Lichtmaschinenladeregler
Solange kein rotes Lämpchen brennt, interessiert der Laderegler herzlich wenig. Wenn eines brennt, ist schon mal ein neuer Regler fällig. In Anbetracht der Kosten für einen solchen ist insbesondere bei älteren Fahrzeugen mit mechanischem Regler der hier vorgestellte Lowcost-Halbleiterregler eine interessante Alternative.
Wenn der morgendliche Kaltstart zunehmend zum Problem wird oder gänzlich mißlingt, liegt es nicht immer an der Batterie. Nicht selten ist der Lichtmaschinenregler für den saft- und kraftlosen Akkuzustand verantwortlich. Neben mangelhafter Ladung kann es auch sein, daß die Batterie durch ständige Überladung vorzeitig gemeuchelt wurde. Es empfiehlt sich daher auf jeden Fall, vor dem Akkuwechsel auch den Regler überprüfen zu lassen. Falls dieser sich als Fehlerquelle herausstellt, wird es aber leider relativ teuer. Die hier vorgestellte Selbstbau-Alternative kostet hingegen keine 10 Euro an Bauteilen und unterliegt keinem mechanischen Verschleiß.


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Dynamo-Regelung
Bei den heute üblichen Wechselstromlichtmaschinen wird die erzeugte Wechselspannung noch innerhalb des Lichtmaschinengehäuses mit Dioden gleichgerichtet, von außen betrachtet erzeugt die Maschine also pulsierende Gleichspannung. Die so erzeugte Spannung ist von der Drehzahl des Motors abhängig. Da man aber 12-V-Batterie und Verbraucher mit halbwegs konstanter Spannung versorgen muß, ist die Lichtmaschinen-Ausgangsspannung entsprechend zu regeln. Das geht am einfachsten über die Regelung des Magnetfelds in der Erreger-Wicklung. In dieser Schaltung durch Negativregelung, d.h. ein Ende der Erregerwicklung ist mit der Generatorwicklung verbunden (bei der Drehstrom über Dioden, bei der Gleichstromlima direkt).

Aufbau
Der Leistungstransistor T2 muß wegen der hohen Belastung gut gekühlt werden. Er ist gegen Masse unbendingt isoliert zu montieren. Bei Einbau der Schaltung in ein Metallgehäuse läßt sich die Gehäusewand als Kühlkörper verwenden. Auch dann ist T2 gut zu isolieren! Ein Wert von 12,8 V ist für Z-Dioden nicht genormt. kann man genauso gut eine 12-V-Z-Diode und eine normale Siliziumdiode in Reihe schalten. Die resultierende Spannung ist dann etwa 12,6 V, was für diesen Zweck genau genug ist.
Bei meinem Bauvorschlag verwende ich das Alu-Gehäuse von Hammond, Typ 1590 LBFL. Der Leistungstransistor wird isoliert direkt auf die Grundplatte geschraubt, die Leiterplatte über 5mm-Abstandsröllchen darüber. Die einlötbaren Flachstecker können auch eine andere Form haben, nur die verwendeten sind mechanisch sehr stabil.


Das Gehäuse ist zu beziehen bei der Fa. PBE-Electronic und die Leiterplatte als PDF-Datei gibt es hier. Alle anderen Bauteile wie immer bei Reichelt oder Conrad.
Auf vielfachen Wunsch gibt es jetzt auch noch eine 6V-Version vom Negativregler für Gleichstrom-Limas.

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Das Gehäuse kommt diesesmal von Reichelt mit der Best.-Nr. TEKO AL2. Für die Befestigung auf einer Grungplatte oder ähnl. kann man die Gewindebohrungen für den Deckel weiter durchbohren und das Gewinde vollständig durchschneiden. Schaltplan, Bestückungsplan und Layout gibt es als PDF-Datei hier. Beim Layout ist die Bestückungsseite auch die Lötseite.

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Die zweite Schaltung funktioniert nach der Positivregelung, d.h. das eine Ende der Lima ist mit Masse verbunden.
Die Schaltung incl. Layout gibt es auch als PDF-Datei.
Bau und Abgleich

Auch in dieser Schaltung muß der Leistungstransistor (T5) gut gekühlt werden.
Etwas kompliziert gestaltet sich der Abgleich. Er muß vor dem Einbau der Schaltung ins Fahrzeug durchgeführt werden. Man benötigt zum Abgleich ein Digitalvoltmeter (oder zumindest ein sehr exaktes und hochohmiges Analogmeßgerät), möglichst zwei unabhängige Netzgeräte und eine AutoGlühbirne 12 V/1 8 W.
Das Netzteil 1 sollte mindestens 100 mA bei einer stabilisierten Ausgangsspannung von bis zu 15 V liefern können (mehr Strom oder Spannung schaden natürlich nicht). Das Netzteil 2 versorgt den Leistungsteil, es muß 12 V Festspannung liefern. Hat man (zum Beispiel leihweise) ein zweites, variables Netzteil, wird die Ausgangsspannung vor Beginn des eigentlichen Abgleichs auf etwa 12 V eingestellt. Dieses Netzteil sollte mindestens 1,5 A liefern können. Es kann auch durch die (ausgebaute) Autobatterie ersetzt werden. Ist der Abgleichaufbau fertig, erhöht man von der niedrigstmöglichen Spannung an die Ausgangsspannung von Netzteil 1 und verfolgt die Spannung am Digitalvoltmeter (die Anzeige des eventuell in das Netzteil eingebauten Voltmeters ist "ungültig"!) Ab 3 .. . 5 V müßte die Lampe glühen. Die Spannung wird weiter erhöht, die Lampe wird heller. Bei 14,3 V muß die Lampe erlöschen. Dieser Umschaltpunkt wird mit P1 eingestellt. Hierzu muß man sich dem Umschaltpunkt jedesmal wieder "von unten" nähern, also die Ausgangsspannung von Netzteil 1 ausreichend verringern. Ist der richtige Umschaltpunkt mit P1 eingestellt, wird diese Einstellung nochmals überprüft. Dazu stellt man die Ausgangsspannung von Netzteil 1 zunächst auf 15 V ein und verringert sie dann langsam. Bei 13,9 ... 14 V sollte die Lampe wieder aufleuchten. Diese Hysterese von etwa 0,3 Volt wird durch die Größe von R3 beeinflußt. Alle genannten Werte gelten bei einer Umgebungstemperatur von etwa 20Grad C, der Abgleich sollte im Winter also in der Wohnung oder einem entsprechend beheizten Raum durchgeführt werden. Mit nur einem Netzgerät kommen diejenigen aus, die über ein ausreichend starkes Netzgerät verfügen. Netzteil 2 entfällt dann einfach, der "freiwerdende" Anschluß der Lampe wird mit Masse verbunden. Ansonsten verläuft der Abgleich wie oben beschrieben.

Etwas anders sieht die Sache mit einer Gleich-stromlichtmaschine aus. Die Ständerwicklung im mechanischen Regler wird erst an die Batterie 'angeklinkt' wenn die Spannung an derselbigen über 13V steigt, denn dadurch wird ein Rückstrom in die Lima verhindert. In der elektronischen Version wird dieses durch zwei Dioden in Form eines Brückengleichrichters erreicht. Dieser sollte natürlich auch dementsprechend ausgelegt sein. Der KBPC5002 von Segor ist eine stabile Metallausführung mit Steckanschlüssen.

 


Bei der Auswahl der Schaltungsart ist muss zuerst der Lichtmaschinentyp herausgefunden werden. Ob Drehstrom oder Gleichstrom dürfte relativ klar sein, aber ob die Erregerwicklung mit D+ oder mit D- verbunden ist, ist nicht so einfach. Da sich die ganze Sache im niederohmigen Bereich bewegt, müsste man schon ein Milliohmmeter besitzen, um messtechnisch eine vernünftige Aussage zu bekommen. Da hilft eigentlich nur aufschrauben und nachsehen.
Hier noch einmal alle Downloaddateien (PDF-Format):
Laderegler (Negativregelung, 12V)
Laderegler (Positivregelung, 12V)
Laderegler (Negativregelung, 6V)