Lars Krüger ist ein in Lehrer aus Potsdam, der seit acht Jahren Elektor liest und seit 1992 Elektrofahrräder entwirft. Wie Sie sich vorstellen können, hat er im Laufe der Jahre viel über Hochstromsteuerung, Schaltungstests und E-Bikes gelernt.

Hohe Ströme steuern

„Früher, als ich jünger war, habe ich versucht, alles in sehr kurzer Zeit durchzuziehen. Eine Idee am Morgen musste am Abend fertig sein. Einige Problemchen haben mich nicht sonderlich gestört, wenn der Rest in Ordnung war und lief. Aber das führte zu vielen defekten und durchgebrannten Halbleitern, da es ja um Spannungen jenseits von 5V und/oder Ströme ging! 1992 habe ich mein erstes Elektrofahrrad gebaut. Nachdem ich nur ein Viertel eines Buches gelesen hatte, baute ich eine PWM, die mit etwa 100Hz läuft. Hinzu kam ein Satz von zehn BUZ-MOSFETs, eine große 100-Ah-Autobatterie und der 2-kW-Starter eines Citroen CX 2.5D.
 
Nach der ersten „Drosselung“ war der Motor richtig an: Die MOSFETs waren durchgebrannt und das Motorrad, das eine Geschwindigkeit von über 60 km/h erreichte, war nicht mehr zu stoppen. Natürlich war das Abschalten der Versorgungsspannung der PWM nutzlos, da die durchgebrannten FETs sich nicht mehr um die Gate-Spannung kümmerten. Ich hatte Glück, dass ich eine Sicherung eingebaut habe, die bei starkem Bremsen durchbrannte. Als nächsten Schritt baute ich einen großen Schalter aus dickem Kupfer und einer Feder ein. Dieser wurde anstelle des früheren Potentiometers an den Bowdenzug angeschlossen. Das Rad hat mit diesem puristischen Setup - 10 m in die Pedale treten und dann „ssss“ ab gehts - einfach Spaß gemacht. In den engen Gassen meiner Heimatstadt war das Gefährt zwar unkontrollierbar, doch ich lächelte von einem Ohr zum anderen. Aus dieser Geschichte habe ich gelernt, dass die Steuerung (Begrenzung) des Stroms eine ziemlich notwendige Sache ist, wenn man es mit einem starken Motor zu tun hat. Diesen Aspekt darf man weder ignorieren noch vergessen. Außerdem muss die Steuerung schnell genug sein muss, um die gewünschten Stromanstiegsgeschwindigkeiten zu bewältigen. Ansonsten gibt es unerwünschte Schwingungen im Regelkreis. Später studierte ich und lernte Einiges über Regeltechnik. Theoretisch. Der Stoff hatte leider wenig mit dem wirklichen Leben zu tun. Mehr gelernt habe ich durch Simulations-Tools wie PSpice oder seinem Nachfolger SIMetrix. Von da an hatte ich viel weniger Probleme mit der Steuerung hoher Ströme. Aber natürlich ist das Durchbrennen von MOSFETs in meinem Heimlabor nicht vollständig vorbei. Manchmal rutscht eine Sonde ab und produziert während der Messung einen „Kurzen“. Gut, wenn man eine Schutzbrille trägt und das Stromnetz des Raumes von der Schaltung getrennt ist, an dem man testet. Das Foto zeigt übrigens mein zweites E-Bike von 1994. Das erste war wohl so schnell, dass ich keine Zeit hatte, ein Foto davon zu machen.“
Lars Krüger
 
Krüger e-bike projects taught him a lot about high current control
Bei seinen E-Bike-Projekten hat Lars Krüger viel über die Steuerung hoher Ströme gelernt. Hier sein E-Bike von 1994.
 

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