SuperCapLader im Eigenbau

In meinem Beitrag Ladeschaltung von Fischer-Modell für BR 218 hatte ich schon verschiedene Puffer-Schaltungen vorgestellt. Hier geht es nun um einen Eigenbau, der von schumo99 zum Selbstkostenbau angeboten wird. Dabei handelt es sich um einen Bausatz, der schon etwas Lötkenntnisse voraussetzt.

Platine – 10,5 x 14,3 mm

Die von mir getestete Platine ist für SMD-Bauteile der Baugröße 0603 vorgesehen. Das ist schon relativ klein, sollte für geübte Anwender aber kein Problem sein, diese zu bestücken.

Über die Auslegung des Widerstandswertes der Widerstände R3 und R4 kann die Ladespannung an den verwendeten SuperCap angepasst werden. Die Superkondensatoren sollten möglichst für eine Spannung zwischen 5 und 6 Volt ausgelegt sein. Handelsübliche Doppelschicht-Elkos haben eine Spannungsfestigkeit von 2,5 V, 2,7 V, 5,0 V oder 5,4 V. Die Varianten mit 2,5 – 2,7 Volt sollten also in Reihe geschaltet verwendet werden. Legt man die Schaltung auf 2,5 V aus, arbeitet der Step-Down und Step-Up-Wandler in einem ineffizienten Bereich, so dass man keine befriedigende Pufferleistung erzielen würde.

Ich habe mich für jeweils zwei 2.5V/1F Doppelschicht-Elkos entschieden, die mit einem Stückpreis von ca. 41 Cent sehr günstig zu bekommen sind. Einen entsprechend größeren Typ mit 5,4V/0.5F werde ich ggf. mal ausprobieren, aber das sind meistens auch aus zwei 2.7V-Typen zusammengesetzte Kondensatoren.

Hier nun die fertige Platine, die beidseitig bestückt werden muss:

Vorderseite,
Rückseite

Zum Bestücken klebe ich mir ein kleines Stück doppelseitiges Montageklebeband auf den Tisch und lege da die Platine drauf. So ist die Platine fixiert und verrutscht nicht beim Löten.

Die Verwendung von zwei 2.5V oder 2.7V Kondensatoren hat den Vorteil, dass man beim Platz etwas flexibler ist. Bei dieser Lok habe ich die beiden 2.5V-Elkos links und rechts vom Motor untergebracht und mit etwas doppelseitigem Montageklebeband fixiert:

Zwei Doppelschicht-Kondensatoren

Die kleine Platine mit der Ladeschaltung findet fast überall Platz, hier hinter dem Decoder in etwas Textilklebeband gehüllt:

Und hier eine Demo, wie lang die Lok auch ohne Gleisspannung fährt. Mein Schreibtisch war zu kurz, daher musste ich per Hand eingreifen:

Demo-Video mit Märklin V5, Esu LokPilot Standard und Glockenanker-Motor

Wie man sieht, ist die Pufferleistung enorm im Vergleich zu der einfachen Ladeschaltung oder der Fischer-Ladeschaltung.

Hier sind ein paar Messwerte, wie sie der Entwickler der Platine für seine Testlok (Roco V200, ESU LokPilot 4, Geschwindigkeit 15km/h, Stromverbrauch ca. 120mA) angegeben hat:
Elko 1000μF bei VGleis = 18V 1,1 cm
PowerCap-Lader mit 2,5V/1F (8mm Supercap) 3,1 cm
PowerCap-Lader mit 2,5V/2F 8,7 cm
PowerCap-Lader mit 5V/0,47F 20,9 cm

Meine Konfiguration entspricht dem letzten Beispiel. Auf Grund der geringeren Stromaufnahme der kleinen V5 (ca. 30-40 mA) liegt die zurückgelegte Wegstrecke nochmal deutlich höher.

Insgesamt kann ich diese Ladeschaltung sehr empfehlen. Sie reiht sich kostenmäßig zwischen die einfache Pufferschaltung und die Fischer-Modell Pufferschaltung ein, liefert aber eine Pufferleistung auf dem Niveau der rund 4-5 Mal so teuren PowerPacks von Esu, Doehler&Haas, Märklin und Co.

Dafür muss man selber Zeit investieren für den Zusammenbau und auf komfortable Programmierfunktionen wie bei D&H und Märklin PowerPacks verzichten.

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