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Freilaufdiode - Ich kapier's nicht!
Hi @ all!
Nachdem ich nun diesen und jenen Thread hier bei MT und auch in anderen Foren bzgl. "Freilaufdiode" gelesen habe, bin ich, gelinde gesagt, etwas verwirrt bzgl. der Funktionsweise bzw. der Notwendigkeit von Freilaufdioden bei Relaisschaltungen.
Also erstmal sehen, ob ich verstanden habe, worum es geht: Fällt die Schaltspannung (z.B. vom Remote-Ausgang des Radios) ab, bricht in der Spule des angesteuerten Relais das Magnetfeld zusammen, wodurch eine Spannung induziert wird, die um ein vielfaches höher ist, als die eigentliche "Schaltspannung".
Worüber sich alle Quellen einig sind, dass diese Spannungsspitze durch geeignete Diodenschaltung kurzgeschlossen werden kann bzw. soll.
Was ich jetzt aber nicht verstehe (worüber ich auch unterschiedliche Aussagen gelesen habe), ist die Frage, in welchen Stromkreis muss die Diode?
Hier im Forum steht (in den beiden oben angegebene Links), dass mit der Freilaufdiode das Radio geschützt wird. Das würde -meiner Laienhaften Vorstellung nach- bedeuten, dass die induzierte Spannung in die Spule selbst induziert wird, weil da ja das Radio dranhängt. Nur tue ich mich irgendwie schwer, mir vorzustellen, dass die Spule eine "Selbstinduktion" erzeugt. Oder ist das so?
An anderer Stelle steht, dass durch die Diode das Bordnetz geschützt wird, die Diode also in den geschalteten "Last"-Stromkreis gehört. Das leuchtet mir zwar in so fern ein, dass ich mir vorstellen kann, wie die Spule in den "Last"-Leiter induziert, aber hier frage ich mich, ob eine solche Spannungsspitze aufgrund der doch sehr geringen Ladungsmenge nicht "einfach so" im Bordnetz "verschwindet"?
Falls einer der Ahnung habenden hier sich erbarmt, mir das ganze nochmal zu erklären, wäre ich sehr dankbar!
Ciao & Grüße
Marc
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29 Antworten
Ok super.
Hi @ all!
Danke nochmal für Eure Antworten!
Wenn wir gerade so schön im Thema sind, noch eine Frage zur Relaisschaltung:
Nachdem ich jetzt also meine Relais (wie ist eigentlich der Plural von "Relais"? 
) schön mit Freilaufdioden ausgestattet habe, frage ich mich, ob ich nicht durch Hinzufügen eines Kondensators C (zum Puffern) und eines Widerstands R (zur Ladestrombegrenzung am leeren Kondensator) das Relais auch mit einer Abschaltverzögerung ausstatten kann?
Hintergrund: während der Anlasser betätigt wird, wird die Klemme 15 (Zündplus) abgeschaltet. Dadurch schaltet natürlich auch das per Zündplus geschaltete Relais ab. Das würde ich gerne verhindern.
Falls das so einfach geht, wie müssten C und R dimensioniert werden, um bei einem "normalen" (falls es sowas gibt
) KfZ Relais 12V 30A eine Abschaltverzögerung von z.B. 4 Sekunden zu erreichen? Würde eine solche Schaltung die Freilaufdiode überflüssig machen (ich stelle mir jetzt laienhaft vor, dass der Kondensator da eine vergleichbare Wirkung haben könnte)?
Danke im Voraus für Eure Hilfe!
Ciao & Grüße
Marc
Also der Kondensator kann auf keinen Fall die Diode ersetzen. Je nach Spannungsrichtung (Betriebsspannung - positive Richtung / Induktionsspannung der Spule - negative Richtung) wäre der Kondensator auf jeden Fall irgendwann mal negativ gepolt. Und was Elektrolyt Kondensatoren in diesem Fall tun sollte ja jedem bekannt sein.
Unabhängig davon ist eine Ausschaltverzögerung mit einem Kondensator denkbar. Die Realisierbarkeit hängt aber stark vom Haltestrom des Relais ab. Da können schnell sehr große Kapazitäten nötig werden. Wenn du hier mal die Daten des Relais postest, kann ich dir mal die notwendige Beschaltung aufzeichnen.
Das grösste Problem wird sein, daß man schlecht festlegen kann welche Spannung tatsächlich noch am Relais anliegen muss bevor es in Ruhelage fällt. Da die Differenz zwischen der Spannung am aufgeladenen Kondensator (13,4V am Bordnetz ca.) und der Spannung bei der das Relais abschaltet (knapp unter 12V im schlechtesten Fall) sehr klein ist (1,5 V oder bissl mehr) wird der Kondensator die Haltespannung sehr schnell unterschreiten.
Am besten auch mal nachlesen unter: Ladeverhalten Kondensator
Ich habe jetzt noch nicht nachgerechnet, aber es könnte durchaus sein das du für eine Abschaltverzögerung von 4 Sek. mehrere Farad an Kapazität benötigst. (Genauer kann man das erst sagen wenn man den Haltestrom kennt und weiss bei welcher Spannung das Relais zurückkippt.)
Jedenfalls würde das eventuell bedeuten, das du einen oder mehrere von diesen fetten Riesenkondensatoren Link brauchen würdest. Ich glaube das wird nicht so ganz in deinem Sinne sein...
Eine elektronische Lösung ist wahrscheinlich der bessere Weg in diesem Fall.
Erstmal danke dass du den EIN Monate alten thread wieder ausgegraben hast 
Dann:
Zitat:
Original geschrieben von Osiris200SX
Ich habe jetzt noch nicht nachgerechnet, aber es könnte durchaus sein das du für eine Abschaltverzögerung von 4 Sek. mehrere Farad an Kapazität benötigst. (Genauer kann man das erst sagen wenn man den Haltestrom kennt und weiss bei welcher Spannung das Relais zurückkippt.)
Du weißt aber schon wieviel allein schon 1F ist! Ich glaub du unterschätzt das
Falls du mal einen 1F Cap mit einem Fernlicht 55W entleert hast wirst du merken dass da schon ein wenig MEHR Energie drin gespeichert. Überleg doch mal wieviel Strom das Relais ziehen müsste, wenn man mehrere Farad an Kapazität bräuchte.
Und mit ein bisschen Logik würde man auch verstehen, dass ...falls das Relais so viel ziehen würde... jedes Radio sofort in die Knie gehen würde, da es MAXIMALST ca 0,5A liefern kann.
Selbst ein sehr niederohmiges Relais mit 50 Ohm Spulenspannung würde nur 0,24A ziehen.
Und für deine 4 Sekunden Abschalteverzögerung kannst dann ja selber ganz einfach berechnen:
Tau = 4s
C = 4s / R
Wobei R der Widerstand der Relaisspule ist.
Achja, nimm den Wert ab besten mindestens doppelt, da die Formel Tau=R * C ja besagt, dass 1 Tau 63% Abfall der Spannung wäre.
63% wären leider nur 4,4V
Also ich rechne das jetzt einfach mal aus... Habe zwar gesagt, daß das nur grob geschätzt war (und da kann man dann ja auch mal grob daneben hauen ) aber egal.
Ich nehm mal folgende Werte an:
Innenwiderstand Relais 80 Ohm
Haltestrom bei 12 V wären dann: 150mA
Und ich nehm mal an das es ein sehr gutes Relais ist, das erst bei 8V an den Klemmen zurückkippt.
Dann beträgt die Spannungsdifferenz von Maximalladung bis zur Kippspannung ca. 5V das entspricht 37.3% Verlust an Spannung oder 63% der ursprünglichen Spannung.
Dann entsprechen die 4s 0,3 Tau (ca.) siehe Entladekurve bzw. e-Funktion. Denn nach nur 0,3Tau wären die 8V ja schon erreicht.
1Tau sind dann 13.33s
Der Formel zufolge ergibt sich also eine Kapazität von:
C = 13,33s / 80Ohm = 0,16F
Das ist jetzt mit relativ optimalen Werten gerechnet... Wahrscheinlich wird der Anker durch die Feder schon bei mehr als 8V zurückgeholt werden...
Grob geschätzt um den Faktor 6 nach oben verhauen... *lol* Aber so schlimm is es denn ja auch wieder nicht. 0,16F oder 160mF sind nicht grad ne gebräuchliche Kapazität...
Tante Edith: Das der Thread schon ein älteres Modell war hab ich nicht gesehen... Habe die Suche benutzt...
hi
also ..... geht das dann so klar?
würde dann MEINS werden 
bye
Ging doch hier nur um die Freilaufdiode die man parallel zu Relais verwenden sollte um die steuernde Elektronik zu schützen... 
Also sowas hier:
hi
jaaa ich wollte nix neues aufmachen....schaut kurz drüber und sagt OK oder verbessert es gerade und fertig. die aufgezeichnete diode hat nen anderen zweck.
bye
Zitat:
Original geschrieben von teamUV_wu-town
hi
jaaa ich wollte nix neues aufmachen....schaut kurz drüber und sagt OK oder verbessert es gerade und fertig. die aufgezeichnete diode hat nen anderen zweck.
bye
Und welchen Zweck hat sie?
Man kann sie überall unterschiedlich verbauen. Irgendeinen Zweck hat sie irgenwo immer
In diesem Fall hat sie wohl den Zweck die Lautsprecher vor Überlastung zu schützen.....das funktioniert, denn das Radio geht garnicht erst an ;-)
Gruß Frank
hi
uuups
ne es soll beim starten einfach nicht mehr ausgehen....wegen dem cap. sonst bringt der nix....denke ich mal....liege ich richtig?
bye
Musst aber auch bedenken, dass die Diode immer so um die 0,7V Spannungsabfall hat.
Wenn dein Radio dann 5A zieht, hat die Diode 3,5W Verlustleistung. Alles über ..ich sag mal so ca 0,3W muss mit Kühlkörper verbaut werden.
Na dann würd ich erst mal testen warum das Radio beim starten ausgeht. Zwei Möglichkeiten:
1.) Beim Starten werden alle Verbraucher abgeschaltet. Dann eine kleine Ausschaltverzögerung für den Zündplus des Radio´s bauen.
2.) Unterspannung durch Anlasserstrom: Wenn das der Fall ist taugt die Versorgung in dem Auto eh nicht um eine ordentliche Anlage zu betreiben: Stromversorgung optimieren!
Gruß Frank
hi
wie in punkt eins. das kommt in den nächsten fahrbaren untersatz. dieser verfügt über eine klemme X am zündschloss. cap in reihe wäre dann besser? dann "saugt" aber der anlasser auch daran....
hierfür bräuchte man dann sogar 2 kondensatoren oder? eine für gelb eine für rot. 
hatte immer weniger störgeräusche wenn ein headcap verbaut war. das gleiche gilt für das cap direkt an der lima.
sollte die diode mist sein....bleibt sie weg und fertig. gibt es dazu ne klare aussage?
bye
Wie gesagt: Eine normale Diode mit 0,7V Spannungsabfall kann dann gerne 3,5W Verlustleistung haben.
Das wäre mir viiiiel zu viel! Da musst du dann schon richtig mit Kühlkörpern arbeiten dass die dir nicht sofort abfackelt.
Lieber eine Zusatzbat rein und fertig
Dann kannst lang im Stand hören, hast insgesamt einen niedrigen Innenwiderstand der Batterien und das Radio bleibt an.