Bordspannungsversorgung

von Micha H., erstellt 2014-01-17

Dieser Leitfaden befasst sich mit der Stromversorgung elektronischer Schaltungen im 12V-Bordnetz von KFZ.

Bordspannungsversorgung im KFZ

Achtung

Hier geht es nicht um kommerzielle Elektronik! Wer kommerzielle Elektronik entwickelt, seine Schaltung in einem Prüflabor untersuchen lassen will, Bedenkenträger ist oder auf solche hört, ist hier falsch! Bitte hier aufhören zu lesen und dort: KFZ weitermachen. Auch die sogenannte dse-FAQ wurde oft genug genannt.

Alle anderen, welche eine einfache Lösung für die besonderen Erfordernisse bei der Stromversorgung im KFZ, speziell im PKW suchen, sind hier richtig.

Teil 1, auf die Schnelle zur Schaltung

Dieser Artikel entstand, weil es im Zusammenhang mit der Stromversorgung von elektronischen Schaltungen im KFZ jede Menge falsche Vorstellungen, Halbwissen und Missverständnisse gibt, wie immer wiederkehrende Diskussionen im Forum zeigen. Viele Hobbyelektroniker und sogar Industrieentwickler halten das Bordnetz von KFZ für die reine Hölle, wie sogar das Datenblatt des LTC1435 [1] (S.14) zeigt¹, und man müsste unglaubliche Anstrengungen und Vorsorge treffen, um eine Schaltung ohne Schaden im KFZ zu betreiben. Selbstverständlich ist das nicht so, wie Millionen von elektronischen Steuerungen in unseren KFZ tagtäglich auf der Straße beweisen. Andererseits ist das Bordnetz ein Umfeld, das besondere Beachtung und bestimmte Maßnahmen erfordert, um eine elektronische Schaltung, speziell mit Mikrocontrollern, sicher zu betreiben.

Nun also endlich zur Schaltung, wobei wir davon ausgehen, daß 5V für den Mikrocontroller nötig sind. Dies war bei mir der Fall und so zeige ich meine Lösung, die natürlich nicht die einzig mögliche darstellt sondern nur eine von vielen Möglichkeiten ist.

Schaltplan1

Hier wird also die Bordspannung über eine Diode und einen Widerstand auf einen Elektrolytkondensator geführt, um dann von einem herkömmlichen Dreibein-Spannungsregler auf 5V reduziert zu werden.

Manch einer fragt sich hier natürlich, warum eine Industrieschaltung um so viel aufwendiger ist, das muß doch einen Grund haben? Natürlich hat es den, aber das erkläre ich erst im 2. Teil. Zunächst sei hier gesagt, daß alle wesentlichen sowie in der Praxis vorkommenden Störfälle mit dieser Schaltung komplett abgedeckt sind.

Zum Abfangen von negativen Pulsen reicht die Diode in Flußrichtung. Positive Pulse sind mit einem Tiefpass zu begrenzen, im einfachsten Fall genügt bereits die schon vorhandene Diode als „Vorwiderstand“ für einen etwas größeren Kondensator, man kann aber auch einen niederohmigen Widerstand so wie hier geschehen vorsehen, um auf der sicheren Seite zu sein. Alles weitere regelt im Sinne des Wortes ein ganz normaler Linearregler vom Typ 7805 mit einer maximalen Eingangsspannung von 35V. Eventuell laut Datenblatt nötige Kondensatoren sind freilich hinzuzufügen.

Schon ist die Schaltung fertig; wer sich nicht weiter für die Theorie interessiert, kann hier aufhören zu lesen und anfangen zu löten. Viel Spaß!

Teil 2, theoretische Betrachtung

Hier nun eine etwas tiefer gehende Betrachtung der Fälle.

Fortsetzung folgt nach Lust, Laune und Zeit.

¹ Eigentlich zeigt das nur, daß der Autor des Datenblattes seinen Beruf nicht recht versteht, ein Profi braucht solche Theatralik nicht. Wie bedauerlich.