Ultraflache Stromversorgungen Die Zukunft liegt im Sub-U-Bereich

Größen- und Volumenvergleich zwischen einem Standard-180-W-Netzteil und dem ultraflachen (M) ULP180.
Größen- und Volumenvergleich zwischen einem Standard-180-W-Netzteil und dem ultraflachen (M) ULP180.

Welche Vorteile bieten Open-Frame-Stromversorgungen, die nur 0,75 Inch (19,05 mm) – und damit ein halbes U – hoch sind und die Bodenfläche nicht signifikant vergrößern? Das Entwicklungsteam von EOS Power hat darauf eine Antwort gegeben und eine Serie von 40-, 180- und 275-W-Netzteilen vorgestellt.

Zur technischen Realisierung dieser ultra-flachen Stromversorgungen der 40-, 180- und 275-W-Leistungsklasse griffen die Entwickler in Mumbai auf LLC-resonant- und Flyback-Layouts zurück. Liegende Kondensatoren, und zum Teil horizontal montierte Trafos, sowie einige weitere scheinbar kleine Modifikationen zeigten dabei große Wirkung auf die Gesamtperformance der Geräte.

Da die Baufläche dabei möglichst klein und im Rahmen der üblichen Standardformate bleiben sollte, entstanden 5 x 3 Zoll, 4 x 2 Zoll und 3 x 2 Zoll große Layouts mit extrem hoher Packdichte und entsprechender Herausforderung für die Leitung der Kühlungsströme, die EMV und die Montage. Den Entwicklern ist es aber dennoch gelungen, dass sich selbst das „ULP 275“ temperaturabhängig bis etwa 160 W konvektionsgekühlt betreiben lässt.

Zudem gelang es durch entsprechende Komponentenwahl und Platzierung, auch bei diesem herausfordernden Maß in allen übrigen Bereichen wieder die gewohnten Effizienz- und sonstigen technischen Parameter zu gewährleisten: So ist die ULP-AC/DC-Serie nicht nur flach, sondern mit einer Leistungsdichte von bis zu 30 W/Inch3 auch extrem leistungsstark. Betreiben lassen sich die Geräte mit Wirkungsgraden von bis zu 92 Prozent.

Zu den weiteren Leistungsfeatures zählen Verfügbarkeit mit Standby- und No-load-Verbrauch analog der europäischen Vorschriften unter 0,5 W und ein Einsatzbereich von –40 bis +70 °C sowie den üblichen MTBFs und Laufgarantiezeiten. Damit bieten die flachen ULPs alle gewohnten Vorteile kompakter und performancestarker Stromversorgungen. Eine weltweit ausreichende Bandbreite der Ein- und Ausgangsspezifikationen sowie verschiedene mechanische Anschlussmöglichkeiten sind ebenfalls Teil der Standardausführung. Weiterer Pluspunkt: Auch alle notwendigen medizintechnischen BF-Zulassungen liegen bei der „M“-ULP-Serie vor.

Dennoch bleiben die ULP-Netzgeräte preislich  in ihrem jeweiligen Segment-üblichen Bereich. Sollte für kundenspezifische Anwendungen, beispielsweise im Industrie-Displaybereich, eine Erweiterung der Temperaturbereiche oder eine besondere Robustheit erforderlich werden, sind entsprechende Modifikationen möglich.

Ziel und Funktion dieser Weltneuheiten zeigen sich am besten im Anwendungsbeispiel. So kam die Anregung zu dieser ungewöhnlichen Spezifikation unabhängig voneinander aus zwei Kundengruppen: dem Bereich „Industrielle Displays“ und dem Bereich „Messgeräte und medizintechnische Tischgeräte“. So unterschiedlich die Anforderungen hierbei an die Zulassungsnormen sind, ergab sich doch eine Reihe gemeinsamer Ziele.

Zum einen sahen beide zunehmend Vorteile in einer integrierten Stromversorgung – statt zusätzlicher Staubfänger und Gefahrenstellen. Zum anderen wünschen sich die Benutzer viele Endgeräte immer noch kleiner, vor allem auch flacher. Es ist immer weniger Raum für eine integrierte Stromversorgung vorhanden. Und selbst wenn die Stromversorgungen mit Gehäuse versehen und extern genutzt werden, wird „flach“ als weniger störend empfunden.

Zudem dominiert in beiden Branchen das Innovationsmodell der Schrittinnovationen, wie unter anderem der Branchenbericht Medizintechnik des BVMed 2016 erneut für die deutsche Medizintechnikbranche bestätigt. Das bedeutet: Auch bei schon bestehenden Endgeräten werden ständig Re-Designs und Weiterentwicklungen vorgenommen. Wird die Stromversorgung darin kleiner, schafft dies Raum für Innovation – im wörtlichen Sinn.

Als »besonders schön und aufgeräumt« – oder »echte Hingucker« lobten denn auf der Electronica Fachbesucher die in den vergangenen Jahren entstandenen, kompakten und hoch-effizienten AC/DC-Schaltnetzteile von EOS
Power. Das weltweit kleinste 225-W-Open-Frame-Netzteil (M)WLP und das weltweit kleinste 120-W-Netzteil, beide auf Standard-Footprint von 2 x 3 Zoll, punkteten zudem 2015 mit ihrer medizinischen Zulassung.

Aus der Entwicklerschmiede in Mumbai war 2016 auch das WLC hervorgegangen, ein kleines Netzteil, das alle drei Kühlungsmöglichkeiten (Konvektions-, Konduktions- und Forced air) optimal in sich vereint und flexibel in jeder Ausrichtung – auch kopfüber – ohne Performanceeinbußen installierbar ist. Besonders beliebt ist es dadurch für Beleuchtungsanwendungen mit hoher Wärmeentwicklung, die in sehr platzsensitiven Einbauräumen realisiert werden – und als jüngste Neuvorstellung nun also das extrem flache ULP.

Funktionieren kann all dies natürlich immer nur im Kontext der extremen Hochwertigkeit aller Funktionen und Spezifikationen. Ob Sub-U oder Hocheffizienz auf Standard-Footprint: Die neue 7-Jahres-Garantie, die seit Kurzem auf die MWLPs gewährt wird, zeugt auch diesbezüglich deutlich von Selbstbewusstsein und soll in Kürze auch auf weitere Baureihen, darunter die ULPs, ausgeweitet werden.