Schutz für Fahrer-Steuerschaltkonsolen und Kabelbäume
Effizienter Schaltungsschutz
Schalterkonsolen in der Fahrertür haben sich über die Jahre zu komplexen Einheiten entwickelt. Meist enthalten diese Konsolen zahlreiche Funktionen zum Öffnen und Schließen der Fenster, zur Einstellung des Seitenspiegels und zur Steuerung der Türverriegelung.
Schutz für Fahrer-Steuerschaltkonsolen und Kabelbäume
Schalterkonsolen in der Fahrertür haben sich über die Jahre zu komplexen Einheiten entwickelt. Meist enthalten diese Konsolen zahlreiche Funktionen zum Öffnen und Schließen der Fenster, zur Einstellung des Seitenspiegels und zur Steuerung der Türverriegelung.
Von Guillemette Paour
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Autohersteller müssen die für diese Steuereinheiten benötigten Kupferleitungen gegen mögliche Kurzschluss- und Überlastbedingungen schützen. Solche Bedingungen können bei Fehlverdrahtung oder einer Kollision entstehen. Sieht man keinen Schutz gegen solche Situationen vor, können als Folge unter anderem Schäden an der Steuereinheit auftreten.
PPTC-Bausteine (Polymeric Positive Temperature Coefficient) bieten sich als effizienter Schaltungsschutz an, zum Beispiel für die motorisierte Steuerung von Fensterhebern oder Spiegeln, für Mikroschalter und LED-Hintergrundbeleuchtungen mit Carbon-Kontakten. Durch eine schnelle Begrenzung der dort fließenden Ströme auf ein sicheres Maß lassen sich Leiterbahnen durch solche rücksetzbaren Bausteine vor möglichen Kurzschlüssen schützen. Für den Schutz von Kabelbäumen sind sie eine Alternative zu Sicherungen, in manchen Konfigurationen können sie sogar zur Vereinfachung einer Schaltung beitragen.
Steuerschalter für Fensterheber und Spiegelverstellung
Kurzschlüsse, Fehlverdrahtungen, der Ausfall von intelligenten Motoren, Kurzschlüsse an Pull-up-Widerständen und Bestückungsfehler gehören zu den potentiellen Fehlern, die bei Steuerschaltern im Auto auftreten können. Weitere Fehlerursachen können Leiterplatten-Komponenten oder -bahnen sein.
Je nach Querschnittsfläche kann eine Leiterbahn nur einen bestimmten Strom führen, bevor sie aufgrund der I2R-bedingten Hitze durchbrennt. Und schon vor dem Schmelzen kann eine Leiterbahn so heiß werden, dass es zu Schäden an der Leiterplatte oder an darauf bestückten Bauteilen kommen kann.
Bild 1 zeigt ein Design mit PPTC-Bausteinen, das zum Schutz der Fensterheber- und Seitenspiegel-Module in der Schalterkonsole auf der Fahrerseite dient. Dieses Design nutzt drei PPTC-Bausteine pro Fensterheber und einen weiteren für den Seitenspiegel-Stellschalter. Bei diesem Design schützen die PPTC-Bausteine die Leiterbahnen auf der Leiterplatte, die Pull-up-Widerstände, die Schalter sowie den Kabelbaum, der zu den Türen oder den Seitenspiegel-Motoren führt.
Dank ihres niedrigen Durchgangswiderstands bei normalen Arbeitsströmen beeinträchtigen PPTC-Bausteine den Normalbetrieb nicht. Bei Auftreten eines Fehlerzustands verändert der Baustein sehr schnell seinen Widerstand und begrenzt den Strom auf einen Wert, den die entsprechenden Leiterbahnen sicher führen können. Nach Beseitigung des Fehlers und nachfolgendem Aus- und Einschalten der Spannung wird der Baustein zurückgesetzt. Damit kann der Strom wieder normal fließen und die Schaltung arbeitet wieder regulär. Dank ihres kleinen Formfaktors lassen sich die oberflächen-montierbaren PPTC-Bausteine problemlos auch in Schaltungen mit räumlich beengten Leiterplatten verwenden.
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