Verpolungsschutz

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Ein Verpolungsschutz verhindert bei der Gleichspannungsversorgung eines Gerätes die falsche Polarität (Verpolung) oder begrenzt dadurch entstehende Schäden.

Mechanischer Verpolschutz[Bearbeiten]

Durch mechanische Vorrichtungen wird sichergestellt, dass elektrische Anschlüsse nicht in falscher Polarität (Vertauschen von Plus und Minus bei Gleichstromanwendungen) hergestellt werden können. Das wird durch Stecker erreicht, die nur in einer Lage zur Buchse eingesteckt werden können und so das Verpolen der Anschlüsse verhindern. Beispiele sind koaxiale Stecker von Steckernetzteilen oder auch Steckverbinder, bei denen Nasen oder die Anordnung der Steckerstifte nur eine Steckvariante zulassen, wie der französische Stecker-Typ E oder der Schweizer Stecker-Typ J.

Mechanischer Verpolschutz wird auch bei Wechselspannungsanwendungen verwendet, wenn es auf die Zuordnung der Stromwege ankommt (z. B. Mikrofone, Drehstrommotoren) bzw. bei elektrischen Betriebsmitteln mit einem Steckersystem wie dem Stecker-Typ E; hier handelt es sich um den Schutz vor Vertauschen von Neutral- und Außenleiter.

Elektrischer Verpolschutz[Bearbeiten]

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Beim elektrischen Verpolungsschutz wird durch geeignete Schaltungen und Bauteile (z. B. Verpolschutz-Dioden) sichergestellt, dass beim Anlegen elektrischer Spannungen in falscher Polarität (z. B. beim Nichtvorhandensein oder Versagen eines mechanischen Verpolschutzes) in dem angeschlossenen Gerät kein Schaden entsteht.

Schaltungsvarianten[Bearbeiten]

  1. Diode in Reihe mit der Versorgungsspannung. Bei Verpolung erhält das Gerät keinen Strom
    Vorteil: preiswert, bei Verpolung fließt kein Strom
    Nachteil: Verlustleistung und Spannungsabfall an der Diode
  2. Diode antiparallel zur Versorgungsspannung; eine Sicherung (meist „fliegend“ in der Pluszuleitung) schützt gegen Kurzschluss bei Verpolung
    Vorteil: bei korrekter Polung kein Einfluss
    Nachteil: Sicherungswechsel nach Verpolung
  3. vorgeschalteter Brückengleichrichter
    Vorteil: immer richtige Polarität
    Nachteil: das Gerät muss isoliert sein, Spannungsabfall und Verlustleistung
  4. Ein Relais schaltet mit Hilfe einer Diode die Versorgungsspannung zum Verbraucher durch
    Vorteil: kaum Spannungsabfall an den Kontakten
    Nachteile: aufwendig, zusätzliche Verlustleistung in der Relaisspule
  5. Ein P-Kanal Mosfet erlaubt Stromfluss über Drain nach Source wie eine Diode. Über der Zener-Diode und Widerstand wird die Gatespannung eingestellt. Ein relativ hoher Widerstand verringert Verluste.
    Vorteil: bei Verpolung fließt kein Strom
    Nachteil: höhere Anzahl an Bauelementen