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© tams elektronik 03/2014 3 | Digitale Komponenten | Booster: Technische Grundlagen | Seite 7
Sicherheit bei
Überlast und
Kurzschluss
Übersteigt der Stromverbrauch im ange-
schlossenen Streckenabschnitt den maximalen
Strom des Boosters, muss der Booster
abgeschaltet werden, um die elektronischen
Bauteile vor Beschädigungen zu schützen.
Tritt ein Kurzschluss auf, z. B. wenn ein Zug
entgleist, ist schnelles Handeln - sprich Ab-
schalten des Stroms notwendig, um Schäden an
den Schienen, den Fahrzeugen oder den
Boostern zu verhindern. Da die Reaktionszeit des
Modellbahners in der Regel zu lang wäre,
übernimmt der Booster diese Aufgabe.
Technisch gesehen wird in beiden Fällen am
Boosterausgang mehr Strom gefordert als der
Booster liefern kann. Die Begriffe "Überlast-
schutz" und "Kurzschlusssicherung" bezeichnen
daher das selbe, allerdings sind zwei Varianten
gebräuchlich:
1. Kurzschlussrückmeldung an die Zentrale: Der
Booster meldet die Überschreitung des
maximalen Stroms über die Kurzschluss-
Rückmeldeleitung an die Zentrale, woraufhin
diese die komplette Anlage abschaltet. Der
Modellbahner kann nun die Ursache für den
Kurzschluss beheben oder den Stromverbrauch
im Streckenabschnitt verringern und die
Digitalzentrale wieder einschalten. Der Betrieb
auf der gesamten Anlage geht da weiter, wo er
zuvor unterbrochen wurde.
2. Interne Kurzschlussabschaltung: Bei Über-
schreitung des maximalen Stroms schaltet der
Booster den Strom für den angeschlossenen
Boosterabschnitt selbsttätig ab. Auf der übrigen
Anlage läuft der Betrieb weiter. Manche Booster
haben für diese Art der Kurzschlusssicherung eine
automatische Wiedereinschaltung: Der Booster
prüft in kurzen Zeitabständen, ob der Kurzschluss
oder die Überlast noch vorliegen und schaltet den
Strom automatisch wieder an, wenn der Strom
wieder unterhalb des maximal zulässigen Stroms
liegt.
Kurzschluss-
rückmeldung und
Boostertypen
DCC-konforme Booster stellen bei Überlast am
Gleisausgang eine Verbindung zwischen den Pins
2 und 3 (Kurzschlussrückmeldeleitung und
Masse) der Booster-Schnittstelle her. Bei Märklin-
kompatiblen Boosters liegt bei Überlast am Pin 1
(Kurzschlussrückmeldeleitung) der Booster-
schnittstelle eine Spannung von 5 V an. Die
Polarität der Anschlüsse für die Kurzschluss-
rückmeldeleitung ist also bei den beiden
Boostertypen genau entgegengesetzt.
EXKURS:
Welche
Kurzschluss-
Sicherung?
Im Falle eines Kurzschlusses kann entweder über
eine Meldung an die Zentrale die gesamte Anlage
oder über eine interne Kurzschlussabschaltung im
Booster nur der betroffene Boosterabschnitt
abgeschaltet werden. Bei manchen Boostern kann
zwischen beiden Varianten gewählt werden.
Welche Art der Kurzschlusssicherung ist die
"richtige"?
Alle Abschnitte, in denen nach Fahrplan gefahren
wird, sollten grundsätzlich bei einem Kurzschluss
automatisch von der Zentrale ausgeschaltet
werden. Die Konsequenzen einer Weiterführung
des automatisierten Betriebes bei einem aus-
geschalteten Boosterabschnitt wären unabsehbar.
Für den Betrieb in einem BW, das über einen
eigenen Booster versorgt wird, bietet sich der
Einsatz der Booster-internen Kurzschluss-
abschaltung an. Schließlich bringt eine Unter-
brechung des Betriebes auf der gesamten Anlage
keinerlei Vorteile beim Beheben eines
Rangierunfalls im BW.
Werden unterschiedliche Booster zum Fahren und
zum Schalten eingesetzt, ist für die Fahr-Booster
der Anschluss der Kurzschluss-Rückmeldung zur
Zentrale nicht empfehlenswert. Schneidet z. B.
eine Lok eine Weiche auf und löst dadurch einen
Kurzschluss aus, könnte die Weiche nicht mehr
geschaltet (und damit der Kurzschluss nicht
behoben werden), wenn die Zentrale auch den
Schalt-Booster ausgeschaltet hätte.
Einschaltstrom-
Begrenzung
(Inrush-Current)
Die Summe der Ladeströme von Puffer-
kondensatoren auf Fahrzeugdecodern (vor allem
von Sound-Decodern) und zusätzlichen externen
Stützelkos kann beim Einschalten der Anlage so
hoch werden, dass die Kurzschluss-Abschaltung
der Booster reagiert. Damit wird die
Inbetriebnahme der Anlage bei aktiver
Kurzschluss-Abschaltung schwierig.
Booster mit einer Einschaltstrom-Begrenzung
liefern für eine kurze Zeit (max. 500 mSek.) einen
erhöhten Strom und tolerieren kurzzeitig den
Zusammenbruch der Spannung. Diese Zeit reicht,
um Pufferkondensatoren und Stützelkos
aufzuladen.
Erst wenn nach kurzer Zeit der Strom nicht
wieder sinkt und die Spannung nicht wieder
ansteigt, reagiert die Kurzschluss-Abschaltung
des Boosters (weil dann von einem "echten"
Kurzschluss auszugehen ist).