AC/DC-Stromversorgungen

Mehr Kurzzeit-Energie, Scotty!

27. Juli 2022, 9:28 Uhr | Von Frank Stocker, Field Application Engineer Power Supplies bei Schukat electronic

Fortsetzung des Artikels von Teil 1

Features

Müsste das Netzteil in ähnlichen Anwendungen höhere Spitzenleistungen liefern, wäre dies bei einer Versorgungsspannung von 230Vund der Berücksichtigung der möglichen Spitzenlastperiode je nach Belastung wie in der obigen Grafik dargestellt bis zu 1050W machbar.

Ein weiterer Vorteil des spitzenlastfähigen HRP-300N3-12: Es hat die gleichen äußeren Abmessungen wie das Schwestermodell HRP-300-12. Somit bleiben trotz 600Watt beziehungsweise maximal 1050Watt Spitzenleistung die kompakten Abmessungen eines 300-Watt-Netzteils gewahrt. Zudem ist die performantere Version HRP-300N3-12 nur unwesentlich teurer als das Standardmodell und wäre somit immer einem überdimensionierten Netzteil zu bevorzugen.

Effizienzvorteil

Für eine lange Betriebserwartung des Netzteils und somit auch für die gesamte Endanwendungen ist die Auswahl einer möglichst effizienten Stromversorgung eines der wichtigsten Kriterien. Eine Erhöhung des Wirkungsgrades um 1 bis 2Prozent klingt erst einmal nach einem relativ überschaubaren Mehrwert. Betrachtet man aber die dadurch resultierende deutlich niedrigere prozentuale Verlustleistung und die damit einhergehende geringere Eigenerwärmung der Stromversorgung, entsteht ein gänzlich anderer Eindruck, und die Notwendigkeit einer möglichst hohen Effizienz wird deutlich. Steigert man die Effizienz bei einem 100-Watt-Netzteil von 90Prozent auf nur 92Prozent, ergibt sich eine um mehr als 20Prozent geringere Verlustleistung.

Mean Well
Bild3: Links: Grafische Darstellung zur maximalen Leistungsentnahme unter Berücksichtigung der AC Eingangsspannung sowie des Spitzenlastzyklus. Rechts: Zu berücksichtigendes Derating bezogen auf die Temperatur der HRP-300N3-Serie.
© Mean Well

Der Wirkungsgrad eines Netzteils ist das prozentuale Verhältnis von Gesamtausgangsleistung zu Eingangsleistung. Dies wird in den technischen Datenblättern der Hersteller im Allgemeinen als Grafik mit Bezug zur Auslastung oder bei Volllast und Nenneingangsspannung angegeben, wie im nachfolgenden Beispiel. In den Grafiken ist meist ersichtlich, dass die Effizienzkurve mit abnehmender Leistung abfällt.
Ziel beim Netzteildesign ist es, eine über ein breites Leistungsspektrum möglichst hohe und konstant verlaufende Effizienz zu erreichen. Je nach Produkt fällt der Wirkungsgrad allerdings mehr oder weniger schnell bei abnehmender Auslastung ab. Betreibt man also ein Netzteil deutlich überdimensioniert und somit über einen langen Zeitraum nur auf Teillast, ist die durchschnittliche Effizienz in der Regel nicht sehr hoch.

Die Verlustleistung, die in Form von Erwärmung der intern verbauten passiven und aktiven Komponenten abgebaut wird, führt so zu einer in diesem Maß nicht nötigen Erwärmung.

Weil die voraussichtliche Betriebserwartung der Stromversorgung unmittelbar mit seiner Erwärmung gekoppelt ist, lautet das Ziel, die Betriebstemperaturen so niedrig wie möglich zu halten. Das bedeutet: Sowohl die Umgebungstemperatur wie auch die Eigenerwärmung sollten so niedrig wie möglich gehalten werden. Ist dies nicht der Fall, braucht die Anwendung unter Umständen eine aufwendige Kühlung – die wiederum Aufwand und Kosten verursacht.

Mean Well
Bild 4
© Mean Well

Features

Das hier im Artikel beschriebene und abgebildete HRP-300N3-12 gehört zu einer Produktfamilie an Netzteilen mit Nennleistungen von 150 bis 600Watt sowie Spitzenleistungen von 375 bis 2100Watt, die sich vor allem, aber nicht nur für elektromechanische Lasten bzw. Motoranwendungen eignen. Ihr Spitzenstrom bedingt eine geeignete und im Querschnitt ausreichend dimensionierte DC-Anschlussleitung. Über die bei diesen Netzteiltypen integrierte Remote-Sense-Funktion lässt sich der im Betrieb über die DC-Leitung abfallende Spannungsverlust kompensieren. Der unerwünschte, aber nicht zu vermeidende Spannungsabfall über die Leitung kann über diese Funktion bis zu 0,5Vkompensiert werden; der Last kann somit die benötigte volle Spannung zur Verfügung gestellt werden.

Um die im oben beschriebenen Abschnitt »Effizienzvorteil« zwangsläufig entstehende Eigenerwärmung aus dem geschlossenen Gehäuse abtransportieren zu können, ist ein leise drehender Lüfter integriert. Dadurch man kann auch bei Volllast und einer Umgebungstemperatur von 50°C laut Hersteller von einer zu erwartenden Betriebszeit von 50.000 Stunden ausgehen. Für akustisch sensible Anwendungen ist das Gerät mit dem bereits leise drehenden Lüfter zudem mit einer intelligenten Lüftersteuerung versehen, die eine Regelung des Lüfters nach Bedarf erlaubt und so den Geräuschpegel bestmöglich minimiert. Zum Überwachen der Betriebsfunktion verfügen die Artikel über ein DC-OK-Signal, das sich über eine angeschlossene Steuerung auswerten lässt.

Unterstützung für die Kunden

In dem breiten Portfolio an hochwertigen AC/DC- und DC/DC-Stromversorgungen für unterschiedlichste Anwendungen in Industrie, Medizin und Haushaltsanwendungen spiegelt sich die langjährige Erfahrung des Herstellers Mean Well in der Entwicklung und Produktion von Stromversorgungen. Schukat electronic ist seit über 25Jahren einer der größten europäischen Mean-Well-Distributoren. 


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