Sei es, daß die vorhandene Leistung nicht mehr genügt, sei es, daß erstmals ein Booster benötigt wird, stellt sich für jeden Bastler die Frage: Kaufen oder Selbstbau?
Beim Booster gibt es für den Bastler nur eine Antwort: Natürlich der Selbstbau. Denn die mir bekannten käuflichen Booster weisen - neben nicht unerheblichen Preisen - den großen Nachteil auf, daß die Ausgangsspannung nicht stabilisiert ist. So schwankt die Ausgangsspannung der Märklin-Booster einschließlich Control-Unit und damit die Spannung des am Gleis anliegenden Digitalsignals je nach Belastung munter zwischen ca. +/- 23V und ca. +/- 15V. Es ist offensichtlich, daß dies höchst unerwünschte Veränderungen der Geschwindigkeiten zur Folge hat - auch bei geregelten Dekodern. Außerdem flackert die Beleuchtung hierbei sehr störend. Ein weiteres Grund für diese extremen Spannungsunterschiede ist, daß die Märklin-Trafos nur fixe 16V Wechselspannung abgeben und recht "weich" sind, also die Spannung bei Belastung deutlich "in die Knie" geht. Daraus lassen sich natürlich nicht ohne weiteres stabilisierte +/- 18V zaubern. Will man diese zur Geringhaltung der Kosten verwenden, so muß man etwa tricksen.
Beim Selbstbau sollte man aber nicht in eine Gigantomanie verfallen. 5 A Ausgangsstrom sind in jedem Falle genug - vielleicht sogar zuviel -, denn bei höherer Leistungsfähigkeit können Kurzschlüsse zu "Anschweißungen" und Beschädigungen von Schienen und Radkränzen führen. Ich habe derartige Erfahrungen mit dem EDITS-Boster machen müssen, der bis zu 10 A fließen läßt.
Ferner muß ich zu der hier vorgestellten Schaltung anmerken, daß ich sie zwar für das
Märklin-System, originär jedoch nicht für die Control-Unit bzw. für die IntelliBox
entwickelt habe. Ich wollte vielmehr für meinen
Software-Controller LOK einen kleinen Booster bauen, der - ohne Control-Unit oder Interface bzw. IB -
direkt von der seriellen Schnittstelle des PC angesteuert wird - quasi Digital zum fast-Nulltarif.
Daher ist für die Ansteuerung durch die Märklin-CU oder auch durch die IB ein kleines "Interface"
erforderlich, was die Schaltung etwas vergrößert.
Außerdem wollte ich die zahlreichen Märklin-üblichen 32VA- Trafos nutzen, die - sicherlich
nicht nur bei mir - aus den gekauften Einsteiger-Packungen noch zahlreich herumstehen. Wenn man
diese Trafos nutzbar machen will, muß man elektronisch etwas trickreich vorgehen. Dies schließt
einen kleinen Umbau des Trafos ein, um diesem die darin ja zwangsläufig
vorhandenen 24V Wechselspannung entnehmen zu können. Natürlich kann man auch einen anderen "stabileren" Trafo mit 18 ... 22V verwenden. Die Märklin-Trafos haben aber den Vorteil des integrierten
Überlastungsschutzes und die "Nachgiebigkeit" der Spannung wird durch die abgreifbaren 24V
wieder ausgeglichen.
Mit diesem Umbau liegt die abgegebene Leistung des Boosters schon mit nur einem Trafo knapp
unterhalb der des Märklin- Boosters - allerdings bei konstanter Ausgangsspannung. Sie verdoppelt
sich bei Paralleschaltung zweier Trafos.
Das Bild zeigt den Schaltplan des Boosters. Das Prinzip ist einfach: IC3 ist ein schneller und für
mehr als die üblichen +/- 18V Versorgungsspannung geeigneter Operationsverstärker, der
entsprechend des Digitalsignals zwischen der positiven und negativen Versorgungsspannung schaltet. Diese
ist stabilisiert, wobei aufgrund des Verhaltens von IC3 die negative Spannung etwas größer sein
muß. Es gibt wenig Alternativen zu dem verwendeten Operationsverstärker, weil wir hier mit
mehr als den üblicherweise zulässigen +/- 18V arbeiten müssen, um nach den
Spannungsverlusten der Endstufe noch +/-18 V zu erhalten; das IC wird mit+20/-21 V versorgt.
Der Ausgang von IC3 steuert über einen Widerstand, der zur Kurzschlußstrombegrenzung
erforderlich ist, die als Emitterfolger geschaltete Endstufe aus T3 und T4. Der Emitterfolger hat
die Eigenschaft, die zwischen Basis und Emitter anliegenden Spannung um den Betrag der über
die Basis-/Emitterdiode abfallende Spannung (Uce - bei den verwendeten Darlington-Typen ca.
1,4V) vermindert am Ausgang mit der vollen Leistung der am Kollektor angeschlossenen
Spannungsquelle zur Verfügung zu stellen. Die Differenz zwischen dieser Spannung und der
Versorgungsspannung des Boosters - also der an dem Kollektor anliegenden Spannung des
Netzteils - fällt über der Kollektor-Emitter-Strecke ab und wird als Verlustleistung über den
Transistor verbraten. Wenn an der Basis also eine stabilisierte Spannung anliegt, erscheint auch am
Emitter eine um Uce verminderte und weitgehend stabile Spannung. Damit haben wir
Stabilisierung und Verstärkung des Digitalsignals in einem Aufwasch erledigt.
Allerdings müssen wir bedenken, daß im Falle eines der häufigen Kurzschlüsse für einen Moment dank der Ladeelkos des Netzteils ein sehr hoher Strom fließt - der zumeist die Endstufe in die ewigen Digitalgründe entführt. Daher habe ich mit T5 und T6 und deren Peripherie die unabdingbare Kurzschlußsicherung vorgesehen: Erreicht der Laststrom durch R14 und R15 0,6V, fangen T2 und T5 an zu leiten und entziehen so T3 und T4 die Spannung. Bei 0,18 Ohm für R14/R15 ist dies bei ca 3,4A der Fall - was auch bei nur einem 32VA-Trafo, der in dieser Beschaltung auf Dauer nur ca. 1,7A liefern kann, durchaus genügt, denn dadurch ist gewährleistet, daß ein etwa erforderlicher kurzzeitiger hoher Strombedarf noch befriedigt werden kann. Setzt man zwei Trafos ein, so könnte man R14/R15 auf 0,15 Ohm oder weniger verringern. Allerdings können T3 und T4 dann erhebliche Probleme - auch bei Dauerlast - bekommen und zerstört werden. In diesem Fall empfiehlt sich, sie vorsorglich durch die leistungsfähigeren BDV64A/BDV65A zu ersetzen; die Platine ist hierfür vorbereitet.
Bekanntlich sorgt die Control-Unit über das Power-Signal dafür, daß der Booster "ausschaltet" -
d.h. der Ausgang wird freigeschaltet und an der Schienen liegt keine Spannung an. Ein
"ordentlicher" Booster muß diese Funktion natürlich auch aufweisen; hier erledigen dies die
Bauteile zwischen JP2 und IC3. Sie sorgen dafür, daß beim Fehlen des Power-Signals keine
Spannung an der Schiene anliegt. Natürlich könnte man dies auch durch ein Relais lösen; dies
ist aber zum einen wenig elegant und verhindert zum anderen, daß das SelecTRIX- Digital-Signal
verstärkt werden kann: Dieses weist nämlich die Besonderheit auf, daß es nicht nur zwischen
Plus und Minus schaltet sondern auch kurze Zeiten mit Masse-Pegel hat. Ein Relais kann natürlich nicht
für diese wenigen Mikrosekunden ausschalten; dies geht nur rein elektronisch. Was kümmert mich
Märklinist SelecTRIX, werden manche sagen. Zum einen ist der Booster aber vielleicht auch für
SelecRIXler interessant, zum anderen wird es bald die IntelliBox als starke Konkurrenz zu den
Märklin-Geräten geben, die für vergleichsweise wenig Geld nicht nur das Märklin-
Datenformat sondern neben dem DCC-Datenformat zumindest auch das SelecTRIX-Datenformat erzeugen
kann.
Das Power-Signal ist aktiv high, d.h. bei Plus an D12 arbeitet der Booster und bei Minus (!)
schweigt er. Dementsprechend muß auch das Datensignal an R2 zwischen Plus und Minus (!)
wechseln - denn bis zu diesem Steckerbinder JP3 ist der Booster ja zum Anschluß an die serielle
Schnittstelle eines PC konzipiert, die bekanntlich mit symmetrischen Spannungen arbeitet.
D11, D16 und R1 erzeugen das Short-Signal, das dem Controller - dem PC mit LOK oder über
das Interface der Märklin Control-Unit - anzeigt, daß ein Kurzschluß vorliegt. Ohne
Kurzschluß liegt an D16/R1 Minus (!) an, bei einem Kurzschluß ändert sich dies zu Plus.
Wer die Pegel der Märklin-Control-Unit im Kopf hat, wird einwenden, daß diese wie die 5V-
Digitalelektronik nur Pegel von Masse und 5V kennt. Dies ist korrekt; aber wie gesagt hatte ich
den Booster ja für den direkten Anschluß an die serielle Schnittstelle des PC entwickelt - und zu
diesem Zweck sind die Plus/Minus-Pegel optimal. Daher habe ich ein einfaches Interface durch
R9, R10, R12, R13, R16, C9, D13, D17, D22 und D23 realisiert.
Will man den Booster nur am PC betreiben, so schließt man diesen an am Stecker JP3 an - und
kann die genannten Bauteile sowie JP1 und JP2 weglassen. Andernfalls bestückt man die Platine
voll und verbindet die gegenüberliegenden Pins von JP2 und JP3 bzw. - wenn man nie einen PC
anschließen will - ersetzt diese durch entsprechende Drahtbrücken und schließt die Control-Unit
an
JP1 an. Die Kontaktbelegung ergibt sich aus dem Schaltplan.
U.u. kann man R10 auch durch einen Widerstand 1k8 oder eine Z-Diode 2V7 (D24) mit der
Kathode an JP1 ersetzen. Dies hängt von der Ausgangsspannung der Control-Unit ab. Wenn sie
deutlich weniger als 4,5V beträgt kann es mit 2k2 als R10 Probleme geben.
Sowohl in diesem Fall - Probleme mit den Ausgangsspannungen der Märklin-Control-Unit - als auch grundsätzlich kann man aber auf das Interface teilweise verzichten, wenn man das Data- Signal nicht dem Steckanschluß der Control-Unit oder der IntteliBox entnimmt sondern dem roten Ausgangskabel, das an den Mittelleiter angeschlossen wird. Die CUs liefern ja wie der serielle Ausgang eines PC eine symmetrische Spannung. In diesem Fall wäre auch das Power-Interface nicht mehr unbedingt erforderlich, denn wenn die Controller abschalten erscheinen Null Volt am Ausgang - die über den Operationsverstärker entsprechend weitergegeben werden. Beschränkt man sich jedoch darauf, das Data-Signal vom Leistungs-Ausgang (rotes Kabel) abzugreifen, so bestückt man R9 nicht und setzt als R10 100k ein.
Wenn man ganz auf die Ausschaltung per Power-Signal verzichten und den Booster nur von dem
Leistungs-Ausgang der Control-Unit oder der IB steuern möchte, so bestückt man R2, R5, R6, R8,
R9, R10, R13, D12, D23 und T1 nicht, lötet Drahtbrücken zwischen die Drain- und Source-
Anschlüsse von T1 sowie anstelle R10 und lötet 100k für R2 sowie 15k für R5 ein.
Leider ist der Booster-Anschluß bei der alten 6020/6022- Control-Unit schaltungstechnisch nicht
identisch zu dem der neuen 6021-Control-Unit. Daher müssen für D23 und R13 jeweils andere
Werte verwendet werden, und zwar 15V und 47k bei der 6020/6022 und 5V6 und 15k bei der
6021.
Will man den Booster vom parallelen Ausgang eines PC aus ansteuern (etwa beim Einsatz meiner
Software LOK über den Parallelport) erfolgt der Anschluß wie bei Benutzung der Control-Unit
oder der IB. Je nach PC kann es aber erforderlich sein, von Pin4/JP1 einen Widerstand von 22k
gegen Masse zu schalten; R2 sollte auf 10k verringert werden, damit die Ausgangsspannung
maximal ist und unnötige Verluste in der Endstufe vermieden werden.
Zum Schluß kommen wir zum Netzteil. Da die Trafos nur eine einfache Spannung bereitstellen, müssen wir die symmetrische Spannung durch Halbwellengleichrichtung gewinnen. Dies hat natürlich Nachteile zur Folge; zum einen bricht die Spannung unter Last ziemlich zusammen und wird wellig und zum anderen reduziert sich der Maximalstrom, den der Trafo bis zum Abschalten liefern kann, von 2,5A auf 1,7A je Spannung. Wie oben bereits erwähnt muß dem Trafo außerdem die 24V-Spannung entlockt werden; hierzu komme ich weiter unten. Aber dies allein genügt nicht, um eine weitgehend stabile Spannung zu gewährleisten.
Der Trafo ist nämlich recht "weich", d.h. bei Belastung geht seine Spannung deutlich in die Knie. Dies ist wohl aus Sicherheitsgründen absichtlich gemacht worden. Sogar die 24V eff. Wechselspannung reduzieren sich bei Vollast auf etwa 18V eff. Würde man die Spannungsregler IC1 und IC2 aus der normalen Spannung, die die Endstufe versorgt, betreiben, so würde schon deutlich vor Vollast die Spannung zu niedrig und dadurch sowohl die Versorgungsspannung von IC reduziert werden als auch wie oben erläutert die Spannung des Digital- Signals.
Man könnte natürlich die Eingangsspannung für die Spannungsregler mittels einer Villard- Schaltung verdoppeln. Abgesehen von dem größeren Aufwand würde dies zu dem Problem führen, daß dadurch die Eingangsspannung für die Spannungsregler unzulässig groß werden würde. Ich habe mich daher für den einfacheren und praktisch ebenso brauchbaren Weg entschieden, die Eingangsspannung der Spannungsregler von der Last-Spannung abzukoppeln. Bricht diese infolge hoher Last am Elko auf recht wellige 20V ein, so berührt dies die Versorgungsspannung der Spannungsregler nicht. Daher wirkt sich dies nur sehr gering auf die Ausgangsspannung des Boosters aus, denn das Signal an den Basisanschlüssen von T3/T4 ist dann unverändert ca. +/-19V, so daß am Kollektor noch etwas mehr als 18V Minimalspannung ausreichen, um für eine stabile Ausgangsspannung zu sorgen. Dies wird auch unter Vollast weitestgehend erreicht.
D9 und 10 sorgen dafür, daß sich beim Ausschalten des Boosters die dicken Ladeelkos zügig entladen. Diese kann man bei Benutzung von zwei Trafos auch entsprechend vergrößern; mehr als 10.000 uF bzw. 4.700 uF sind aber nicht erforderlich. Die Beschaltung um die Leuchtdioden D20/D21 dienen der Betriebsanzeige - zum einen, damit man nicht vergißt, den Booster auszuschalten, zum anderem um bei Störungen die Spannungen überprüfen zu können.
Die doppelte Auslegung des Gleichrichters ermöglicht einen gefahrlosen parallelen Anschluß von zwei Trafos. Bekanntlich hätte das einfache Parallelschalten der Sekundärwicklung der Trafos zur Folge, daß beim - versehentlichen - Herausziehen eines der Steckers aus der Steckdose an diesem plötzlich 230V anliegend würden. Zwar vermeidet die vorliegende Schaltung dies; dennoch sollte man zur Sicherheit die Stecker entfernen und die Kabel beider Trafos in einem Stecker zusammenschrauben/löten. Auf die phasenrichtige Polung der Trafos ist unbedingt zu achten. Dies erkennt man daran, daß bei Verbindung der braunen Anschlüsse und dem momentanen Verbinden der gelben Anschlüsse durch kurzes Antippen kein Kurzschluß auftritt. Man kann auch stattdessen die neu herausgeführten 24V-Anschlüsse mit einer handelsüblichen 230V- Glühbirne verbinden: Sind die Trafos phasengleich angeschlossen, rührt sich nichts. Andernfalls glimmt die Glühbirne leicht.
C1,C2 = Elko 100u/35-40V
C3 = 2200u/35-40V (4700u optional)
C4 = 4700u/35-40V (10.000u optional)
C5,C6 = Elko 1u/25V
C7 = 10...47p
C8 = 100...220p
C9 = 47u/25V
D1-D4 = 1N4004 (D2,D3 optional)
D5-D8 = 1N5400 (D5,D7 optional)
D9-D13,D18,D19,D22 = 1N4148
D14,D16 = ZPD15 (Z-Diode 15V)
D23 = ZPD15 (Z-Diode 15V) bei 6020/6022,
ZPD5V6 (Z-Diode 5,6V) bei 6021
D15 = ZPD16 (Z-Diode 16V)
D17 = ZPD4V7 (Z-Diode 4,7V)
D20,D21 = LED 5mm
D24 = ZPD2V7 (Z-Diode 2,7V, optional)
R1,R12 = 10k
R2,R8,R9 = 22k
R3,R5,R6 100k
R4 = 3k9
R7 = 680R
R10 = 2k2
R13 = 47k bei 6020/6022
15k bei 6021/IB
R14,R15 = 0R18/3W (0R15/5W, optional)
R16 = 1k
R17,R19 = 470k
R18,R11 = 4k7/0.5W
T1 = BF245
T2,T6 = BC547
T3 = TIP120 (BDV65A, optional)
T4 = TIP125 (BDV64A, optional)
T5,T7 = BC557
IC1 = 78L05
IC2 = 79L05
IC3 = NE5534N
JP1-JP3 = 4fach Postenfeld 2,54mm
1 x 4fach Steckschuh 2,54mm
4 x Kurzschlußstecker 2,54mm
4 ... 6 x Lötnägel mit Steckschuhen
1 x Kühlschiene 97 x 50 mm z.B.
1 x Conrad Elektronik Bestellnummer 188620
2 x Glimmerscheiben TO220, Wärmeleitpaste
2 x Einbaubuchsen Banane 2,6mm
1 x Einbaustecker SUB-D 9polig (male)
1 x 5-polige Steckbuchse für Control-Unit Panduit CE100Fxx-05 o.ä.
Bei den Leistungstransistoren T3/T4 kann man auch ähnliche Typen einsetzen; also statt den TIP120/125 etwa BD899/900, statt BDV65/64 etwa TIP142/147. Allgemein sollen die Transistoren bei Anschluß eines 32VA-Trafos und R14/15 von 0R18 wenigstens 4A und bei entsprechender Kühlung 65W Verlustleistung ertragen können; bei 2 32VA-Trafos und 0R15 (oder gar 0R12) für R14/15 sind es 6A und 80W bzw. 100W. Hier sollte man nicht an der falschen Stelle sparen, denn mit ordenlich dimensionierter Endstufe ist der Booster allen Belastungen gewachsen.
Bei günstigem Einkauf dürften die Bauteile zwischen EUR 20,- und EUR 30,- kosten.
Will man den Booster mit 2 Trafos bzw. einem stärkeren Trafao verwenden, ist es sicher keine
schlechte Idee, auf die Leiterbahnen zu den Gleichrichterdioden 5400 und denen über die
Leistungstransistoren bis zum Ausgang sowie die Masseleitung bis zum Ausgang abisolierten Schaltdraht - oder auch die abgeknipsten Bauteileanschlüsse - zu löten.
Sinnvollerweise beginnt man dann mit den Widerständen 1/4-Watt und kleinen Dioden. Will man
anstelle von JP1 und JP2 oder - wie oben besprochen - auch für andere Bauteile Drahtbrücken
einsetzen, sind diese als erstes einzulöten. Dann folgen IC3, die größeren Dioden, die restlichen
Widerstände und C7/C8. Hieran schließen sich die anderen Halbleiter mit Ausnahme der
Leistungstransistoren T3/T4 und die Elkos an. Zum Schluß werden die Steckerleisten bzw.
Lötstifte sowie T3/T4 eingelötet. Nach dem obligaten Test, ob alle Teile an der richtigen Stelle
sitzen, insbesondere die Dioden und Elkos richtig gepolt sind (der Strich der Diode ist die
Kathode) und alle Anschlüsse an allen Pads auf Vorder- und Unterseite verlötet sind, sollte man
vor dem Einbau zum Test schreiten.
Der Booster müßte zwar auf Anhieb funktionieren. Dennoch sollte man ihn zur Sicherheit erst mal
isoliert ausprobieren und - wenn man nicht über ein Oszilloskop verfügt - durch manuelles
Anlegen der erforderlichen Spannungen an den Eingängen (Power nicht vergessen) das korrekte
Funktionieren durch Spannungsmessungen am Ausgang überprüfen. Hierzu legt man an den Eingang z.B. über einen nicht allzu hochohmigen Spannungsteiler die je nach Anschluß erforderlichen Spannungen und kontrolliert, ob bei angelegtem Power-Signal der Ausgang auf +18V bzw. -18V schaltet oder bei Masse am Power-Eingang der Ausgang 0 V aufweist.
Der Anschluß
des Boosters an die Control-Unit bzw. die IB erfolgt auf deren Seite über die dafür
vorgesehen Steckbuchse und auf Seiten des Booster sinnvollerweise mit einem
handelsüblichen SUB-D-Steckverbinder analog der seriellen Schnittstelle von PC.
Die Pinbelegung des Steckers der Control-Unit ist (bei Draufsicht von hinten, links
beginnend):
Pin 1 - Kurzschluß
Pin 2 - Masse
Pin 3 - offen
Pin 4 - Power
Pin 5 - Data
Die Anschlußbelegung der IB ist dementsprechend.
Der SUB-D-Stecker sollte wie folgt beschaltet werden:
Pin 1 - Kurzschluß
Pin 2 - Data
Pin 5 - Masse
Pin 8 - Power
Das zur Schiene führende Kabel wird über zwei Einbaubuchsen für die Märklin- Bananenstecker (Miniatur-Bananenstecker 2,6mm) angeschlossen. Das Kabel der Spannungsversorgung zum Trafo ist nur durch eine Bohrung geführt und innen durch eine Zugentlastung gesichert. Das nebenstehende Bild zeig zeigt die Rückseite eines bereits an einen umgebauten 32VA-Trafo angeschlossen Prototyps.
Betracht man sich die Seitenwände, so stellt man auf jeder Seite zwei kleine Plastik-Stopfen
fest. Natürlich könnte man diese mit brute force einfach herausbohren - steht dann aber vor
dem Problem, den Gehäuse wieder - und nicht nur - kindersicher zu verschließen. Eleganter
ist, in diese mit einer schnell drehenden Bohrmaschine Löcher von 1,5mm oder etwas mehr
zu bohren. Wenn man Glück hat, dann frißt sich der Bohrer fest, dreht den Stopfen mit, so
daß man ihn so während der Rotation relativ leicht herausziehen kann. Andernfalls nimmt
man eine passende Holz- oder Blechtreibschraube oder eine Schraube M2 und dreht sie mit
Nachdruck in die Bohrung. Sitzt sie gut fest, so kann man mit Gefühl und Kraft den Stopfen
herausziehen. Danach schneidet man sinnvollerweise eine Gewinde M2 oder M2,5 in den
Stopfen, um das Gehäuse später durch einfaches Eindrehen einer passenden Schrauben
einfacher öffnen zu können.
Allerdings zeigen die Stopfen neuer Trafos wenig Neigung, sich
auf diese Weise entfernen zu lassen. In diesem Fall hat man keine Wahl, als die Stopfen
herauszubohren. Man sollte dabei aber darauf achten, nicht zu tief zu bohren und nur den Teil
des Stopfens zu entfernen, der den oberen Teil des Gehäuses auf dem unteren hält. Dann kann
man später mit passenden Schrauben das Gehäuse wieder sehr gut verschließen.
Nach solcherarter
Entfernung der vier Stopfen kann man den Gehäusedeckel einfach
abnehmen, muß hierbei aber auf das Kabel zu dem Schleifer des Drehknopfes achten.
Man sieht sofort, daß links auf dem Trafo der 24V-Anschluß als Kontakt für den
Fahrtrichtungsumschalter herausgeführt ist; es ist der untere der beiden blanken
Kupferflächen. Man lötet einfach ein Kabel mit passendem Querschnitt an und führt dies zu
dem linken der beiden braunen Anschlüsse, den man zuvor mit einem Teppichmesser oder
einer Trennscheibe bzw. einem Fräser der Mini-Bohrmaschinen von dem Masse-Anschluß
isoliert hat. Das nebenstennde Bild zeigt den geöffneten Trafo nach vollendeter Operation;
der 24V-Lötanschluß erfolgt auf der Unterseite der Platine und ist auf dem Bild nicht sichtbar.
Beim Schließen des Gehäuses achtet man auf den korrekten Sitz der Kabel und daß man diese
nirgends einklemmt. Nach dem Eindrücken der wiederverwendbaren (und mit Gewinde versehenen Stopfen)
kann und sollte man den 24V-Anschluß farblich hervorheben.
Es liegt auf der Hand, daß Märklin diesen Umbau nicht befürwortet; danach sollten Sie sich auch nicht mehr mit einer Reklamation an Ihren Händler wenden, denn dieser wird behaupten, daß Sie welchen Schaden auch immer durch diesen Umbau hervorgerufen hätten - bei dem Preis des Trafos lohnt ein Streit nicht. Ich habe weit mehr als ein Dutzend dieser Trafos umgebaut und längere Zeit unter Vollast betrieben, ohne daß außer einer höheren Wärmeentwicklung etwas passiert wäre - was ja auch nicht überrascht, denn Märklin muß ja davon ausgehen, daß Kinder durch Linksanschlag des Reglers 24V an der roten Klemme erscheinen lassen und damit herumspielen (zumindest ich habe so etwas in meiner Kindheit gemacht).
Es hat sich gezeigt, daß insbesondere beim Anschluß von zwei Märklin-Trafos (oder kräftigen alternativen Trafos), also einem hohen maximalen Ausgangsstrom des Boosters, ein Kurzschluß nicht an die 6021 bzw. an die IB gemeldet wird, wenn dieser auf einem Gleisstück geschieht, das zu weit - je nach Gleisart 2 - 3 m - von der letzten Spannungseinspeisung entfernt ist; es fließt aufgrund des relativ hohen Gleiswiderstands in diesem Fall nicht genügend Strom, um den erforderlichen Spannungsabfall im Booster zu bewirken. Man sollte - nicht nur - daher darauf achten, etwa alle 100 cm erneut Spannung einzuspeisen und Kabel mit ordentlichem Querschnitt zu verwenden; der Spannungsabfall an den Übergangswiderständen der Gleise ist bei Vollast nicht zu verachten. Außerdem kann die Z- Diode D16 auf 20V vergrößert werden.
Ist die Ausgangsspannung zu niedrig oder zu hoch, so liegt dies typischweise an den Toleranzen der Z-Dioden D14 und D15. Am einfachsten korrgiert man dies durch andere Werte oder Kombinationen von Z-Dioden und Universaldioden vom Typ 1N4148. Hierbei werden die Z- Dioden in Sperrrichtung (wie aus dem Schaltplan ersichtlich), die 1N4148, die jeweils 0,5 ... 0,7V "bringen", in Durchlaßrichtung zu den Z-Dioden in Serie geschaltet.
Bekanntlich weist der Booster zwei Kurschlußsicherungen auf: Zum einen wird der
Ausgangsstrom bei einem Kurzschluß auf den Maximalwert begrenzt, wodurch aber sehr viel
Leistung in der Endstufe "verbraten" wird. Zum anderen wird ein erkannter Kurzschluß an die CU
gemeldet, so daß diese den Booster ausschalten kann.
Speist man die Gleisspannung aber nicht in Meterabständen ein, kann es bei besonders hohen
Übergangswiderständen der Gleise - z.B. bei den Metallgleisen von Märklin ohne
verlötete
Verbindung der Kontaktzungen zum Mittelleiter oder bei K-Flex-Gleis - vorkommen, daß ein
Kurzschluß nicht immer erkannt und zur CU gemeldet wird. Zwar greift die Kurzschlußsicherung
der Endstufe ein; es wird aber unnötig viel Leistung in der Endstufe "verbraten". In diesem Fall
kann man die Empfindlichkeit der Kurzschußdetektion erhöhen, indem der Werz von D16 auf bis
zu 15V verrimgert wird.
Diese Kurzschlußdetektion reagiert nicht sofort, damit die - z.B. beim Überfahren von Weichen - möglichen sehr kurzzeitigen Kurzschlüsse nicht zum Stillstand führen. Möchte man die Toleranzzeit bis zur Meldung von Kurzschlüssen vergrößern, so kann C9 einen Wert von bis zu 220u erhalten. Dementsprechend sorgt eine Verringerung dessen Werts zu einer Verkürzung der Toleranzzeit.
Bei manchen 6021 und auch IB muß der Wert von D17 aufgrund von Bauteiletoleranzen auf bis zu 8V2 erhöht werden. U.u. muß auch D23 vergrößert werden, wenn der Booster trotz Power-off-Signal der CU nicht ganz abschaltet.
Bei manchen IB und manchen Boostern muß man zwischen dem Short-Ausgang des Boosters (Pin 4 von JP1 bzw. Kathode von D22) und dem Data-Eingang des Boosters (Pin 3 von JP 1 bzw. dem oberen Anschluß von R10) einen Kondensator 10nF löten; andernfalls erkennt die IB die Kurzschluß-Rückmeldung nicht.
Steuert man den Booster direkt über den seriellen Ausgang eines Laptops an (bei Verwendung von z.B. LOK als Software-CU) an, so kann u.U. die Ausgangsspannung des Power-Ausgangs nicht genügen, um den FET T1 zu sperren. Ursache ist, daß die Spannungen an den seriellen Ausgängen von Laptops regelmäßig nur innerhalb des Bereichs von +/- 6V liegen. In diesem Fall sollte man für T1 ein anderes Exemplar verwenden - vorzugsweise die Version BF245B oder BF245A, denn die Serienstreuung bei den BF245C kann so groß sein, daß die maximal -6V eines Laptops nicht ausreichen.
Aus verschiedenen Gründen habe ich ein neues, kleineres Platinenlayout im Format 100x40mm entworfen, das es mit Ausnahme des Bestückungsplans bis auf weiteres aber nicht zum Download gibt. Hierbei müssen für alle Elkos stehende Typen eingesetzt werden (wobei man besonders kleine Ausführungen für C3/C4 auch liegend montieren kann), R14/R15 müsen stehend montiert werden; gleiches gilt für R11/R18, die nunmehr zwischen Minus bzw. Plus und D21/D20 liegen und stehend zwischen den Gleichrichter-Dioden D6 und D5 bzw. zwischen diesen und C4 eingelötet werden. Deren freie Anschlüsse führen über Kabel zu der Anode/Kathode von D20/D21. Die Kathoden-/Anodenanschlüsse von D20/21 sind wiederum über Kabelverbindungen mit den Kollektoranschlüssen von T6/T7 zu verbinden. Alle anderen Widerstände sollten 1/8W-Typen oder kleine 1/4W-Typen sein mit Ausnahme von R13, der als SMD-Version von Typ 0805 auf der Leiterbahnseite aufgelötet wird. Auch als D23 kann man eine auf der Leiterbahnseite anzulötende SMD-Version (SOD87) verwenden; eine bedrahtete Version ist aber nach passendem Kürzen der Anschlußdrähte auch verwendbar.
Wegen - alter und neuer - Platine und ggfs. Bauteile kann man aber auch beim Service anfragen.
Zum Abschluß noch der Hinweis, daß Aufbau und Betrieb des Boosters sowie Umbau und Betrieb des Trafos allein auf eigene Gefahr erfolgen.
