Relaisbasierte Kurzzeitapplikationen im Kfz

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Precoplat Präzisions-Leiterplatten-Technik GmbH

IBR Leiterplatten GmbH & Co. KG

TE Connectivity

Die Induktivitäten L_M der Motoren

Generell führen abzuschaltende induktive Lasten zu einer verlängerten Lichtbogenbrenndauer zwischen den Relaiskontakten. Diese wird durch die in den Motoren bzw. Spulen gespeicherte Energie (E=1/2 * L_M* I^²_{max, aus}) bestimmt und hat erheblichen Einfluss auf die Kontaktlebensdauer des Relais.

Es macht einen großen Unterschied für die Relaislebensdauer ob z.B. ein Fensterheber-Motor eine Induktivität von 0,3 oder 1,8 mH hat. Die Reduktion der Lebensdauer bei hohen Motor-Induktivitäten kann mit zusätzlichen elektronischen Bauelementen, die die Lichtbogenbrenndauer verkürzen, teilweise ausgeglichen werden. Derartige Funkenlöschglieder werden durch zwei Dioden vom Motor gegen Masse und einem RC-Glied parallel zum Motor realisiert. Dadurch reduzieren sich die Ausschaltlichtbogendauern und die Lebensdauer der Relais wird erhöht.

Einzelne ZV-Motoren sind selten, meist werden zwei bis zu fünf ZV-Motoren parallel angesteuert. Die Induktivitäten verringern sich dementsprechend.

Der Ausschaltstrom I_{max, aus} der Motoren

Die Ausschaltströme liegen zwischen 
3 und 35 A. Der Wert hängt davon ab, ob man einen oder fünf, in Ausnahmefällen bis zu sieben Motoren, zu schalten hat.

ZV-Motoren werden generell im Block betrieben (Bild 2 D, orange Kurve). Ihre Ströme addieren sich je nach der Anzahl der Motoren. Andererseits wird durch die Reduzierung der Induktivität der parallel geschalteten elektrischen Schlösser auch der Kontaktabbrand der Relais verringert.

Bei einem FH-Motor gibt es neben dem Fahren in den Block auch den Freilauf. Wie aus der Bild 2 C ersichtlich, wird hierbei der induzierte Motorstrom nach der Unterbrechung des Schließers vom Öffner-Kontakt übernommen und zur Masse abgeleitet.

Es kann festgehalten werden, dass bei Kurzzeitanwendungen (0,2 bis 60 s) die Angabe der Dauerstrombelastung bei Relais um ein Vielfaches überschritten werden kann.

Bei Motoren mit großen Induktivitäten in Umpolanwendungen kann die Lebensdauer durch Lichtbogenlöschglieder im Lastkreis wieder verlängert werden.

Bei eventuell aufkommenden Unsicherheiten wenden Sie sich am besten direkt an die Relaishersteller.

Literatur

[1] http://de.statista.com/

[2] Lorenz, O.: Aufgedeckt: Relais im Automobil, ELEKTRONIKPRAXIS 12 (2014), S. 7

[3] Woinke, M.: Tauglichkeitstests für Relais in Kfz-Applikationen, ELEKTRONIKPRAXIS 8 (2013), S. 14

* Dr. Dietmar Tschierse arbeitet als Applikationsingenieur bei TE Connectivity in Berlin.

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