Beratungsintensiv und nicht von der Stange »Power-Distribution«: Stromversorgung und Leistungselektronik

Distribution heißt bei Hy-Line Power Components vor allem Beratung. Und die geht deutlich über eine reine Produktvorstellung hinaus. »Denn oft erschließt sich der Vorteil eines Bauteiles erst dann, wenn man die Auswirkung auf die Gesamtschaltung betrachtet«, erklärt Jochen Krause, Marketingleiter des Unternehmens.

Wie der Firmenname unschwer erkennen lässt: Das Produktspektrum von Hy-Line Power Components konzentriert sich auf die Bereiche Power und Leistungselektronik: Dazu gehören Bauelemente für den diskreten Aufbau einer Stromversorgung genauso wie Stromversorgungsmodule bis hin zu fertigen Stromversorgungen.

Bei der Linecard setzt Hy-Line Power ausdrücklich nicht auf »Billighersteller«, sondern nur auf Lieferanten, die besonders für hohe Qualität und Zuverlässigkeit bekannt sind: »Bei Industriekunden ist nicht »Billig von der Stange« gefragt. Hier ist nicht entscheidend, ob ein Leistungshalbleiter nun 5% mehr oder weniger kostet, sondern ob das Bauteil auch in fünf Jahren noch lieferbar ist und ob es in der geplanten Maschine 20 Jahre seinen Dienst tun wird, ohne auszufallen«, betont Krause. Natürlich besteht das Geschäftsinteresse eines Distributors darin, Bauteile zu verkaufen; im Vordergrund, so Krause, stehe für Hy-Line Power aber die Beratung und die Betreuung der Kunden von der Produktauswahl bis hin zur Entwicklung. Denn der Power-Bereich mit all seinen Facetten zählt bekanntlich zu den beratungsintensivsten Segmenten der Elektronik: »Nehmen wir das Beispiel der Stromversorgungstechnik: Viele sehen den Trend zur digitalen Stromversorgung. Aber wo bietet die wirklich Vorteile? Ist eine digitale Stromversorgung für meine Anwendung überhaupt sinnvoll? Diese Fragen klären wir mit dem Kunden, bevor wir ihm eine Produktauswahl präsentieren«, schildert Krause. Darüber hinaus bietet der Distributor Kundenseminare als Einstieg in das Thema an, hilft bei der Einrichtung der Entwicklungsumgebung und unterstützt mit Demo-Boards. »Unsere Applikationsingenieure stehen den Kunden bei Fragen auch während der Entwicklungsphase zur Verfügung.«

Erneuerbare Energien = Herausforderung für die Leistungselektronik
 
Die Herausforderungen der Leistungselektronik wachsen besonders in Zusammenhang mit den erneuerbaren Energien, und damit steigt auch der Beratungsbedarf der Kunden, wie Krause an einem Beispiel erläutert: »Es ist wesentlich effizienter, die auf einem Dach montierten Solarpaneele nicht zentral über einen großen Wechselrichter mit dem Netz zu koppeln, sondern über mehrere kleinere Mikro-Inverter: Bei einer Störung oder bei einer Teilabschattung fällt so nicht die gesamte Anlage aus, sondern nur der betroffene Anlagenteil«, erklärt Krause. Zudem sind die Verluste in den Zuleitungen geringer, es ist kein Hochvolt-Betrieb notwendig, und die Leistungshalbleiter sind wesentlich leichter kühlbar und langlebiger. Eine entsprechende Musterschaltung für einen Mikro-Solar-Inverter mit Layout und Bauteileliste stellt der Distributor zur Verfügung.

Die Windräder der Windkraftanlagen sind ebenfalls eine Anwendung, in der die Leistungselektronik eine entscheidende Rolle spielt: Die Windenergie muss effizient ins Netz eingespeist werden, ob bei Flaute oder Sturm. Bei Böen muss das Windrad schnell genug in einen sicheren Betriebszustand gebracht werden. Die eingesetzte Leistungselektronik muss mit sekündlich sich ändernden Situationen im Hochsommer ebenso wie im Winter umgehen können. Neben den eigentlichen Leistungshalbleitern – IGBTs oder MOSFETs – spielen hier auch die Treiber eine wichtige Rolle«, so Krause: »Hochintegrierte Core- und Plug&Play-IGBT- und MOSFET-Treiber schützen die teuren Leistungshalbleiter vor Überlast und sind dank minimierter Komponentenanzahl zuverlässiger und kostengünstiger als Eigenentwicklungen.«

Eine ähnliche Dezentralisierung entwickelt sich auch bei den Netzteilen. »Die klassische Computer-Stromversorgung, aus der auf über einem Dutzend Kabel acht unterschiedliche Spannungen herauskommen, hat schon so manchen Entwickler zur Verzweiflung gebracht, wenn er etwas mehr Strom von der 3,3-Volt-Schiene und etwas weniger von der 12-Volt-Schiene benötigt und deshalb von einem 300- zu einem 500-W-Netzteil wechseln muss«, weiß Krause. Das sei nicht nur unnötig teuer, sondern zeige infolge des Teillastbetriebs auch einen schlechten Wirkungsgrad. Zudem ist es kaum möglich, externe Baugruppen vernünftig zu versorgen, ohne weitere Netzteile zu verwenden. Hier empfiehlt Hy-Line Power den Kunden universellere, modulare Bus-Baustein-Lösungen, die aus einer stabilen, geregelten Busspannung von beispielsweise 48 Volt dezentral in der Art eines »Gleichspannungs-Teilers« alle benötigten Kleinspannungen ohne weitere Regelungen erzeugen und dabei trotz der mehrstufigen Wandlung höhere Wirkungsgrade und Packungsdichten erzielen als das normale »Zentralnetzteil«. »Doch diese neue Technik benötigt Beratung und einführende Erklärungen, weil die Ingenieure eher die weniger effiziente Vorgehensweise gewohnt sind und eine ungeregelte Busspannung mit vielen Point-of-Load-Reglern benutzen«, gibt der Marketingleiter zu bedenken. 

Auch wenn es um die digitale Regelung geht, sieht Krause bei den Kunden viel Beratungsbedarf. Denn um die Möglichkeiten dieser Technologie voll auszuschöpfen, ist eine sehr breite Expertise notwendig – ob Analog-, Digital-, Prozessor- oder Leistungselektronik. Nicht jeder Entwickler ist in allen diesen Bereichen firm – hier könne ein auf Leistungselektronik spezialisierter Distributor wie Hy-Line Power Components dem Entwickler und auch dem Einkäufer unnötige Irrwege ersparen, ist Krause überzeugt. Zudem ist es wichtig, die entscheidenden Erfordernisse einer Anwendung zu erkennen: So ist beispielsweise ein Netzteil falsch eingesetzt, das 98% Wirkungsgrad bei Volllast hat, aber in der konkreten Applikation 95% der Zeit nur als Standby-Stromversorgung dient und dann immer noch mehrere Watt zieht. »Ein anderes Netzteil, das nur 92% Wirkungsgrad hat, doch dafür nur ein halbes Watt Leerlaufleistung benötigt, ist in dieser Applikation klar effizienter und deshalb vorzuziehen«, sagt Krause.

Auch bei der Mobilität macht sich der Trend zu dezentralen und »grünen« Techniken bemerkbar: »Die Elektromobilität kommt«, ist sich Krause sicher, »und hier kann die kinetische Energie, die das vorher erwähnte Windrad in elektrische Energie gewandelt hat, wieder zurück in kinetische Energie gewandelt werden.« Deshalb spiele eine intelligente Leistungselektronik die entscheidende Rolle, damit die teuer gespeicherte Energie nicht als ungewollte Wärme endet.