Design and Implementation of a Power Stage for Digital Command Control (DCC) Systems with Current Management and Protection Features

Abstract

Este estudio propone un nuevo diseño para la etapa de potencia de sistemas de Control de Comandos Digitales (DCC), comparando la eficiencia y adecuación de dos controladores de motores, DRV8873H y L6206D, con el fin de mejorar la seguridad, eficiencia y fiabilidad de las aplicaciones DCC. El diseño consta de dos salidas de 10 amperios y se encarga de modular el formato DCC proporcionado por un microcontrolador Arduino Due en un voltaje de CA de ±18V. Este se aísla galvánicamente del microcontrolador mediante optoacopladores y está protegido por fusibles. Además, la etapa de potencia envía señales de reconocimiento y corriente momentánea de vuelta al microcontrolador para su monitoreo. El objetivo principal es desarrollar un controlador DCC robusto, eficiente y fiable, garantizando un funcionamiento suave, un control de corriente preciso y características de protección

This study introduces a novel power stage design for Digital Command Control (DCC) systems, assessing the performance and suitability of two motor drivers, DRV8873H and L6206D, aiming to enhance the safety, efficiency, and reliability of DCC applications. The design comprises two 10-amp outputs and is responsible for modulating the DCC format provided by an Arduino Due microcontroller onto a ±18V AC voltage. It is galvanically isolated from the microcontroller using optocouplers and is fuse-protected. Moreover, the power stage sends acknowledgment signals and momentary current back to the microcontroller for monitoring purposes. The primary aim is to develop a robust, efficient, and reliable DCC controller, ensuring smooth operation, precise current control, and safety features.