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[Sven]

Einige Leute geben viel Geld für eine standesgemäße Verkabelung der Fahrzeug-
Lautsprecher aus. Wie aber sieht es mit der Spannungsversorgung aus, dem
Stromkabel und der Hauptsicherung?
Eine Endstufe verstärkt ein Musiksignal vom Head Unit. Damit sie dies ohne Verluste
tun kann, benötigt sie Strom. Dieser Strom kommt von der Batterie und – bei
laufendem Motor – zu einem gewissen Teil auch von der Lichtmaschine. Wenn an
der Endstufe – egal ob es eine analoge oder digitale ist – ein Subwoofer hängt,
benötigt diese VIEL Strom: Denn viel Ausgangsleistung = hoher Strombedarf.
Um viel Strom bereitzustellen, müssen einige Punkte vor und nach dem Einbau sichergestellt
und geprüft werden: Es reicht nicht, einfach ein dickes Stromkabel zu
kaufen und auf gut Glück zu hoffen!

STROMVERSORGUNG / KABELQUERSCHNITT / STROMBEDARF

Wenn ein Amp unter Last nicht genug Strom ziehen kann, läuft er Gefahr zu überhitzen:
Das Netzteil kann den Spannungsabfall nicht nachregeln, und die MOSFETS
springen wie die Lemminge über die Klippe. Viele Amps mit Ausgangsleistungen
über 1 kW sterben deshalb unnötigerweise den Tod des „Spannungsabfalls“
im Stromkreislauf...

WAS IST LEISTUNG?

Bei der elektrischen Leistung gilt die Herleitung P = U x I, das heißt: „Watt“ (P) =
Elektrische Spannung (U) mal Stromstärke in Ampére (I). Da die Spannung der Bordelektrik
auf ca. 12.5 bis 13.8 V begrenzt ist, muss man zur Erzeugung von viel Leistung
mit einem Amp auch viel Strom bereitstellen.
Jeder Leiter hat einen Widerstand. Wenn viel Strom fließt, führt ein elektrischer Widerstand
zu einem Spannungsabfall. Im Klartext: Um hohe Stromstärken verlustfrei
zu transportieren, benötigt man dicke Leiterquerschnitte.
Schauen wir uns die Minimum-Querschnitte für das Hauptstromkabel an, die für
eine verlustfreie Übertragung bei 5 m Hauptstromkabellänge benötigt werden:
MINIMALE STROMKABELQUERSCHNITTE
Strombedarf Ampére Querschnitt

0 – 20 A 6 mm2
20 – 50 A 16 mm2
50 – 65 A 25 mm2
65 – 125 A 35 mm2
125 – 170 A 50 mm2
170 – 250 A 75 mm2
250 – 350 A 100 mm2
350 – ??? A > 100 mm2

Beispiel: Wenn man eine Class-D mit hohem Wirkungsgrad einsetzt, die z.B. an 2
Ohm 2 kW abgibt und an dieser Impedanz 80% Wirkungsgrad aufweist, wird sie
über die Eingangsterminals 2000 : 80 x 100 = 2500 Watt aufnehmen. Wenn der
Motor läuft, liegen im Bordnetz 13.8 V Spannung an. Also: 2500 : 13.8 = 181
Ampére. Hier wäre für volle Leistungsabgabe ein 75 mm2 Kabel angebracht. Mit
einem 50 mm2 Kabel entsteht bereits ein merklicher Spannungsabfall, und unter
Voll-Last liegen bereits 0.32 V weniger am Eingangsterminal des Amps an.
Bei einem höheren Spannungsabfall, der nicht nur wegen eines zu kleinen Kabelquerschnitts
entstehen kann, wird das Netzteil schnell überhitzen: Es ist auf 12 V
ausgelegt, und tiefere Spannungen haben immer einen schlechteren Wirkungsgrad
zur Folge: Spannung zu tief, Netzteil wird heiß, der Wirkungsgrad geht in
den Keller, der Amp zieht zuviel Strom – Netzteil stirbt!
Das größte Problem aber ist, dass der gewählte Stromkabelquerschnitt oftmals nur etwas
zu klein ist. Die Spannung unter Voll-Last bricht nie wirklich so weit ein, dass die
Schutzschaltung des Amps reagieren kann. Der Spannungsabfall ist dennoch meist
groß genug, um das Netzteil der Endstufe zu überlasten – worauf die MOSFETS ihre
maximale Stromfestigkeit überschreiten und unter Rauch den Dienst quittieren.

STARTERBATTERIE

Allen Betrachtungen lag die Annahme zugrunde, dass die Batterie, als Basis der Bordelektrik
und Spannungsversorgung, grenzenlos Strom liefern
kann. In der Praxis ist die Starterbatterie oft nicht
mehr ganz taufrisch, der Säurestand ist zu tief,
oder aber das gute Ding ist nur halb geladen.
Bei Anlagen mit einer Gesamtleistung von
über 1.5 kW empfiehlt sich die Verwendung
einer hochstromfähigen Gel-Batterie mit einem
sehr hohen Kurzschlussstrom von über
800 – 900 A. Nur so kann sichergestellt werden,
dass auch Ströme über 150 A mehr als ein
bis zwei Sekunden fließen können.

MASSEPUNKT IM FAHRZEUG

Der Massepunkt hat für das optimale Funktionieren eines Car-Amps und dessen
volle Leistungsabgabe eine SEHR große Bedeutung. Um tragende Elemente des
Fahrzeugchassis untereinander zu verbinden, wird bei modernen Fahrzeugen oftmals
eine Kombination von Schweißpunkten und 2-Komponentenkleber verwendet.
Man kann also bei neueren Autos nie wirklich sicher sein, dass
durchgängige Schweißnähte für guten Stromfluss auf der Masseseite
sorgen. Falls es sich bei dem Fahrzeug um ein Modell
ohne durchgängige Schweißnähte handelt, fließt über die
Fahrzeugmasse zwar immer noch ein gewisser Strom,
wenn aber richtig Leistung gefragt ist, bricht die Spannung
stark ein, da die Masseseite aufgrund der hochohmigen
Schweißpunkte einen großen Spannungsabfall
verursacht. Bei neueren Fahrzeugen kann es also notwendig
sein, die Masseleitung auch parallel mit dem Pluskabel
nach hinten zu ziehen.

HAUPTSICHERUNG

Alle Übergangswiderstände summieren sich zu einem Einfügungs-Gesamtwiderstand,
der im Stromkreis liegt. Dieser Gesamteinfügungswiderstand verursacht am
Terminal der Endstufe(n) einen Spannungsabfall. Der Spannungsabfall ist um so
höher, je mehr Strom fließt (direkt proportional!). Bei Konfigurationen mit einer Gesamtleistung
von über 1 kW muss zwingend ein ANL Haupt-Sicherungshalter verwendet
werden. Bei höheren Leistungen bzw. mehreren Woofern und sehr leistungsstarken
Subwoofer-Amps sollte auf Hauptsicherungshalter zurückgegriffen
werden, bei denen ZWEI ANL-Sicherungen parallel geschaltet zum Einsatz kommen
– was den Übergangswiderstand halbiert und mehr Spannung an den Stromeingangsterminals
des Amps garantiert.
Der Hauptsicherungswert muss zudem an die Hauptstromleitung angepasst werden
– und diese muss natürlich mehr Strom transportieren können, als die angeschlossenen
Amps als Ganzes aufsummiert ziehen. Bei sehr hohen Strömen ist es
außerdem wichtig, für die Kabelenden, die in die Endstufenterminals kommen, sowie
für die Kabelanschlüsse am Hauptsicherungshalter und Verteilerblöcken jeweils
passende Kabelendösen zu verwenden.
MAX. AMPERE-WERTE FÜR HAUPTSICHERUNGEN
Kabelquerschnitt Max. Sicherungswert

10 mm2 50 A
20 mm2 120 A
35 mm2 200 A
50 mm2 250 A
70 mm2 400 A
100 mm2 ????

Kleinere Sicherungswerte als oben angegeben dürfen verwendet werden bzw. sind
in jedem Fall „sicher“. Sie brennen durch, wenn zuviel Strom fließt – zu große Sicherungen
aber sind sehr gefährlich. Also z.B. nicht für ein 20 mm2 Kabel eine 200
A Sicherung nehmen, weil gerade keine passende Sicherung zur Hand ist. Hier
„überlebt“ die Sicherung einen Kurzschluss, und das Kabel schmort durch!!!!

VERKABELUNG STEHT, STROMKREIS MIT MESSUNG ÜBERPRÜFEN

Wer glaubt, bei seinem Verstärker alles richtig gemacht zu haben, der kann nun
den ultimativen Messtest antreten, ob denn am Amp wirklich Strom ankommt –
und zwar unter Last und nicht im „Leerlauf“. Man nehme
ein normales Multimeter, stelle es auf DC (Gleichstrom)
mit Messbereich bis 20 oder 200 V und messe
mit laufendem Motor die Spannung an den beiden Batteriepolen.
Den abgelesenen Wert notieren. Nun wird
die Anlage eingeschaltet: Man dreht den VOL-Regler
des Headunit auf mittlere Lautstärke (halber Schub)
und misst nun die Spannung am Power Eingangsterminal
der Endstufe. Bei mehreren Endstufen sollte die
Spannung an der Bassendstufe gemessen werden, weil
diese den höchsten Strombedarf hat. Sollte die gemessene
Spannung um mehr als 0.2 V tiefer liegen als am Batterieterminal, weist dies
auf einen ZU GROSSEN Spannungsabfall im Stromkreis hin – und die Suche nach
dem Fehler kann beginnen.
NUR DIESE MESSUNG ZEIGT, OB DIE VERKABELUNG EtWAS TAUGT!
Die Suchreihenfolge ist normalerweise: Massepunkt, Batterieklemmen, Hauptsicherungshalter,
Verteilerblöcke (falls vorhanden). Hier sollte jede einzelne Verbindung