Programmierbare Stromversorgung SEMI F47 kompatibles Netzteil für die Halbleiterbranche

Das neue Netzteil FETA3000BA von Cosel ist SEMI F47-konform und kann Spannungsausfälle zuverläßig tolerieren.
Das neue Netzteil FETA3000BA von Cosel ist SEMI F47-konform und kann Spannungsausfälle zuverläßig tolerieren.

Der SEMI F47-Standard regelt welche Spannungsabfälle Stromversorgungen in der Halbleiter-Industrie tolerieren müssen. Ein neues programmierbares Netzteil bietet zudem aktive Stromteilung für 10 parallele Netzteile und kontrolliert die Schaltparameter für mehr Effizienz und weniger Energieverbrauch.

Der Stromversorgungsstandard SEMI F47 für die Halbleiterindustrie beschreibt die geforderten Toleranzen im Falle eines Spannungsabfalls. Um SEMI F47-konform zu sein, müssen Stromversorgungen auf hohe und längere Spannungsabfälle ausgelegt sein.

Cosel hat ein geschlossenes 3000W AC/DC-Netzteil speziell für Halbleiter-Anwendungen vorgestellt, welches die SEMI F47-Norm erfüllt. Das über einen Mikrocontroller steuer- und programmierbare FETA3000BA-48 erlaubt laut einer Pressemitteilung die aktive Stromteilung und ermöglicht so den Einsatz von bis zu 10 Netzteilen in Parallel-Betrieb, um höhere Leistungen, oder Ausfallsicherheit zu erzielen. Das Netzteil besitzt einen aktiven Eingangsfilter und nutzt Phasenverschiebung sowie Vollbrücken-Wandlung für eine Effizienz von bis zu 93 Prozent. Die Leistungsdichte beträgt 2.1 Watt pro Kubikzentimeter.

 

Die Anforderungen des SEMI F47-Standard

Der SEMI F47-Standard verlangt, dass Geräte Spannungsabfälle auf der Wechselstromseite von bis zu 200 Millisekunden auf 50 Prozent, bis zu einer halben Sekunde auf 70 Prozent und bis zu einer Sekunde auf 80 Prozent tolerieren. Zusätzlich empfiehlt der Standard, dass Geräte ein Absinken auf 0 Prozent für die Dauer eines Zyklus, auf 80 Prozent für 10 Sekunden und eine kontinuierliche Absenkung auf 90 Prozent tolerieren sollten. Um diese Anforderungen und Empfehlungen zu erfüllen, müssen die Stromversorgungen über ausreichend Energiespeicher verfügen, oder die Stromversorgung begrenzen.

Um die Anforderungen des SEMI F47-Standards zu erfüllen, ist das Cosel-Netzteil FETA3000BA-48 sehr tolerant gegenüber möglichen Spannungseinbrüchen und eignet sich explizit für Geräte und Zubehör in der Halbleiter-Industrie. Die Netzteile sind so ausgelegt, dass sie laut SEMI F47 die Bedingungen 2 und 3 und über eine Derating-Einstellung auch die Bedingung 1 erfüllen (Tabelle 1).  

 

In Szenario A) sollte der Ausgangsstrom weniger als 80% des Nennstroms (49,6A) betragen, die Ausgangsspannung schwankt um bis zu 10 Prozent. In Szenario B) sollte der Ausgangsstrom weniger als 90 Prozent des Nennstroms (55,8A) betragen, die Ausgangsspannung schwankt um bis zu 10 Prozent.

Vorausschauender Algorithmus steuert beim Spannungsabfall

Die Stromversorgung erfordert diese Betriebsarten, um die Energiespeicherung zu verwalten, aber auch um sich an die spezifischen Bedingungen eines jeweiligen Spannungsabfalls anzupassen. Das Netzteil nutzt dafür einen speziell von Cosel entwickelten vorausschauenden Algorithmus. Der prädiktive Algorithmus wird auch für andere Funktionalitäten, wie etwa bei Spitzenlast oder im Falle eines Ausfalls, verwendet. Zur Geräuschreduktion ist das FETA3000BA-48 mit einem temperaturregulierten Lüfter bestückt, dessen Rotationsgeschwindigkeit sich automatisch an die jeweiligen Arbeitsbedingungen anpasst, um eine optimale Kühlung zu gewährleisten.

Mit einem Eingangsspannungsbereich von 170 bis zu 264 Volt liefert das FETA3000BA-48 eine Ausgangsspannung von 48 Volt, die sich mit dem integrierten Potentiometer zwischen 38,4 und 52,8 Volt einstellen lässt; über die ebenfalls eingebaute Trimmingfunktion (am hinteren Stecker) lässt sich die Ausgangsspannung bis 15 Volt herunterregeln. Der Normalstrom liegt bei 62 Ampere.

Die digitale Kontroll-Technologie über Mikroprozessoren erlaubt die Steuerung von Spannung und Stromteilung. Dies vereinfacht insbesondere die Arbeit von System-Integratoren, speziell beim Einsatz von mehreren Geräten im Parallel- oder Serienbetrieb. Mit dieser Technologie ist es möglich, bis zu 10 Netzteile ohne weitere externe Komponenten miteinander zu verbinden. Die Steuermechanismen erlauben auch die Kontrolle der Schaltparameter, um die Effizienz zu optimieren und den Energieverbrauch zu reduzieren.

Für die Industrie: kleine Maße, robuster Einsatz

Neben dem Halbleiterbreich eignet sich das FETA3000BA-48 insbesondere für Mess- und Analysegeräte und den Maschinenbau. Mit einer Bauhöhe von 1HE eignet sich das Gerät auch für die Integration in industrielle Geräte und Maschinen. Der Temperaturbereich ist auf -10° Celsius bis +70° Celsius ausgelegt und eine Luftfeuchte von 20 bis 90 Prozent ausgelegt, die Netzteile können auf bis zu 3.000 Meter Höhe eingesetzt werden. Das flache Profil kann Oberschwingungen nach IEC61000-3-2 Klasse A dämpfen. Abhängig von Kühlkonzept und Einbau- Variante kann ein Derating anfallen. Die Netzteile erfüllen die aktuelle RoHS-Direktive und sind CE-zertifiziert.