Eine weitere Alternative, einen Abnehmer vor falsch angelegter Versorgungsspannung zu schützen, bietet die Methode mit einem Relais.
Die Ausführung ist ganz einfach. Man verschaltet in Reihe mit der Relaisspule eine Gleichrichterdiode. Damit wird sichergestellt, dass das Relais nur dann
schaltet, wenn die Versorgungsspannung richtig gepolt angelegt wird. Wird die Polarität vertauscht, blockiert die Diode den Stromfluss durch die Relaisspule
und sorgt dafür, dass das Relais nicht anzieht. Bei richtiger Polarität zieht das Relais an und mit seinem Schließer-Kontakt wird die Versorgungsspannung
bis hin zum Abnehmer durchgeschaltet. Bei falsch angelegter Spannung bleibt der Kontakt geöffnet.
Der Vorteil der Schaltung ist, dass bei richtig angelegter Versorgungsspannung und angezogenem Relais der Spannungsabfall an dem Relaiskontakt
praktisch vernachlässigbar ist. Darüber hinaus bleibt der Schließer-Kontakt des Relais im spannungslosen Zustand immer offen und bietet damit einen richtig
wirksamen Schutz für den Verbraucher. Es besteht keine Gefahr, dass der Verbraucher auch nur kurzfristig mit falsch gepolter Versorgungsspannung in
Kontakt kommt.
Der Nachteil ist, dass die Stromquelle, um das Relais im eingeschalteten Zustand zu halten, ausreichend Strom zur
Verfügung stellen muss.
Verpolungsschutz mit zwei Relais
Unsere Schaltung verwendet, um einen Endabnehmer vor Verpolung der Versorgungsspannung zu schützen, zwei Relais. Die Verschaltung der Relais wird so
gestaltet, dass bei angelegter Versorgungsspannung nur ein Relais anzieht und Strom verbraucht. Der Unterschied zu der Lösung mit einem Relais ist, dass beide
Relais nicht nur über einen, sondern über zwei Schließer-Kontakte verfügen. Außerdem ist auch das Ziel der Schaltung ein wenig anders gestaltet. Der
Verbraucher soll nicht nur vor falscher Polarität der Versorgungsspannung geschützt werden. Die Schaltung soll auch dafür sorgen, dass der Verbraucher trotz
falsch angelegter Versorgungsspannung mit richtig verpolter Spannung versorgt wird.
Schaltplan
Unabhängig davon, wie die Versorgungsspannung angeschlossen wird, erreicht sie zunächst den Verbraucher nicht. Es muss zunächst ein der beiden
Relais anziehen und seine Schließer-Kontakte schließen, damit der Verbraucher unter Spannung kommt. Wird die Versorgungsspannung richtig angelegt, zieht das Relais
K1 an. Das Relais K2 bleibt untätig, da der Spulenstrom von der Diode D3 blockiert wird.
Die Schließer-Kontakte von K1 schließen und der Verbraucher wird mit richtig gepolter Spannung versorgt. Die Stromwege gestalten sich in diesem
Fall wie folgt:
Bei falsch angelegter Versorgungsspannung kommt das Relais K2 zum Einsatz, zieht an und schließt seine beiden Schließer-Kontakte. Das Relais K1 kann
nicht anziehen, da der dazu notwendige Strom von der Diode D1 blockiert wird.
Die Stromwege werden jetzt geändert. Trotz falscher Polarität am Eingang wird der Verbraucher als Ergebnis der Umleitung wieder mit richtig gepolter Spannung
versorgt. Die Stromwege sehen jetzt wie folgt aus:
Testschaltung
Relais
Die Testschaltung wurde mit zwei Sanyo Relais DSY2Y-S-212D aufgebaut. Die Relais verfügen über zwei Wechsler-Kontakte. In der Schaltung werden, wie im
Schaltplan aufgezeichnet, nur die Schließer-Kontakte verwendet.
Bei den Dioden D1..D4 handelt es sich um die oft eingesetzten Gleichrichterdioden 1N4007. Bei Dimensionierung der Schaltung muss darauf geachtet werden,
dass die Dioden problemlos den durch die Spule des Relais fließenden Strom leiten können. Die 1N4007 können bedenklos für Ströme bis zu 1A
verwendet werden.
Leuchtdioden
Die farbigen Leuchtdioden werden mit 1kOhm Vorwiderständen abgesichert. Für die Funktionalität der Schaltung sind sie bedeutungslos.
Die Leuchtdiode LED1 (blau) signalisiert, dass die angelegte Versorgungsspannung richtige Polarität hat. Die zweite Leuchtdiode LED2 (gelb) informiert,
dass die Pole der Versorgungsspannung vertauscht wurden.
Die dritte Leuchtdiode LED3 (grün) fungiert in der Testschaltung als ein Verbraucher.
