Bauteiltipp: Polyswitch, selbst rückstellende Sicherung

Polyswitch_800Jeder Mensch, der sich mit Elektronik in irgendeiner Form auseinandersetzt, kennt die Notwendigkeit von Sicherungen. Sie sind sozusagen gewollte Sollbruchstellen, welche beim Überschreiten einer bestimmten Vorgabe einen Vorgang oder eine Funktion unterbrechen. In der Regel wird in elektrischen Anlagen ein bestimmter Maximalstrom vorgegeben, der in der Einrichtung fließen darf. Wird dieser überschritten, muss abgeschaltet werden.

Gerade bei den im Modellbau und der Kleinleistungselektronik vorkommenden Anwendungen, sind große Ströme über  2-3 Ampere eher selten, dieser Beitrag hier gilt in diesem Szenario, Hausanschlüsse und Kernkraftwerke werden nicht berücksichtigt ;-)

Besonders ärgerlich ist es meist, wenn ein nachvollziehbarer Kurzschluss auftritt, der keinen Systemfehler darstellt, sondern durch Fehlbedienung im weitesten Sinne geschieht. Metallgegenstände, die versehentlich über Akkuanschlüsse gelegt wurden, Modelllokomotiven die so ungünstig entgleisen, dass ein Kurzschluss entsteht, es gibt reichlich Situationen, in denen ein zu hoher Strom fließen kann. In komplexeren Systemen kann hier eine intelligente Elektronik helfen, welche einen Überstrom feststellt und Gegenmaßnahmen ergreift, bei einfachen Anwendungen, begrenztem Platzangebot oder schlicht zu hohen Kosten scheidet diese Möglichkeit oft aus. Schmelzsicherungen sind auch kein Allheilmittel, der Aufwand für einen Austausch steht häufig in keinem Zusammenhang zur Fehlerursache.

Hier nun kann der Polyswitch gute Dienste leisten. Im Prinzip ist er ein PTC, ein Widerstand, der mit steigender Temperatur seinen Widerstandswert erhöht. Ich will hier nicht auf die Details zu dieser Bauteileart eingehen, dass findet sich u. a. auch bei Wikipedia.

Es gibt die Polyswitches mit Auslösewerten von einigen Milliampere bis hin zu einigen Ampere, neuerdings auch mit Spannungsverträglichkeit bis 230V, gängig sind allerdings derzeit die Varianten bis ca. 60V. Bei (zu) hohem Stromfluss erwärmen die Switches sich und werden bei erreichen eines bestimmten Wertes hochohmig (nicht lienar), praktisch wird der Verbraucher somit nicht mehr oder nur mit einem sehr geringen Strom versorgt. Sinkt nun die Temperatur, wird der Polyswitch wieder niederohmig, die Schaltung kann erneut arbeiten, die Sicherung hat sich quasi zurückgestellt. Ist der Fehler noch vorhanden, kommt es recht schnell zur Wiederholung des Vorganges. Im Alltag kann man dieses Verhalten auch zum Schutz vor Überhitzung einsetzten, die Wirkung ist gleich.



Nachteilig ist natürlich, dass dies keine schnelle Abschaltung ermöglicht. Zum Schutz vor Überlastung an (Modell) Motoren, Lokdecodern, Akkus oder sonstigen Bauteilen, welche eher durch längeren ‚Missbrauch‘ aufgeben, aber eine praktische Sache! In Schaltungen, welche sehr sensibel auf geringe Stromänderungen reagieren muss unter Umständen berücksichtigt werden, dass sie in kaltem Zustand einen geringen Widerstand von ca. 0,2 Ohm besitzen, abhängig auch von der Umgebungstemperatur. Im Alltag setze ich sie z. B. vor den Lokmotoren am Decoderausgang ein, da es trotz angeblichem Überlastschutz immer wieder mal Fälle von durchgebrannten Decodern bei blockierten Motoren gibt. Selbst bei Lokomotiven, welche sehr präzise eingestellt bzw. eingemessen wurden, habe ich bisher keine feststellbaren Unterschiede im Fahrverhalten bemerkt. Zur Anwendung kommen in dem Falle meist 1000 mA Polyswitches. Sie sind tolerant genug, beim Anfahren auch schwerer Züge nicht gleich abzuschalten, trennen aber sehr gut bei anhaltender Überlast.

FusecheckRecht elegant ist daneben auch die Möglichkeit, eine LED samt Vorwiderstand ‚über‘ der Sicherung anzubringen.

Löst der Polyswitch aus, fällt die komplette Spannung an seinen Anschlüssen ab und die LED signalisiert die Überlast. Klappt im Prinzip bei jeder Sicherung, man muss natürlich auf die anzutreffenden Spannungen achten und auch darauf, dass der Leuchtdiodenstrom allein nicht schon ausreicht, um die Schaltung vielleicht doch zu aktivieren. Vorsicht eben! Natürlich ginge auch ein Optokoppler, der wieder einen Transistor oder Controller oder… lassen wir das :mrgreen:

 

Passend dazu noch etwas Werbung, die Polyswitches gibt’s natürlich auch bei Reichelt ;-) In der jeweiligen Produktbeschreibung finden sich auch die Datenblätter, für einen präzisen Einsatz das A und O!

Polyswitch – Haltestrom 1100 mA


Polyswitch – Haltestrom 500 mA


Polyswitch – Haltestrom 250 mA


 

5 Gedanken zu „Bauteiltipp: Polyswitch, selbst rückstellende Sicherung

  1. Hallo, ich suche fr einen Rohrmotor die Mglichkeit einer berlastabschaltung. Ich weiss nicht ob das mit einem Poliswitch geht oder wie es anders zu machen ist.
    Ich habe den Motor missbarucht um ein Bett unter die Decke zu ziehen. Das Bett wiegt ca.70 kg. Der Motor zieht 115 kg. Nun mchte ich, dass der Motor nicht anluft oder anhlt wenn sich jemand auf dem Bett befindet. Also bei 90 oder 100 kg nicht luft. Ich bin brigens kein Elektroniker. Hier noch ein paar Motordaten:
    Zugkraft: 115 kg
    Rohrdurchmesser: 45 mm
    Geschwindigkeit: 12 U/min.
    Drehmoment: 50 Nm
    Spannung: 230 Volt
    Frequenz: 50 Hz
    Stromaufnahme: 0,86 A
    Motorleistung: 205 Watt
    Schutzart: IP 44
    Gewicht: 2,6 kg
    Einschaltdauer: 4 Minuten

    Gibt es da eine einfache Lsung fr?
    Vielen Dank fr die Hilfe vorab.
    Kay
    https://www.youtube.com/watch?v=-HL-e5A6Dt0

    • Hi

      In der Größenordnung wird mit einem einfachen Bauteil nicht viel zu machen sein, da müsste schon ein wenig Leistungselektronik dran. So etwas in der Richtung habe ich leider noch nie in den Händen gehabt, kann also auch keinen Schubs in irgendeine Richtung geben. Jedenfalls nichts mit wenig Aufwand…

      lg
      Micha

  2. Pingback: Sicherung (auch in der Schaltung) prüfen | Michael-Floessel.de – Blog

  3. Nur zur Info. Das mit der LED klappt nur bei angeschlossener Last. Wird die Last entfernt, so leuchtet die LED nicht.

    Das mit dem Rohrmotor… Da sollte man eher eine Schaltung verwenden, die bei zu hohem Strom abschaltet (egal ob via Schütz / Relais oder Halbleiter).
    Also einen Stromwandler z.B., der durch einen µC oder eine Analogsschaltung dann den Leistungsteil abschaltet. Aus folgendem Grund:
    Eine selbstrückstellende Sicherung benötigt einige Sekunden um auszulösen (extremst Träge). Nehmen wir an, die Sicherung benötigt 10 Sekunden (bei deinem Strom eher niedriger). Dann wäre das Bett bereits ca. 28cm näher an der Motorwelle.

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