Leiterplatten-Steckverbinder

Steckverbinder haben die Aufgabe, elektrische Leitungen entweder zu trennen oder zu verbinden. Man unterscheidet dabei zwischen unterschiedlichen Stecksystemen, die für elektrischen Strom oder optische Strahlung verwendet werden. Fast alle elektronischen Geräte verfügen über Leiterplatten-Steckverbinder. Die Steckverbinder werden auf der Leiterplatte, einem Träger für elektronische Bauteile, befestigt. Die Leiterplatten selbst bestehen meist aus faserverstärktem, isolierendem Kunststoff mit darauf befindlichen Leiterbahnen.

Steckverbinder allgemein

Grundsätzlich unterscheidet man Steckverbinder nach ihrem weiblichen und männlichen Teil. Das männliche Teil hat nach außen gehende Kontaktstifte und wird auch Stecker oder Einbaustecker genannt. Dagegen hat der weibliche Teil nach innen liegende Kontakte, die auch Kupplung oder Buchse heißen.

Merkmale von Leiterplatten-Steckverbindern

Bei Leiterplatten-Steckverbindern unterscheidet man zwischen direkten und indirekten Steckverbindern. Die direkten Steckverbinder verfügen über Steckkontakte mit speziell geformten Leiterbahnen, während die indirekten Steckverbinder aufgelötete Stecker besitzen. Die Gegenstücke der direkten Leiterplatten-Steckverbinder werden Federleisten oder auch Buchsenleisten genannt. Gerade bei Leiterplatten, die als Steckkarten Verwendung finden, werden Steckverbinder eingesetzt. Diese Steckkarten haben den Vorteil, dass sie leicht ausgetauscht werden können.

Verwendung von Leiterplatten und Steckverbindern

Die meisten Steckverbinder werden über gerade oder gewinkelte Lötstifte mit der Leiterplatte verlötet. Allerdings werden auch Leiterplatten-Steckverbinder verwendet, die mechanisch mit der Platine verbunden werden können. In einigen Fällen werden Abschirmbleche oder Niet- und Schraubverbindungen in die Platine eingesetzt und mit dieser verlötet.

Weiterführende Links zum Thema: Normen des VDE.

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Regelbare Konstantstromquelle

Grundsätzlich gewährleisten Konstantstromquellen einen konstanten Strom, den sie in einen Stromkreis einspeisen. Die regelbare Konstantstromquelle findet oft Anwendung in Schaltungen mit Leuchtdioden. In diesem Fall kann man Konstantstromquellen mit Hilfe von Transistoren oder auch integrierten Schaltkreisen möglich machen.

Regelbare Konstantstromquellen mit Leuchtdioden

Die Vorteile einer Konstantstromquelle mit Leuchtdioden (Abk. LED) sind folgende

  • Vorwiderstand ist nicht mehr abhängig von der Versorgungsspannung
  • sicherer Betrieb der LED über einen großen Spannungsbereich
  • LED wird konstant mit Strom versorgt

Leuchtdioden und ihre Anwendung

Sogenannte LED-Treiber verfügen häufig über eine oder auch mehrere regelbare Konstantstromquellen. Diese Schaltungen werden in der Regel analog geschaltet.

Die Leuchtdioden sind gegenüber herkömmlichen Glühlampen in vielen Bereichen vorteilhafter. Einige Vorteile von LED werden im Folgenden hier aufgelistet.

  • geringerer Energieverbrauch
  • höherer Wirkungsgrad
  • produzieren weniger Wärme
  • unempfindlicher
  • hohe Lebensdauer

Die Anwendung von Leuchtdioden ist sehr unterschiedlich. Insbesondere in der Automobilindustrie werden Leuchtdioden als LED-Scheinwerfer vermehrt eingesetzt.

Integrierte Schaltkreise

Eine weitere Möglichkeit bieten zweipolige Konstantstromquellen in Form von integrierten Schaltkreisen. Bei diesen Schaltungen fließen unterschiedliche Ströme von einigen Milliampere. Darüber hinaus finden regelbare Konstantstromquellen in Verbindung mit LED-Treibern als integrierte Schaltung Anwendung. Diese Schaltungen funktionieren analog oder über Schaltregler mit Speicherdrossel.

Eine andere Art von Konstantstromquellen mit integrierten Schaltkreisen sind Schaltungen mit eingebauten Längsreglern. Die dabei entstehende Referenzspannung wird bei der Strommessung am Widerstand verwendet. Auf diese Weise wird eine bestimmte Spannung am Widerstand abgegeben. Diese Schaltung führt zu einem niedrigen Steuerstrom und ist auch für höhere Stromstärken ausgelegt.

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Wechselrichter – Teil 2

Wechselrichter in der Photovoltaik

Ein noch relativ junges Einsatzgebiet von Wechselrichtern liegt im Bereich der Photovoltaik. Man unterscheidet bei netzgekoppelten Photovoltaikanlagen drei mögliche Arten von Wechselrichtern. Für Solarmodule werden Modulwechselrichter verwendet, die bei 100 bis 1400 Wp (Watt piek) liegen. Die sogenannten Strangwechselrichter sind die am häufigsten verwendeten Wechselrichter auf dem Gebiet der Photovoltaik. Für hohe Wirkungsgrade stehen die Zentralwechselrichter, die aufgrund ihrer Größe oft in einem eigenen Raum stehen.

Fremdgeführte Wechselrichter

Für eine unterbrechungsfreie Stromversorgung (Abk. USV) von Verbrauchern sorgen fremdgeführte Wechselrichter, die bei Stromausfall innerhalb weniger Millisekunden zugeschaltet werden. Der Wechselrichter besteht in diesem Fall aus einem Bleiakkumulator, der vom Netz auf einem bestimmten Niveau gehalten wird. Moderne Geräte verfügen über PWM-Wechselrichter (Pulsweitenmodulation), die wesentlich leichter sind.

Weitere Anwendungen von Wechselrichtern

In Schaltungen von Frequenzumrichtern sind ebenfalls Wechselrichter integriert. In diesem Fall wird eine Wechselspannung nach erfolgter Gleichrichtung in eine Wechselspannung mit gewünschter Frequenz umgewandelt. Anwendung findet diese Umwandlung bei Asynchronmotoren, die in ihrer Drehzahl gesteuert werden sollen.

Die Wechselrichter werden in Kraftfahrzeugen an den Zigarettenanzünder mit 12 Volt oder beispielsweise bei Bussen an den elektrischen Anschluss mit 24 Volt angeschlossen. Fahrzeugbesitzer sollten allerdings die Verwendung von Wechselrichtern höherer Leistung einschränken, um eine ausreichende Absicherung zu gewährleisten und damit eine Kontakterwärmung einzugrenzen. Daher sind Verbraucher mit einem Betrieb von bis zu höchstens 150 Watt für den Zigarettenanzünder ratsam.

Mehr Infos zum Thema: Wechselrichter Wikipedia

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Wechselrichter – Teil 1

Der Wechselrichter, auch Inverter genannt, hat in der Elektrotechnik die Aufgabe, Gleichstrom in Wechselstrom sowie Gleichspannung in Wechselspannung umzuwandeln. Angeboten werden unter anderem Geräte, die über einen 230 Volt Anschluss und ein Adapterkabel verfügen. Mit dem Adapter kann beispielsweise über den Zigarettenanzünder 12 Volt Gleichstrom in 230 Volt Wechselstrom umgewandelt werden. Das hat den Vorteil, dass mit einem Wechselrichter fast überall Strom zur Verfügung steht.

Anwendungsbereiche von Wechselrichtern

Einige Wechselrichter der neuen Generation können einen Wirkungsgrad von 98 Prozent erlangen. Sie arbeiten mit Halbleitern aus Siliciumcarbid, einer Verbindung aus Silicium und Kohlenstoff, welche für hohe Temperaturen und eine gute Wärmeleitfähigkeit ausgelegt ist. Die Wechselrichter werden in unterschiedlichen Bereichen eingesetzt. Man findet sie z.B. in Photovoltaikanlagen, Windkraftanlagen oder der Brennstoffzelle wieder. Weitere Anwendungsgebiete der Wechselrichter sind in Krankenhäusern und Rechenzentren. Hier haben sie die wichtige Aufgabe, für eine unterbrechungsfreie Stromversorgung zu sorgen.

Die Wechselrichter – Arten

Grundsätzlich werden bei Wechselrichtern zwei Steuerungsarten unterschieden. Sie werden die selbstgeführten und fremdgeführten Wechselrichter genannt. Die selbstgeführten Wechselrichter verfügen beispielsweise über Transistoren, die unabhängig vom Netz Wechselspannung erzeugen können. Die Ventile werden von den Wechselrichtern bei Bedarf zu- und abgeschaltet. Fremdgeführte Wechselrichter, welche auch als netzgeführte Wechselrichter bezeichnet werden, sind im Gegensatz zu den selbstgeführten Wechselrichtern vom Netz abhängig und haben die Aufgabe, Energie zu liefern.

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