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Leistungselektronik
Bilder: Littelfuse
Links: Sicherungen sind einfach und jeder versteht ihre Funktionsweise.
Oftmals werden jedoch die Folgen einer Überspannung unterschätzt.
Oben: Littelfuse hat eine große Bandbreite an Produkten für den Schaltkreisschutz.
für die Platzierung eingegangen, der die Funktionsweise beeinträchtigen
kann.
Um dem vorzubeugen, sollten diese Aspekte bereits direkt nach
der Auswahl des Chipsatzes und noch vor dem Design der Leiterplatten
berücksichtigt werden. Auf diese Weise lassen sich elektrostatische
Entladungen besser bewerten und die Entwickler wissen
wie robust oder empfindlich ihre elektronischen Bausteine sind.
Einige dieser Bauteile werden mit nur 1,5 V betrieben und es
braucht nicht viel, um Fehlfunktionen auszulösen. Die Erfahrung
zeigt, dass Schaltkreise sehr kompliziert und empfindlich sind.
2. Bewusstsein gegenüber Gefahren entwickeln
Sicherungen sind einfach und jeder versteht ihre Funktionsweise.
Oftmals werden jedoch die Folgen einer Überspannung unterschätzt.
Zwar müssen diese nicht immer so katastrophal sein, wie
die bei Überstrom. Wichtig ist es jedoch, sich deren Existenz bewusst
zu sein. So hat Überspannung zum Beispiel das Hubble-Teleskop
außer Gefecht gesetzt, Raffinerien lahm gelegt, Mobiltelefone
zerstört und Achterbahnen mitten in der Fahrt gestoppt. In einigen
tragbaren medizinischen Geräten kann Überspannung lebensbedrohlich
sein.
Es gibt viele verschiedene Auslöser für übermäßigen Stromfluss
und Überspannung, angefangen bei gewöhnlichen Blitzen über
elektrostatische Entladung, Motoren, Elektro-Schweißgeräte bis
hin zu den oben erwähnten Laufschuhen. Bei Blitzen ist den meisten
Menschen zwar bekannt, wie sie entstehen, nicht jedoch, dass
sie sich über die Erdoberfläche ausbreiten und starke Störimpulse
in Hochspannungsleitungen verursachen können, die einen Kilometer
entfernt sind.
3. Die Anforderungen bestimmen und von vornherein an
Stromkreisschutz denken
Der Entwicklungsingenieur muss eine Vorstellung davon haben,
wie und in welchem Umfeld ein Produkt eingesetzt wird, bevor er
die Anforderungen an den Schaltkreisschutz genau formulieren
kann. Diese Faktoren müssen im Voraus genau analysiert und fixiert
werden. Danach können Anpassungen vorgenommen werden.
Den Ausgangspunkt stellen die Anschlussstellen dar. Der
Überspannungsschutz sollte sich so nah wie möglich am Stecker
befinden. Umgebungsbedingungen und mögliche Störeinflüsse
sind ausschlaggebend für die Auswahl des richtigen Überspannungsschutzes.
4. Die Normen kennen
Normen bestimmen das Design jedes Produkts, bis hin zur Ebene
des Stromkreisschutzes. Die Liste der Normen, die Designer berücksichtigen
müssen, scheint schier endlos. Sie unterscheiden
sich auch international und regional deutlich voneinander. Im
Hinblick auf Stromkreisschutz existieren Normen von IEC, Underwriters
Laboratories (UL), Energy Star, NEMA, ATCA, CSA
Group, IEEE, sowie Standardisierungsorganisationen unter anderem
in Kanada, Südamerika, Japan, Korea und Europa. Entwickler
müssen alle relevanten Normen kennen bevor sie ein Projekt beginnen.
Das steht am Anfang jeder Designphase.
5. Sich sachkundig machen
Da Stromkreisschutz nicht an Universitäten gelehrt wird, sind die
meisten Ingenieure versierter im komplexen Produktdesign als in
Fragen der Überspannung und Resistenz gegen Störimpulse. Dieses
Problem wird noch dadurch verstärkt, dass viele Entwickler
mehrere Projekte gleichzeitig bearbeiten und damit zu wenig Zeit
haben, dieses Themenfeld zu recherchieren. White Paper, Produktspezifikationen
und Fallstudien sind hilfreiche Informationsund
Schulungsquellen und zeigen anhand von Beispielen, welche
Maßnahmen in bestimmten Situationen zum Erfolg geführt haben.
(ah)
n
Der Autor: Bharat Shenoy ist Director of Technical Marketing, Electronics
Business Unit bei Littelfuse.
30 elektronik industrie 05/2013
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