Strombegrenzung

Strombegrenzung bezeichnet Verfahren und Vorrichtungen, die den elektrischen Strom in einem Stromkreis auf einen vorgesehenen Maximalwert begrenzen. Sie dient dem Schutz von Bauteilen und Leitungen, der Verhinderung von Störungen sowie der Erhöhung der Betriebssicherheit. Strombegrenzung kommt in Elektronik, Netzteilen, Motorsteuerungen, LED-Treibern und Batterieladungen zum Einsatz.

Prinzipien

Passiv: Bei passiven Lösungen wird der Strom durch widerstandliche Elemente oder temperaturabhängige Widerstände (NTC/PTC) begrenzt oder die verfügbare Spannung abgefallen. Vorteile: einfach, robust; Nachteile: kontinuierliche Verlustleistung und Wärmeentwicklung.

Aktiv: Elektronische Regelkreise messen den Laststrom und begrenzen ihn gezielt durch Transistoren oder Leistungshalbleiter. Vorteile: höhere Präzision, schnelle Reaktion; Nachteile: komplexer, potenziell höhere Kosten.

Typen

Linearer Strombegrenzer: Der Stromfluss wird durch einen seriell geschalteten Regler begrenzt. Einfach zu implementieren, erzeugt jedoch oft großen Wärmeverlust.

Schaltender Strombegrenzer: Nutzt Schalter und speichernde Elemente, um den Strom effizient zu begrenzen, insbesondere bei höheren Strömen.

Foldback-Strombegrenzung: Bei Überstrom sinkt der Strom auf ein niedriges Niveau und bleibt dort, bis die Störung behoben ist.

Konstantstromquelle: Speziell für Anwendungen wie LEDs oder Batterieladung, bei denen unabhängig von Laständerungen ein konstanter Strom erforderlich ist.

Anwendungen

Netzteile und Ladegeräte nutzen Strombegrenzung, um Kurzschlüsse oder Überlast zu verhindern; LEDs werden oft als Konstantstromquellen betrieben; Motorsteuerungen setzen Begrenzungen ein, um Schäden durch Überstrom zu vermeiden.

Vorteile und Einschränkungen

Strombegrenzung schützt Bauteile, erhöht die Betriebssicherheit und verhindert Unterbrechungen. Nachteile sind Wärmeverlust, potenziell eingeschränkte Spannungs- oder Leistungsabgabe sowie individuelle Regelungen, die individuell angepasst werden müssen.