Interview Prof. Werner Wölfle / Traco »Wir setzen auf Maßkonfektion«

Zulassungskosten clever senken

Welche Optionen bieten Sie insbesondere beim Thema kundenspezifische Stromversorgungen an? 

Das kommt ganz auf den Kundenwunsch an. Zunächst ein einfaches Beispiel. Nehmen wir an, beim Kundensystem würde von den elektrischen Parametern her eine Stromversorgung aus unserem Standardportfolio wunderbar passen, aber nicht von den mechanischen Abmessungen her. Er bräuchte aber etwas, was einer Wurst mit Stecker dran ähneln würde. Also nehmen wir das Gehäuse runter, verändern das Platinenlayout und platzieren die Komponenten entsprechend neu. Zusätzlich übernehmen wir dann noch die Requalifikation vom Rütteln über die Funkentstörung bis hin zu Performance- und Temperaturtests. Das wäre also eine recht einfache mechanische Anpassung.  

Am anderen Ende des Spektrums wäre beispielsweise eine Kundenanwendung, die alle fünf Minuten kurz mal zwanzig Ampere braucht, sonst aber nur hundert Milliampere. Kein Kataloggerät kann das zu vernünftigen Kosten abdecken. Dann denken wir uns eben eine Schaltung aus, die das zu vernünftigen Kosten bewerkstelligen kann. Wir bauen vielleicht einen großen Kondensator ein, und wenn das System diese zwanzig Ampere braucht, dann kommen die eben aus diesem. Ein Standardgerät wäre viel zu groß und zu teuer für den Anwender. Das wäre also eine elektrische Anpassung.

Das bedeutet aber, dass jedes Mal wieder eine neue Zulassung nötig ist. Wie ist es da mit den Kosten? 

Wir arbeiten da mit externen Partnern zusammen, die uns diese Zulassung extrem günstig machen. Außerdem ist nicht immer eine komplette Neuzulassung notwendig, besonders wenn wir – wie gerade angesprochen – nur eine mechanische Adaption machen, also aus dem Würfel wird eine lange Wurst. Der Würfel ist ja schon zugelassen, die Schaltung also elektrisch schon auf Herz und Nieren getestet. Darunter fallen beispielsweise auch die Tests auf abnormale Betriebsbedingungen. Was passiert also, wenn ich hier oder dort kurzschließe oder diese oder jene Leiterbahn auftrenne? Ist etwas in Rauch aufgegangen? Liegen an den Klemmen gefährliche Spannungen an? Das ist ja alles schon auf fünfzig bis achtzig Seiten dokumentiert. Und wenn wir jetzt mit der gleichen Schaltung nur als Wurst kommen, dann muss die Zulassungsstelle nicht alle Tests nochmal machen, sondern nur einen Teil. Dadurch sinken die Zulassungskosten, was wir natürlich an unseren Kunden weitergeben.

Was sind so typische Anfragen, die Sie bekommen und die sich gut mit kundenspezifischen Stromversorgungen erfüllen lassen? 

Häufig sind mechanische Anpassungen, die also mit dem Gehäuse und mit dem Einbau zu tun haben. Vielleicht braucht der Kunde kein Gehäuse und spart sich so gleich etwa fünf Dollar. Bei fünftausend Geräten sind das in der Summe 25.000 Dollar. Häufig sind auch elektrische Anpassungen. Dort geht es dann oft darum, dass die Wandler extreme Lastspitzen liefern müssen. Das geht nicht mit einem Standardgerät.

Eine dritte Gruppe sind solche mit mechanisch-elektrischen Problemen: Wenn ein Kunde zwar genügend Platz für die Stromversorgung vorgesehen hat, bekommt sie aber nicht ausreichend gekühlt, weil seine Anwendung nur Konvektionskühlung erlaubt. In so einem Fall suchen wir am Kundensystem etwas freie Fläche innen im Gehäuse, wohin man die Verlustwärme leiten könnte. Dann müssen wir den Wandler insoweit umkonstruieren, dass der Kühlkörper seine Wärme an das Gehäuse abgeben kann.

Manchmal konfrontiert uns der Kunde mit komischen Anforderungen. Ich denke da beispielsweise an eine Stromversorgung, die zwar einen idealen Leistungsfaktor haben muss, also Strom und Spannung sinusförmig, aber der Kunde möchte nicht für eine eigene PFC-Stufe zahlen. Angenommen das Kundensystem treibt einen Motor an, dann kann er mit einer hohen Brummspannung leben. Und dann lässt sich die Stromversorgung tatsächlich einstufig aufbauen. Die Ripplespannung ist zwar hoch, aber der Motor verträgt das.

Wie Sie sehen, ist da der intensive Austausch mit dem Kunden wichtig. Nur wenn wir seine Anforderungen genau verstehen, dann können wir ihm eine passende Lösung schneidern. 

Welche »Hausaufgaben« sollten Kunden gemacht haben, bevor sie zu Ihnen kommen? 

Was Kunden keinesfalls tun sollten, ist, das Datenblatt irgendeines Netzteils abzuschreiben und dann zu sagen, sie wollten diese Performance zum halben Preis. Das werden wir wahrscheinlich nicht realisieren können, denn jener Hersteller hat sich da ja auch Gedanken gemacht und seine Standardstromversorgung auf niedrige Kosten getrimmt.

Der Kunde sollte sich vielmehr Gedanken machen, wo die Stromversorgung, die er jetzt in seiner Anwendung nutzt, überdimensioniert ist. Brauche ist wirklich so viel Nennleistung? Und wenn ja, brauche ich sie dauernd oder nur zyklisch? Wie sehen dann diese Zyklen aus? Wie steht es mit der Höhe sowie der Genauigkeit der Ausgangsspannungen sowie der Restwelligkeit aus? Brauche ich wirklich fünfzig oder hundert Millivolt Peak-to-Peak? Oder kann ich auch mit zwei Volt leben? Bei einer elektronischen Schaltung verbietet sich das, aber nicht bei einem Elektromotor oder einem Relais.  

Die Frage ist also: Brauche ich alle Features, die mir eine Standardstromversorgung bietet? Und diese Frage kann der Kunde alleine gar nicht beantworten. Es ist dann unsere Aufgabe, den Kunden auszufragen – so wie der Pfarrer bei der Beichte. (lacht)

Und wenn wir uns da ein genaues Bild seiner Anforderungen gemacht haben, dann kann es gut sein, dass wir ihm eine Lösung anbieten können, die kostengünstiger ist als die bisherige Standardlösung. 

Das bedeutet aber auch, dass sich die Kunden schon möglichst früh in ihrer Entwicklung, mit dem Stromversorgungslieferanten zusammensetzen.

Es wird immer so sein, dass während der Entwicklung des Kundensystems der Strom aus der großen, dicken Laborstromversorgung kommt. Dann ist das System fertig entwickelt, und der Kunde stellt erschreckt fest: »Wir brauchen ja noch eine Stromversorgung!« Oder noch schlimmer: Es ist dafür gar kein Platz mehr! (und lacht)

Herr Professor Wölfle, besten Dank für Ihre Antworten.

Das Interview führte Ralf Higgelke.

Kurzbiografie

Werner Hugo Wölfle wurde im schwäbischen Bad Schussenried geboren. Er studierte an der Universität Stuttgart Leistungselektronik und schloss 1981 als Diplom-Ingenieur ab. Im Jahr 2003 promovierte er an der National University of Ireland in Galway. Seit 1989 ist er Geschäftsführer und Entwicklungsleiter von Traco Power Solutions in Irland. Wölfle ist auch außerordentlicher Professor für Elektrotechnik an der National University of Ireland, Galway. Er ist Co-Autor eines Lehrbuchs über magnetische Bauelemente für die Leistungselektronik.