Preiswerte aber effektive Akkuweiche

Ein billiger Brückengleichrichter aus der Grabbelkiste wird zur Akkuweiche.

Das obere Schaltbild zeigt die klassische Schaltung von 4 Dioden als Brückengleichrichter. Dieses Teil steckt in fast jedem elektronischen Gerät mindestens einmal drin und ist deshalb entsprechend preiswert. Die Bauformen reichen von Miniklein (SMD) bis in den Hochlastbereich.

Die Bezeichnungen lauten z.B. B40 C3000/2000. Was soviel heisst wie, das Teil hält 40V aus (Sperrspannung) und ist mit 2000 mA belastbar.(3000mA mit Kühlung)
Zum Vergleich: Links Brücke 250V/1000mA, Rechts 80V/4000mA, dazwischen eine Schottky-Diode bis 7,5A.
Für unsere Zwecke mit Spannungen bis höchstens 40V ist die Spannungsangabe erstmal zu vernachlässigen. Beim Strom sieht das schon anders aus. 2000mA für kleine Modelle und 4000mA für größere dürfens schon sein. Hier jetzt mal die Erklärung, wie das Ganze funtioniert.
Der Brückengleichrichter wird an den beiden mit ~ bezeichneten Punkten an die Wechselspannung angeschlossen. Hier gehen wir mal von 6,6V aus. Hinter dem Gleichrichter liegt an den Punkten + und - eine pulsierende Gleichspannung an. - Faszinierend ;-)
Die Erklärung: Während der positiven Halbwelle fliesst der Strom vom oberen Wechselstromanschluss (~) über D1 zu "+", weiter durch den Verbraucher nach "-", dann durch D2 zum unteren Wechselstromanschluss (~) Bei der negativen Halbwelle gehts umgekehrt von unten durch D3 zum Verbraucher und weiter durch D4 zum oberen Wechselstromanschluss. Voila!
Aber, wird sich der geneigte Internetsurfer fragen, warum erzählt der Typ mir das überhaupt. Ehrlich gesagt nur, weil die 4 Dioden so schön im Gehäuse der Brücke verpackt sind. Und die brauchen wir. Jetzt wird das Teil nämlich zweckentfremdet. Wir nutzen die Schwellspannungen der Dioden aus, um die zu hohe Spannung (6,6V) von einem 2S-LiFePO zu verbraten.
Und das geht einfach so:
Eine Diode hat eine Durchlasspanung von 0,7V, zwei hintereinander also 1,4V.
6,6V - 1,4V ergibt dann also 5,2V (nicht schon wieder Voila!)
Damit müsste jeder Empfänger und auch die Servos zurechtkommen.
Wir schliessen also den +Pol des Akkus an den -Anschluss! des Gleichrichters an. Hinten am +Pol des Gleichrichters steht dann wie erwartet die Eingangsspannung um 1,4V vermindert an. Minus wird glatt durchverbunden. Durch die interne Parallelschaltung der Dioden schafft ein 2000mA-Typ fast das Doppelte, also 4000 mA. Aber bitte nicht an die Grenze treiben, denn wenns heiß wird stimmt das so nicht mehr ganz. Aber 3000mA gehen auf jeden Fall.

Jetzt zur Weiche:
Zwei Akkus über zwei Gleichrichter nach folgendem Schaltbild zusammengeschaltet machen die Sache perfekt.
Ziemlich unspektakulär - ich gebs zu. Aber es funkt prima.)
Das Ganze passt natürlich auch für 2S-LiPOs. Hier gilt dann: 7,4V-1,4V=6V. Dann aber nur 6V-Equipment verwenden!

Sollte noch irgendein Servo oder gar der Empfänger wegen zu hoher Spannung rumzicken, kann man am Ausgang zusätzlich eine Schottky-Diode in Reihe schalten. Eine Siliziumdiode geht auch. Damit geht's halt um 0,7V runter. Hiermit liegt die Ausgangsspannng unter 5V.

Aber auch hier auf den maximalen Strom achten.


Nachdem immer mehr Hochvoltservos in Mode kommen, zeigt sich nun ein Problem, das die Empfänger killen kann!
Diese Servos produzieren wesentlich höhere Spannungsspitzen als die Niedervoltservos.
Durch die Dioden kann der Akku diese Spannungsspitzen nicht abfangen, geschweige denn glattbügeln.
Der winzige Elko im Empfänger ist damit aber total überfordert! Weder hat er ausreichend Kapazität, noch kommt er mit den Überspannung klar, die die Servos erzeugen. Oftmals knallt er durch und macht einen Kurzschluss. Dann geht gar nix mehr. Schlimmer ist es, wenn er einfach ablebt und keine Kapazität mehr hat. Ab hier macht der Empfänger nämlich lustige Fehler, die fast nicht nachvollziehbar sein können. Das reicht von plötzlichen Neustarts der Verbindung über Reichweitenprobleme bis zu Bindungsverlusten. Also unbedingt einen zusätzlichen Elko an den Empfänger anstecken oder auch gut, den Elko (mind. 3300µF) direkt am Ausgang der Weiche mit einbauen.

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Achim Mathieu, aktualisiert 22.11.2020

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