Les bricolages électroniques de Delias: Protection de sortie décodeur contre les courts-circuits

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Delias82
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Les bricolages électroniques de Delias: Protection de sortie décodeur contre les courts-circuits

Messagepar Delias82 » 18 août 2017 23:42

Bonjour à tous

Pour continuer mes bricolages, j'attaque avec un bricolage électronique, qui consiste en la réalisation d'un circuit électronique simple pour nous petits trains.
N'oubliez pas que c'est mon métier (je suis électronicien), et que en conséquence ces sujets pouraient bien dépasser les connaissances de beaucoup d'entre vous. J’essayerais néanmoins de donner suffisamment d'explication pour que:
- Quelqu'un qui connaît les bases de l'électronique puisse comprendre le schéma.
- Quelqu'un qui ne comprends rien, puisse à minima reproduire le circuit à condition d'être habile du fer.

Pour commencer on attaque un petit circuit électronique pour limiter le courant et protéger contre les court-circuit une sortie de fonction d'un décodeur de locomotive ou de fonction. Il a pour vocation de protéger le décodeur au maximum en cas de risque de CC sur la sortie, par exemple lors de l'usage d'un attelage conducteur. J'en ai monté un dans le Schienenbus de Pierre pour l'alimentation de l'éclairage de la remorque.

Tout d'abord le schéma:
LimitA1.png
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Les branchements:
- X1 est le point de raccordement de l’éclairage commandé par la fonction, une ou plusieurs ampoules ou des Led, l'autre pole de la fonction est à brancher aux voies, ou au plus commun du décodeur (mais dans ce cas le plus n'est pas protégé!).
- X2 c'est la sortie du décodeur qui active la fonction, un collecteur ouvert qui tire vers la masse après le redresseur du décodeur.
- X3 est le + commun du décodeur, (orange chez Märklin, bleu en norme NEM)

Et maintenant les explications:
Avec la fonction éteinte tout le montage est au plus décodeur, il n'y a pas de courant quelques soit la polarité sur X1 (à condition quelle reste entre les deux tensions de la voies).
Avec la fonction allumée, quand tout va bien, X2 est tiré à la masse redressée par le décodeur, R1 n'a pratiquement pas de chute de tension, T1 est polarisé par R2 et donc la sortie est également tirée à la masse redressée à travers D1, T1, R1 et le décodeur. T2 reste bloqué car sa tension base-émetteur est inférieur à 0.5V/0.6V.
En cas d'augmentation du courant, même en cas de court-circuit avec la masse des rails ou les picots. La tension aux bornes de R1 atteint la tension de polarisation de T2 qui va dévier le courant de polarisation de T1, dès lors le courant absorbé sur X1 ne dépassera pas 0.5-0.6V/R1 -> 500 à 600mA pour R1 = 1ohm, 50 à 60mA pour R1=10 ohm. C'est une valeur approximative qui dépend des caractéristiques exactes des transistors. C'est la tension aux bornes de T1 qui augmente pour absorber le court-circuit. Il convient de choisir R1 en fonction de l'application et de la limite du décodeur.
La diode s'assure de la polarisation en positif uniquement du circuit, une tension négative d'un volt par rapport à la masse du décodeur pouvant apparaitre en cas de CC.

Attention quand-même:
Le système n'a pas une coupure immédiate, mais arrondie, il convient que la protection soit dimensionnées à au moins 1,2x le courant nominal. De plus le calcul reste approximatif, avec une tension entre 0.5V et 0.6V.
Le transistor choisi ici supporte 800mA et 625mW, en cas de CC il dissipera près de 16V x le courant x 0.75 (facteur de réduction 0.5 en DCC, plus en MM2 et mfx, car la conduction n'a lieu que quand la tension digitale est négative) soit plus que sa limite. Cela est sans problème tant que le CC ne s’éternise pas. Néanmoins avec ce transistor il est prudent de ne pas dépasser les 100mA, pour un courant plus important il est éventuellement utile de choisir un transistor type BD... en boitier TO-126.

Et finalement une photo du circuit monté dans le Schienenbus de Pierre.
LimitA2.png
LimitA2.png (147.86 Kio) Consulté 360 fois

Il est possible que je développe la version SMD en utilisant le BC817, un transistor quasi équivalent au BC337. Ce qui réduira considérablement la place prise par le montage.

Le prochain bricolage est déjà réalisé, il s'agit d'un éclairage LED pour les Ae 6/6 Märklin (mais pas les 3050!) comportant le feu rouge et une commande permettant différents codes tout en gardant le décodeur son d'origine. Il me reste à finaliser les réglages et les tests, et à prendre des photos.

Bon roulage

Delias
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