Per cercare di ovviare ai difetti del singolo condensatore, specialmente a quelli che porterebbero alla distruzione del ponte a diodi, si puo' ovviare con una semplice resistenza in serie al condensatore che limita intrinsecamente la corrente a:
Imax=V(dcc)/R
Che ci porta ad un circuito di questo tipo:
Considerando V(dcc) l'ampiezza del segnale DCC e R la resistenza in serie. Questa resistenza puo' essere dimensionata per avere picchi massimi di circa 1A al fine di non stressare eccessivamente il ponte a diodi che (all'accensione) dovrebbe comunque alimentare tutto il decoder e caricare il condensatore completamente scarico. Con segnali DCC di circa 15V per avere una limitazione ad 1A e' semplice calcolare una resistenza da 15 Ohm: per essere ancora meno "invasivi" e' meglio dimensionare la resistenza per circa 0.5A e cioe' 30 Ohm o giu' di li. Dovendo lavorare solo nei transitori (si spera abbastanza rari!!!) di mancanza di alimentazione il dimensionamento in potenza non e' così stringente per cui e' piu' che sufficiente una resistenza da 1/4W.
Grande inconveniente di questo circuito e' che la limitazione della corrente in carica porta ad una inevitabile limitazione della corrente in scarica (c'e' un solo cammino per la corrente) ed inevitabilmente durante il blackout la resistenza causera' una caduta di tensione notevole specialmente se la loco stava assorbendo parecchio. Quindi si deve trovare una nuova via, solo in scarica, per la corrente nel condensatore con questo tipo di circuito:
Ora la corrente di scarica passa nel diodo mentre quella di carica passa nella resistenza ed il circuito funziona molto meglio con cariche "lente" e scariche veloci ad una tensione solo 0.7V inferiore a quanto immagazzinato sul condensatore. Di nuovo essendo un uso "transitorio" non e' importante dimensionare il diodo per grandi potenze, 1A basta e avanza. Questo circuito sembrerebbe l'uovo di Colombo ma soffre ancora di alcuni problemi:
Per il secondo punto e' ovvio che la limitazione della corrente di carica porta ad un allungamento dei tempi in cui si potra' riutilizzare il dispositivo. Per quanto riguarda i tempi in gioco, considerando un condensatore da 1000uF ed una resistenza da 33Ohm i tempi di scarica e carica saranno piu' o meno:
Si vede da questi tempi che la resistenza potrebvbe essere anche superiore con minore stress del ponte a diodi e tempi di ricarica un po' piu' lunghi. I tempi di attivita' dell'unita', considerando un assorbimento della loco di 1A (caso peggiore) saranno calcolati da:
Dove DV e' la differenza di tensione tra inizio e fine sul condensatore (supponiamo 12-5=7) e DT l'intervallo di tempo di azione:
E qui si vede che il tempo di intervento andrebbe esteso almeno di un fattore 100 considerando il caso peggiore di una "buca" lunga ad una velocita' di marcia della loco molto bassa.
Considerando V(dcc) l'ampiezza del segnale DCC e R la resistenza in serie. Questa resistenza puo' essere dimensionata per avere picchi massimi di circa 1A al fine di non stressare eccessivamente il ponte a diodi che (all'accensione) dovrebbe comunque alimentare tutto il decoder e caricare il condensatore completamente scarico. Con segnali DCC di circa 15V per avere una limitazione ad 1A e' semplice calcolare una resistenza da 15 Ohm: per essere ancora meno "invasivi" e' meglio dimensionare la resistenza per circa 0.5A e cioe' 30 Ohm o giu' di li. Dovendo lavorare solo nei transitori (si spera abbastanza rari!!!) di mancanza di alimentazione il dimensionamento in potenza non e' così stringente per cui e' piu' che sufficiente una resistenza da 1/4W.
Grande inconveniente di questo circuito e' che la limitazione della corrente in carica porta ad una inevitabile limitazione della corrente in scarica (c'e' un solo cammino per la corrente) ed inevitabilmente durante il blackout la resistenza causera' una caduta di tensione notevole specialmente se la loco stava assorbendo parecchio. Quindi si deve trovare una nuova via, solo in scarica, per la corrente nel condensatore con questo tipo di circuito:
Ora la corrente di scarica passa nel diodo mentre quella di carica passa nella resistenza ed il circuito funziona molto meglio con cariche "lente" e scariche veloci ad una tensione solo 0.7V inferiore a quanto immagazzinato sul condensatore. Di nuovo essendo un uso "transitorio" non e' importante dimensionare il diodo per grandi potenze, 1A basta e avanza. Questo circuito sembrerebbe l'uovo di Colombo ma soffre ancora di alcuni problemi:
- Tensione di lavoro del condensatore uguale al segnale DCC (limita la capacita')
- Ricarica del condensatore "lunga"
- La scarica del condensatore porta ad un utilizzo dell'energia a tensioni via via inferiori con una limitazione della "qualita'" dell'intervento.
Per il secondo punto e' ovvio che la limitazione della corrente di carica porta ad un allungamento dei tempi in cui si potra' riutilizzare il dispositivo. Per quanto riguarda i tempi in gioco, considerando un condensatore da 1000uF ed una resistenza da 33Ohm i tempi di scarica e carica saranno piu' o meno:
T(carica)=5*R*C=5*33*1000E-6= 0.165 sec
Si vede da questi tempi che la resistenza potrebvbe essere anche superiore con minore stress del ponte a diodi e tempi di ricarica un po' piu' lunghi. I tempi di attivita' dell'unita', considerando un assorbimento della loco di 1A (caso peggiore) saranno calcolati da:
C*DV=I*DT
Dove DV e' la differenza di tensione tra inizio e fine sul condensatore (supponiamo 12-5=7) e DT l'intervallo di tempo di azione:
DT=C*DV/I=1000E-6*7/1=7 msec
E qui si vede che il tempo di intervento andrebbe esteso almeno di un fattore 100 considerando il caso peggiore di una "buca" lunga ad una velocita' di marcia della loco molto bassa.
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