1. Welcher Spannungswert muss die Grenze sein?
Zu Zeiten, in denen es nur Bleiakkus gab, berechnete man die Bordspannung mit Nennspannung +15 %. Das sind die berühmten (bei 12 Volt Netzen) 13,8 Volt. Auch Ladeschlussspannung benannt.
Ein Volt mehr war damals auch noch toleriert. Danach fing die Batterie an auszugasen und zu verkochen.
Durch die heutige Elektronik sind die Grenzen etwas enger, bei 14,4 Volt ist die Obergrenze. Nach unten sind 10,2 Volt festgelegt, sonst spinnen Motormanagment & C0.
Und es kann sein, das die ganze Elektronik dann abschaltet und man geht zu Fuss.
2. Wie ist es zu schaffen, die Lämpchen an ihren unzähligen Einbauorten vor Spannungsspitzen zu schützen und gleichzeitig eine ordentlich hohe Ladespannung zur Batterie zu lassen? Oder anders - wo ist der richtige Einbauort für den Begrenzer?
Gute Frage, grundsätzlich wird die Bordspannung ja durch den berühmten Regler begrenzt. Dir regeln gut aus, die Spannungsspitzen entstehen nach dem Regler.
Blinkerrelais, Zündung, Kerzen, Umschaltvorgänge (Fernlicht!) usw. verseuchen das Netz von "hinten". Jetzt kommt die Batterie ins Spiel: Früher auch Sammler genannt, ist sie ja parallel zum Bordnetz und dem Regler geschaltet.
Die Batterie ist ja nichts anderes als ein riesengrosser Kondensator. Sie kann daher schon so einiges aus dem Bordnetz filtern, duch die langen Kabelwege und und weitere Umstände leider nicht alles. (Daher verbietet es sich auch, die Batterie mit laufendem Motor abzuklemmen !! Bestenfalls sterben nur die LIMA-Dioden...)
Ansatz 1: Die oben schon aufgeführte Zenerdiode parallel zur Batterie. In einer motorradtauglichen und stark überdimensionierten Ausführung. Wird bei VW und Ford gerne gemacht und hat sich bewährt.
Einen direkten Typ habe ich da jetzt nicht zur Hand, ich werde aber die Tage mal einen recherchieren und raussuchen.
Ansatz 2: Jeden Verbraucher einzeln zu schützen...ein riesengrosser Aufwand und störanfällig....lassen wir das besser.
3. Stimmt es, dass die LEDs weniger von hoher Spannung als vielmehr von hohen Strömen gestresst werden? Und wenn ja - mit welchen Bauteilen kann man die begrenzen?
Vorab gilt: LEDs, -egal welche- werden IMMER mit KonstantSTROM betrieben. Bei den kleinen 5 und 3mm Typen sind das IdR. 20mA. Wobei diese 20mA der absolute Maximalstrom ist! Dh. , mit 20 mA laufen die auf Höchstleistung!
Analog zum Motor mit 8000U/min bei höchstzulässigen 8000U/min..... Bei 12-15 mA Strom ist man auf der sicheren Seite. Und viel dunkler sind die dann auch nicht.
Hier kommt das Ohmsche Gesetz mit aller Wucht zum tragen....
Diesen Konstantstrom kann man mit dem Vorwiderstand erreichen (China-Methode) oder richtig gemacht- aktiv mit 2 -3 Bauteilen im 50 Cent-Bereich. Dadurch kann man dan die LED schon an 50 Volt betreiben, Hauptsache, der Strom bleibt bei max. 20mA.
Diese Dinger nennen sich dann KSQ, -Konstantstromquellen. Gibt es im Fachhandel, Ebay, etc. Und wie es nun mal so ist, sind diese KSQ NICHT überspannungsfest. Hier kann dann wiederum diese Zenerdiode (25 Cent) Abhilfe schaffen.
4. Ist es denkbar, ein separates 3,2-Volt-Netz nur für LEDs an Bord zu installieren? Was man dann idealerweise auf konstantem Wert hält? [/quote]
Na klar, kein Problem. Idealerweise aber nur für eine Sorte (Farbe) von LEDs, hier die Instrumentenbeleuchtung. Warum?
3,2-3,6 Volt für blaue und weisse LEDS. Würde ja passen.
2,0-2,2 Volt für rote LEDs...rote LEDs? Haben wir die in Cokpit?
2,3-2,3 Volt für grüne LEDs, Neutallicht und Blinker.
Hört sich pingelig an, aber LEDs haben leider eine Kennlinie, sind also nicht linear. Schade eigentlich....
Fazit:
Viel Theorie.
Praxis: ich werde mir eine grosse Zenerdiode parallel zur Batterie einbauen. Typ und Bezugsquelle, Einbauort/Montage stelle ich später ein.
Hier wird das Bordnetz generell bei 14-14,5 Volt begrenzt. Die Lämpchen, die TSI und der Regler wirds danken.
Die ganz zarten Pflänzchen namens LED bekommen einen weiteren Überspannungsschutz und die Konstantstromquellen vorgeschaltet.
Das sollte in ein 30x40mm Kästchen passen. Bei meiner Bonsai sind das 2x Instrumentenbeleuchtung, Neutal, Fernlicht und Blinker.
Und für die, die es interessiert werde ich nachher mal Oszillogramme aufnehmen.
Mal sehen, was auf meinem Bordnetz noch so los ist
Aber jetzt brauche ich ersmal Kaffee.