Spannungsspitzenkiller & diverse Schaltungen

Vorwort

In Kraftfahrzeugen (Pkw und Lkw) aber auch bei anderen Fahrzeugen, können kurzzeitig hohe Spannungen auftreten. An der Starterbatterie treten im Regelbetrieb (durch die Arbeit der Lichtmaschine) Spannungsschwankungen zwischen ca. 8 und 14,4 Volt auf. Hinzu kommen aber sehr kurze Transienten, die weitaus größer sein können. Zum Beispiel durch das Schalten eines Relais oder einen Wackelkontakt.

Klemmenbezeichnungen

In Kraftfahrzeugen sind die Klemmenbezeichnungen für bestimmte Signale oder Pole teilweise genormt oder üblich. Die Klemmenbezeichnungen für Kraftfahrzeuge sind in Deutschland in der DIN 72552 genormt. Aber auch abweichende, herstellerspezifische Bezeichnungen sind möglich. Zu den wichtigen Klemmen im Fahrzeug im Rahmen dieses Artikels gehören:

KlemmeBedeutung
15geschaltetes Plus vom Zündstartschalter (wird geschaltet sobald der Zündschalter in die erste oder weitere Stellung gedreht wird)
30Plusleitung direkt von der (Starter-) Batterie
31Masse Batterie/Karosserie


Soll eine Schaltung im Fahrzeug verwendet werden, sollte schon bei der Entwicklung darauf geachtet werden, daß die Elektronik gegenüber derartigen Störungen geschützt wird. Die nachfolgend gezeigte Schutzschaltung sollte deshalb gleich mit in das Gerät integriert werden. Sie kann jedoch auch einzelnd vor eine schon bestehende Schaltung integriert werden.

Schutzschaltung (Spannungsspitzenkiller)

Die Drossel (L1) filtert hohe Spannungen mit hoher Frequenz und verhindert so, dass diese an die nachgeschaltete Elektronik weitergeleitet werden. Die Suppressordiode(D6) wird bei Spannungen oberhalb ihrer Durchschlagspannung leitend und schließt den Eingang mit Masse kurz, so dass auch längere Impulse mit zu hoher Spannung abgeleitet werden.

Die Diode (D1) dient als Verpolungsschutz. Im Falle einer Verpolung der Spannungsversorgung wird diese leitend und schließt den Eingang mit Masse kurz.

Diode (D5) fungiert als richtungsweisende Diode sodass im Falle einer Verpolung die falsche Spannung nicht an die nachfolgende Schaltung weiter gegeben wird.

Die Sicherung (F1) befindet sich im Schaltbild jedoch habe ich diese nicht auf der Platine vorgesehen. Dies würde je nach Ort des Einbau den nachteil haben, das zum Sicherungswechsel erst die Schutzschaltung "freigelegt" werden muss. Daher habe ich hier eine Sicherung in der Versorgungsleitung vorgesehen.

Die Bauteile finden auf einer kleinen einseitigen Platine Platz, welche anschließend ggf. noch in einem kleinen Plastikgehäuse vergossen werden kann.
Schaltplan

3D


Achtung:Da die Überspannungsschutzdiode einen Kurzschluß verursacht, ist es wichtig, dass vor der ganzen Schaltung eine passende Schmelzsicherung verbaut wird, die im Falle einer anhaltenden Überspannung und damit einhergehendem Stromfluß durch die Diode geopfert wird. Die Sicherung sollte eine maximale Belastbarkeit von 2 A besitzen. Der Transientenschutz darf also nicht direkt an die Fahrzeugbatterie angeschlossen werden. (siehe Sicherung)

Sicherung

Inhalt folgt

Hinweis:Wer an der KFZ-Bordversorgung arbeitet, sollte wissen, was er tut. Alle hier gemachten Angaben wurden nach besten Wissen gemacht. Wer das ganze nachbaut haftet auf eigene Verantwortung.



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