Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Zwei Dioden in Reihe verschaltet, was ist die Ursache?


von Diodenreihenschaltungsfragender (Gast)


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von Peter II (Gast)


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Diodenreihenschaltungsfragender schrieb:
> Warum schaltet man zwei Dioden in Reihe? Ich verstehe das einfach nicht.

damit man eine Spannung von 1,2V hat und die Lampe leuchtet.

von Marius S. (lupin) Benutzerseite


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Die Dioden werden vlt. als "Spannungsregler" für die Lampen missbraucht 
bzw. als Schutz vor Überspannung.

von Diodenreihenschaltungsfragender (Gast)


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ok, aber warum nehm ich dann zwei Dioden in Reihe und nicht einfach eine 
Zenerdiode, um Überspannung wegzumachen?

von Schaffner (Gast)


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Damit das jeweilige Relais schnell genug (nicht schleichend)anziehen 
kann.

von Diodenreihenschaltungsfragender (Gast)


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Oder ich könnte doch auch vor die Lampe einfach einen Vorwiderstand 
setzen - dann könnte ich damit auch die Stromspannung reduzieren?

von Magnus M. (magnetus) Benutzerseite


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Diodenreihenschaltungsfragender schrieb:
> dann könnte ich damit auch die Stromspannung reduzieren?
                                 ^^^^^^^^^^^^^

AAAAAUTSCH!

von Erklärer (Gast)


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Diodenreihenschaltungsfragender schrieb:
> Oder ich könnte doch auch vor die Lampe einfach einen Vorwiderstand
> setzen - dann könnte ich damit auch die Stromspannung reduzieren?

Und das Relais? Das braucht Kraft und Kraft kommmt von Magnetfeld und 
Magnetfeld kommt von Strom. Reduzieren ist da kontraproduktiv-

von Diodenreihenschaltungsfragender (Gast)


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Schaffner schrieb:
> Damit das jeweilige Relais schnell genug (nicht schleichend)anziehen
> kann.

Ach so - und wenn das Relais dann angezogen ist, dann wird die Spannung 
reduziert, damit die Lampe nicht kaputt geht?

von (prx) A. K. (prx)


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Diodenreihenschaltungsfragender schrieb:
> ok, aber warum nehm ich dann zwei Dioden in Reihe und nicht einfach eine
> Zenerdiode, um Überspannung wegzumachen?

Wenn du willst, das die Lämpchen unabhängig von der variablen 
Fahrspannung immer gleich hell leuchten sollen, dann hilft es wenig, von 
der variablen Spannung eine feste Spannung abzuziehen. Im Gegenteil.

Ausserdem sind die Lämpchen in Reihe zum Motor, und der soll sich drehen 
und nicht nur träge zugucken, wie die Lämpchen beim Umschalten 
durchbrennen.

: Bearbeitet durch User
von Diodenreihenschaltungsfragender (Gast)


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A. K. schrieb:
> Wenn du willst, das die Lämpchen unabhängig von der variablen
> Fahrspannung immer gleich hell leuchten sollen, dann hilft es wenig, von
> der variablen Spannung eine feste Spannung abzuziehen. Im Gegenteil.

mag sein, aber ich dachte, dafür sind die Zenerdioden gedacht, die ab 
einer gewissen Spannung ihren Widerstand verändern und dann der größere 
Teil der Spannung dort abfließen kann und nicht die Lampe schrottet.

von Diodenreihenschaltungsfragender (Gast)


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Könnte man nicht auch einfach die Lampe parallel zum Relais schalten mit 
Vorwiderstand?

von (prx) A. K. (prx)


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Dann hatte ich dich falsch verstanden. Denn wann hast du das letzte Mal 
eine Z-Diode mit grad mal ~1,5V gesehen? Also eine echte Zener-Diode, 
nicht eines jener Exemplare, die intern auch bloss aus 2 in Reihe 
geschalteten normalen Dioden bestehen. ;-)

von Elo (Gast)


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Den ganzen Schaltplan müßte man vllt. erst mal verstehen, dann kommt man 
auch auf die Funktion der 4 Dioden?
Die sich mir auch noch nicht so recht erschließt.
Wozu ist in Reihe zum Motor noch jeweils eine RelaisSpule, oder was sind 
die beiden 4eckigen Teile mit Schrägstrich drinnen davor?
Wie sollen die Lampen denn jemals leuchten können, so sie dazu da sind, 
wenn da zwei Dioden parallel dazu geschaltet sind? Lampen mit ca. 1 V 
habe ich noch nicht so recht gefunden. Also haben die eine ganz andere 
Funktion?
Modellbahn-Elo-Technik ist auch ein Steckenpferd für sich?

von Diodenreihenschaltungsfragender (Gast)


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also hab ich das jetzt so richtig verstanden - wenn ich zwei Dioden in 
Reihe schalte, dann kann ich damit eine große Spannung (16 Volt +x) auf 
1,2 Volt reduzieren, damit die Lampe nicht kaputt geht. Aber ich habe 
immer gedacht, dass man die Dioden dazu benutzt, dass der Strom nur in 
eine Richtung fließen kann und nicht andersrum. Es fällt mir deshalb 
etwas schwer, dass zu verstehen, dass man diesen 
Spannungsreduktionseffekt durch Reihenschaltung von diesen Dioden 
erreichen kann.

von mhh (Gast)


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Diodenreihenschaltungsfragender schrieb:
> mag sein, aber ich dachte, dafür sind die Zenerdioden gedacht,

Eine 1,4V Z-Diode würde intern genau so sein - zwei in Reihe liegende 
Dioden in Flussrichtung.

Diodenreihenschaltungsfragender schrieb:
> Könnte man nicht auch einfach die Lampe parallel zum Relais schalten mit
> Vorwiderstand?

Und wie soll da eine gleichmäßige Lichtstärke gewährleistet werden?

von (prx) A. K. (prx)


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Elo schrieb:
> Den ganzen Schaltplan müßte man vllt. erst mal verstehen, dann kommt man
> auch auf die Funktion der 4 Dioden?

Könnte helfen. ;-)

Es könnte auch helfen, etwas über die Technik der Märklin Bahnen zu 
verstehen. Ich weiss recht wenig davon, meine aber, mich erinnern zu 
können dass sie mit Wechselspannung arbeiten und eine etwas 
eigentümliche Richtungsumschaltung haben.

> Lampen mit ca. 1 V habe ich noch nicht so recht gefunden.

Glühlampen sind vom Arbeitsprinzip her in recht weitem Spannungsbereich 
herstellbar.

von Dennis S. (eltio)


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Diodenreihenschaltungsfragender schrieb:


> Es fällt mir deshalb
> etwas schwer, dass zu verstehen, dass man diesen
> Spannungsreduktionseffekt durch Reihenschaltung von diesen Dioden
> erreichen kann.

Si-Dioden brauchen in Durchflussrichtung eine Spannung von ca. 0,7 V 
damit sie leitend werden (sieh dir mal eine Kennlinie dazu an!).

Gruß
Dennis

von Axel R. (Gast)


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> Lampen mit ca. 1 V habe ich noch nicht so recht gefunden.

Der hier schon:
http://www.stummiforum.de/viewtopic.php?t=97197&p=1054262

>  für die Stirnbeleuchtung ( es sind dann 1,5V Lampen eingebaut auf isolierten
> Lampensockeln mit 2 Kabeln ) dadurch leuchten die Lampen mit konstanter
> Helligkeit .

von Diodenreihenschaltungsfragender (Gast)


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mhh schrieb:
> Und wie soll da eine gleichmäßige Lichtstärke gewährleistet werden?

ok, daran hab ich garnicht gedacht.

von (prx) A. K. (prx)


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mhh schrieb:
> Eine 1,4V Z-Diode würde intern genau so sein - zwei in Reihe liegende
> Dioden in Flussrichtung.

Ich bin mal Datasheets solcher Z-Dioden begegnet, mit 2 und 3 internen 
Dioden. Da gibts 2 Denkweisen, wie man die Polarität markieren kann. 
Macht man es wie Z-Dioden, dann ist das genau umgekehrt wie die internen 
Dioden arbeiten. Bei denen wars meiner Erinnerung nach deshalb 
andersrum, wie normale Dioden, also umgekehrt als bei Z-Dioden. Was dank 
der Einordnung in eine Z-Dioden-Reihe garantiert nicht nur mich 
verwirrte.

von Diodenreihenschaltungsfragender (Gast)


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Dennis S. schrieb:
> Si-Dioden brauchen in Durchflussrichtung eine Spannung von ca. 0,7 V
> damit sie leitend werden (sieh dir mal eine Kennlinie dazu an!).

Ach so, dass heisst also, dass 0,7 Volt dort "abfallen" an einer Diode, 
bei zwei Dioden in Reihe fallen also 1,4 Volt ab und da Spannungen im 
Parallelspannungsbereich konstant sind, ist die Spannung dann bei der 
Lampe auch 1,4 Volt? Und bräuchte ich jetzt eine Spannung von z.B. 3 
Volt für eine Lampe, dann könnte ich "theoretisch" 4 Dioden in Reihe 
schalten, damit ich dann 4x0,7V = 2,8 Volt habe und dann parallel dazu 
eine Lampe mit ca. 3 Volt betreiben könnte?

von Dennis S. (eltio)


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Diodenreihenschaltungsfragender schrieb:
> Dennis S. schrieb:
>> Si-Dioden brauchen in Durchflussrichtung eine Spannung von ca. 0,7 V
>> damit sie leitend werden (sieh dir mal eine Kennlinie dazu an!).
>
> Ach so, dass heisst also, dass 0,7 Volt dort "abfallen" an einer Diode,
> bei zwei Dioden in Reihe fallen also 1,4 Volt ab und da Spannungen im
> Parallelspannungsbereich konstant sind, ist die Spannung dann bei der
> Lampe auch 1,4 Volt? Und bräuchte ich jetzt eine Spannung von z.B. 3
> Volt für eine Lampe, dann könnte ich "theoretisch" 4 Dioden in Reihe
> schalten, damit ich dann 4x0,7V = 2,8 Volt habe und dann parallel dazu
> eine Lampe mit ca. 3 Volt betreiben könnte?

Prinzipiell ja.. aber irgendein Spezialist hier wird sicher noch 
irgendeine Ausnahme finden! Thermische Effekte, Bauteilstreuung, ... ;-)

von Diodenreihenschaltungsfragender (Gast)


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Dennis S. schrieb:
> Prinzipiell ja.. aber irgendein Spezialist hier wird sicher noch
> irgendeine Ausnahme finden! Thermische Effekte, Bauteilstreuung, ... ;-)

Hmm ok, aber so eine Lok bewegt sich ja und dann müsste durch den 
Fartwind eine Kühlung stattfinden, also könnte doch die Thermik 
vernachlässigt werden? Was sind denn Bauteilstreuungen?

von Axel R. (Gast)


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Du müsstest dann ja ACHT Dioden der Marke 1N4001 in eine H0 Lok 
einbauen. Das wird langsam kanapp vom Platz her und die Spannung fehlt 
Dir dann natürlich an den Feldwicklungen des Motors.

von Elo (Gast)


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@ A. K. (prx) die Schaltung hat eine Grätzbrücke davor, also alles läuft 
mit U- darin ab,
die Richtungsumschaltung kann eigentl. nur mit dem U~ Hub realisiert 
werden, da ist einen Z-Diode mit ca. 24V als Steuerelement drin, welche 
T1 öffnet und der dann wieder das Relais SM schaltet und dazu auch T2 
noch mit bedient, der Motor muß dann wohl mit zusätzl. 
Erregerwicklungen, wahrscheinlich die nach jeder Lampe, zur 
Richtungsumkehr bestückt sein, sonst ergäbe das Ganze keinen Sinn. Die 
beiden Lampen bekommen demnach nie mehr als 1,2 V ab und müssen damit 
auskommen zu leuchten!
Also als U-Begrenzung, der gesamte Strom muß sich dann also durch beide 
Zweige drängeln dann ergibt das mit deiner Erklärung der Lampen-U schon 
Sinn.
Es sind ja nur zwei Leiter > Gleise zur Lok vorhanden, nix digital und 
nix Funk, also alles mit dem Bezug der U~ Größe.

von Skyper (Gast)


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... ich denke, die beiden "Relaisspulen" vor dem Motor, könnten die 
Feldspulen sein (mit Mittelanzapfung) ... hier sind die Märklin Motoren 
erklärt und Seite 4 in den Dokument zeigt die Verkabelung.

http://www.hpw-modellbahn.de/forum1/bilder/lokdigitalisierung/maerklinmotor.pdf

Über die thermischen Probleme (Streuung etc.) der Dioden braucht sich 
hier nicht wirklich gedanken machen - solange der maximale Strom nicht 
dauerhaft Überschritten wird. ;-)

von (prx) A. K. (prx)


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Wer die erwähnte Verwirrung nachvollziehen will, der zieht sich mal das 
Datasheet der ZPD 1 rein:
http://www.datasheetarchive.com/dl/Datasheet-09/DSA00157322.pdf
Eine ZPD 1,4 gab es aber auch.

von Diodenreihenschaltungsfragender (Gast)


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Axel R. schrieb:
> Du müsstest dann ja ACHT Dioden der Marke 1N4001 in eine H0 Lok
> einbauen. Das wird langsam kanapp vom Platz her und die Spannung fehlt
> Dir dann natürlich an den Feldwicklungen des Motors.

Das mit den vier Dioden war ja auch nur eine Art Transfairaufgabe. So 
hab ich nun wenigstens verstandenkapiert, warum die zwei Dioden in Reihe 
geschaltet sind. Ich frag mich nur noch was passiert, wenn man die 
Dioden in die andere Richtung umgepolt einbauen würde. Dann müssten sie 
ja ihre Sperrwirkung entfalten und es fließt dann keine Energie weiter. 
Oder der gesamte Strom fließt dann parallel dazu über die Lampe ab und 
die Lampe schmort kaputt?

von (prx) A. K. (prx)


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Elo schrieb:
> T1 öffnet und der dann wieder das Relais SM schaltet

Ich tippe auf Stromstoss-Relais zur Richtungsumkehr, geschaltet durch 
kurze Überspannung.

> der Motor muß dann wohl mit zusätzl.
> Erregerwicklungen, wahrscheinlich die nach jeder Lampe,

Sehe ich auch so.

von (prx) A. K. (prx)


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Diodenreihenschaltungsfragender schrieb:
> und die Lampe schmort kaputt?

Genau das.

von Diodenreihenschaltungsfragender (Gast)


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Ich möchte mich noch gern ganz herlich bei Euch bedanken, dass ihr mir 
etwas Zeit geschenkt habt, um mir zu erklären, was es damit auf sich 
hat.

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