Varistor - Schluss mit Spannung
Materialbedarf
Anz. | Bezeichnung | Datenblatt |
2 | Batterie/Spannungsquelle 9V | |
1 | Transistor BC548C (BC546C-BC550C) | |
1 | Varistor 5,5 V | |
2 | Widerstand 470 Ohm | |
1 | Trimmpotentiometer 100 kOhm | |
2 | Standard-Leuchtdiode 3mm oder 5mm | 3mm, 5mm |
Grundlagen
Soll ein Bauteil oder eine Schaltung vor allzu hoher Spannung geschützt werden, bieten sich Varistoren förmlich an. Varistoren oder auch VDR, was fürVoltage Dependent Resistor oder spannungsabhängiger Widerstand steht, leiten bei zu hoher Spannung den Strom ab und schützen so den entsprechenden Bereich.
VDRs gibt es für diverse Spannungen, z.B. im KFZ-Bereich natürlich 12V. Oder als Blitzschutz im Haushalt bei 230V.
Der Überspannungsschutz
Um das Grundprinzip des spannungsabhängigen Widerstandes zu verstehen, wird erst einmal eine kleine Testschaltung aufgebaut. Mit dem Trimmer und unter Zuhilfenahme eines Transistors können wir an die Leuchtdiode (+Vorwiderstand) eine regelbare Spannung anlegen. Wird die Höchstspannung des VDRs, auch Schwellenspannung, überschritten. So sinkt der Widerstand des Varistors rapide und dieser wird soweit leitend, dass ein so großer 'Ausweichsstrom' zum fließen kommt, dass die Spannung bis an die Schwellenspannung sinkt. Die Leuchtdiode ist hier somit gegen zu Hoher Spannung geschützt. Damit wir einen entsprechend hohen Rgelbereich haben, wurden 2 Batterien in Reihenschaltung verwendet. |
Schutz in Lichterketten
In
Lichterketten kann man Varistoren dazu verwenden um die einzelnen
Leuchtelemente zu schützen. Zum Einen schützt hier der Varistor die einzelnen Leuchtmittel vor Überspannung. So kann das einzelne Lämpchen nicht überlastet werden. Viel interressanter ist aber die Verwendung als Ausfallsicherung. Wenn man in diesem Aufbau z.B. die Diode D2 entfernt, bei laufendem Betrieb, leuchtet die andere LED unbeirrt weiter. Somit können einzelne Elemente ausfallen ohne, dass gleich die ganze Kette erlischt. |
Überspannungsschutz für Halbleiter
Spulen
haben leider eine unschöne Eigenschaft. Beim Abschalten erzeugen diese
ein Gegenspannung welche nicht selten um ein Vielfaches höher ist, als
die verwendete Betriebsspannung. Dadurch überlebt der ansteuernde
Halbleiter das Abschalten der angesteuerten Spule in den seltensten
Fällen. Der Varistor hier sorgt dafür, dass diese Gegenspannung auf ein erträgliches Maß reduziert wird und somit den Halbleiter nicht mehr gefährdet. |