Konfigurierbare Netzteile Programmierte Vorteile

Jedes elektronische System benötigt eine Stromversorgung. Welche passt am besten für meine Anwendung? Standardnetzteile, kundenspezifische Wandler oder programmierbare Stromversorgungen?

Bei der Entwicklung von Produkten mit einem Leistungsbedarf von über 100 W scheint die Wahl eines Netzteiltyps zunächst einfach. Das Designteam hat drei grundlegende Möglichkeiten:

  • Standardkomponenten mit festen Vorgaben sind mit verschiedenen, beschränkten Ein- und Ausgangskonfigurationen zu haben, die am häufigsten in Geräten spezifiziert werden.
  • Full-Custom-Designs entsprechen der genauen Spezifikation des Anwenders in Bezug auf Leistung, Anzahl der Ausgänge, Formfaktor, den Umweltschutz und alle anderen erforderlichen Parameter.
  • Konfigurierbare oder programmierbare Stromversorgungen ermöglichen eine breite Palette von Leistungsvorgaben und verschiedenen Ausgängen durch Auswahl der entsprechenden Module, die in einer gemeinsamen Basiseinheit untergebracht sind. Eine programmierbare Stromversorgung gibt dem Benutzer die Flexibilität, die Feinabstimmung der Input- und Output-Spezifikationen jedes Moduls einzeln vorzunehmen.

Welche ist jetzt die am besten geeignete? Das vielleicht bemerkenswerteste Merkmal der Elektronikindustrie ist ihre Fähigkeit zur ständigen Verbesserung der grundlegenden Technologie des integrierten Schaltkreises mit immer kleineren Schaltelementen, die bei höheren Geschwindigkeit und geringerem Energieverbrauch in der Herstellung immer weniger kosten. Dadurch, dass die digitale Logik immer günstiger und leistungsfähiger wird, wächst der Umfang an Regelkreisfunktionen durch programmierbare Software, die zuvor in drahtgebundenen analogen Schaltungen ausgeführt wurden, ständig.

Zahlreiche Vorteile

In den programmierbaren Stromversorgungen »iMP« von Emerson Network Power (Vertrieb: Fortec Elektronik) beispielsweise wird die Leistungsumwandlung in jedem Modul komplett digital gesteuert. Dadurch lassen sich »intelligente« Power-Systeme, zum Beispiel bei Akkulade-Routinen, leichter umsetzen.

Über Software in den programmierbareren Modulen der IMP-Serie kann der Anwender den Systemstatus in Echtzeit überwachen (Bild 1). Hierbei wird nun argumentiert, dass Designteams die Frage nach einem Netzteil mit flexiblen oder festen Funktionen ganz an den Anfang des Entscheidungsprozesses stellen sollten.

Diejenigen, die eine flexible Stromversorgung wählen, um den Unsicherheiten über das Leistungsprofil oder die Marketing-Spezifikationen zu begegnen, erzielen folgende Vorteile: kürzere Stückliste, reduzierte Entwicklungskosten, kürzere Markteinführungszeit (Time to Market) sowie bessere und für den Kunden attraktivere Designs.

Die konfigurierbaren Stromversorgungen aus der »μMP«-Serie von Emerson eignen sich für Leistungen von 400 W bis 1200 W in High-Density-Ausführung mit einer Höheneinheit. Bis zu sechs getrennte Ausgänge stehen zur Auswahl mit Ausgangsspannungen von 0,9 V bis 60 V und Ausgangsströmen von 4 A bis 40 A pro Ausgang, die sich wahlweise in Serie oder parallel schalten lassen.

I²C-Schnittstelle und PMBus-Protokoll sind standardmäßig für die Kommunikation eingebaut. Die μMP-Serie konkurriert mit den Kosten für nicht konfigurierbare Stromversorgungen und bietet laut Hersteller marktführende Dichte, Effizienz und Zuverlässigkeit. Alle Stromversorgungen aus der iMP-Serie sind voll programmierbar. Diese Familie ist in den drei Leistungsklassen 750 W, 1000 W und 1500 W verfügbar, bis zu sieben Ausgänge lassen sich individuell zwischen 2 V und 60 V bei Ausgangströmen von 4 A bis 150 A pro Ausgangsmodul konfigurieren.

Sowohl die Eingangsstufe als auch die einzelnen Leistungsmodule verfügen über integrierte Mikrocontroller für maximale Steuerungsflexibilität, wobei die gesamte Kommunikation zwischen Host-Controller und der Energieversorgung über das CAN- oder PMBus-Protokoll abgewickelt wird.

Über den Autor:

Chris Jones ist Marketing Director Embedded Power bei Emerson Netzwork Power.