Derzeitige Spannungsbegrenzung

Derzeit^2.75wird die Spannungsbegrenzung von Fahrradlichtanlagen neben dem bauartbedingten Regelverhalten der Dynamos i.d.R. über das Verheizen überschüssiger Leistung in Zener-Dioden (Z-Dioden) oder Supressor-Dioden (S-Dioden) bzw. einem Leistungstransistor (FER SD 12V) realisiert. In Bild 2.45 sind die Stromaufnahmen und Widerstände von gängigen Begrenzern bei Gleichspannung gezeigt. An Wechselspannung wird der Leistungsbedarf geringer sein.

Bild 2.45: Kennkurven von Spannungsbegrenzern

Die Dioden streuen und deren Verhalten ist abhängig von der Temperatur. Zum Vergleich ist mit PZ1 eine exemplarische Kurve für eine ,, Power-Zener`` aus der Elektor 7-8/89.^2.76

Die BZW04-Typen werden einheitlich erst deutlich über der Nennspannung niederohmig. Die Durchbruchspannung verschiebt sich geringfügig bei veränderter Polarität. Bei der häufig verwendeten BZW04 7,8V und einer sinusförmigen Wechselspannung setzt damit eine Begrenzung schon ab ca. $9,2/\sqrt{2}=6,51\,\mbox{V}_{\mbox{\footnotesize RMS}}$ ein.^2.77 Ein Blick in die Datenblätter von SGS-Thomson ist hier nützlich.^2.78 Die 7,0 und 7,8V-Typen waren allerdings nicht im Datenblatt aufgeführt.

Muß z.B. ein Diodenrücklicht, bei ausfallender Glühlampe geschützt werden, so fallen schnell 0,6A bei $10\,\mbox{V}_{\mbox{\footnotesize eff}}$ an. Diese 6W sind von den normalerweise windgeschützt im Scheinwerfer verbauten BZW04-Dioden nicht mehr auf Dauer umsetzbar. Als Folge brennen die BZW-Dioden durch. Dabei werden sie im ungünstigen Fall hochhohmig, und fast die volle Leerlaufspannung liegt am Rücklicht an, welches dann daswegen durchbrennt. Zum Beispiel reicht die normalerweise ideal niedrige Stromaufnahme des DToplight von 40mA dafür. Deswegen bietet bumm inzwischen eine Version des DToplights mit zusätzlichen Schutzdioden an.

Als Schutz könnten sich zwei antiserielle geschaltete 1N6269A bzw. 1.5KE8V2A^2.79 bewähren.^2.80 Fraglich ist noch, ob die bidirektionale Version, die 1.5KE8.2CA, die Leistung verträgt und verfügbar ist. Aber Achtung: Auf dem Schreibtisch, d.h. ohne gute Kühlung, erreichen die Anschlußdrähte bei 0,6A in Sperrrichtung nach spätestens 30 Minuten selbst 26mm vom Gehäuse entfernt eine Temperatur, daß normales Elektroniklot (Sn60Pb38Cu2) geschmolzen wird. Plastik in der Nähe des Gehäuses wird also auch anschmelzen. Also sehr gut kühlen! Eine Testdiode hat den 40 Minuten dauernden Test bestanden und danach (abgekühlt) wieder korrekt bei 8,2V durchgeschaltet. Das sollte man aber nicht zur Regel machen!