt al het ware opgetild naar 0 volt, nou niet helemaal er is nog zo iets als een drempelspanning.

Het massa teken in "het midden" is puur om duidelijk te kunnen "meten".