TDK-Lambda 100-W-Netzteil mit Bestwerten

Netzteil-Mini mit viel Power: die neue ZMS100-Reihe für die Ausgangsspannungen 12V, 15V, 24V, 36V und 48V.
Netzteil-Mini mit viel Power: die neue ZMS100-Reihe für die Ausgangsspannungen 12V, 15V, 24V, 36V und 48V.

Mit der Eröffnung des »Advanced Technology Centre«, kurz ATC, in Bristol hat TDK-Lambda in Europa einen neuen Weg bei der Geräteentwicklung eingeschlagen. Das erste »Baby« dieses interdisziplinären Teams kommt nun unter der Bezeichnung ZMS100 auf den Markt.

ZMS100 stellt eine Familie von Netzteilen mit Weitbereichseingang und fünf verschiedenen festen Ausgangsspannungen zwischen 12 V und 48 V dar. Auf einer vergleichsweise kleinen Grundfläche von 2 x 4 Zoll bieten diese Mini-Netzteile bei Konvektionskühlung eine Ausgangsleistung von 80 W. Durch den Einsatz einer aktiven Belüftung lässt sich die Ausgangsleistung auf 100 W steigern.

Am Beispiel des ZMS100 lässt sich gut die konsequente Umsetzung eines Wärme- und Lebensdauermanagement demonstrieren. Diese neue Netzteilgeneration ist um 30 Prozent kleiner, leichter und effizienter als die Vorgängerreihe. Mit dem ZMS100 hat TDK-Lambda seine »Green Product«-Initiative umgesetzt. Basis der Netzteile ist ein einfaches Schaltungsdesign, das die internen Verluste reduziert und so den Wirkungsgrad steigert. Hervorzuheben ist die geringe Leerlauf-Leistungsaufnahme von unter 0,5 W. Damit entsprechen die Netzteile den Energiespar-Anforderungen der ErP-Richtlinie (Energy-related Products).

»New Low Power R&D Group«

Für die Entwicklung des neuen Produkts zeichnet die »New Low Power R&D Group« verantwortlich. Zu dem Team gehören vier Elektronik-Ingenieure, ein Mechanik-Ingenieur und zwei Spezialisten für Design, Verification und Test. Zu den Teamaufgaben gehörten alle Aspekte der Stromversorgungsentwicklung, wie Algorithmen für Digitalsteuerungen, neue Topologien und innovative thermische und mechanische Designs und Technologien.

Für die Neuentwicklung galten folgende Prioritäten: lange Lebensdauer, marktgängiger Preis und hoher Wirkungsgrad. Sich wandelnde Marktanforderungen und die Forderung nach weniger Ressourcenverbrauch, Stichwort »grüne Elektronik«, schlagen sich beispielsweise in einer Streckung der Wartungsintervalle für die Geräte nieder.

Auch der Preisdruck durch den Wettbewerb ist enorm - Forderungen, die in konkrete, ambitionierte Entwicklungsziele mündeten. So sollte der Wirkungsgrad bei Volllast besser als 89 Prozent sein, im Mittel jedoch nicht unter 87 Prozent sinken. Zum Gesamterfolg eines solchen Projekts tragen Einzelheiten bei. Bestes Beispiel dafür ist der Ripple-Strom am Ausgang. Bei voller Leistung und einer Versorgungsspannung von 100 VAC lautete die Vorgabe: 2,4 A. Gemessen wurden schließlich 1,12 A! Das schont den Kondensator und hält die Temperaturen niedrig.

»Unser Ziel war es von Anfang an, ein vereinfachtes Design mit weniger Bauteilen zu realisieren«, so Alfred Lorenz, FAE und Product-Manager bei TDK-Lambda. »Es gab keine Kompromisse bei der Qualität der Bauteile, mit dem Ergebnis einer enorm hohen Lebensdauer.« Elkos sind die Komponenten, welche die Lebensdauer von Netzteilen am deutlichsten begrenzen: »Während der Wettbewerb hier Folien-Kondensatoren einsetzt«, erläutert Lorenz, »verwenden wir keramische Kondensatoren bester Qualität«.