DC/DC-Wandler Alle gleich?

Ein gekapseltes Modul ist besser gegen Umwelteinflüsse geschützt

Wo Leistung in unterschiedlichen Spannungen gemessen wird, ist auch ein DC/DC-Wandler nicht weit. Doch Wandler ist nicht gleich Wandler.

Stromversorgungslösungen zu konzipieren wird zu einer immer herausfordernderen Aufgabe. Der Anwender erwartet mit jeder Gerätegeneration mehr Leistung und geringere Abmessungen zum niedrigeren Preis. Dafür reicht es nicht aus, irgendeine platinenmontierbare Stromversorgung zum niedrigsten Preis auszuwählen. Der Systementwickler von heute muss hochflexible Konzepte entwickeln, die sich an dynamische Einsatzbedingen anpassen können, und dabei muss er stets die Produzierbarkeit seines Systems im Auge behalten. Für exotische Designs oder gar Sonderentwicklungen ist dabei kein Platz.

Betrachten wir zum Beispiel DC/DC-Wandler. Seit vielen Jahren haben sich diese praktischen Module zu einem Standardbauteil entwickelt, das nach Datenblattspezifikation ausgewählt und oft ohne weitreichende Freigabetests eingesetzt wird. Ihr über die Jahre stetig steigender Wirkungsgrad macht sie zu beliebten Bausteinen in allen Systemen, in denen beengter Platz optimal genutzt werden muss.

Dank ihrer hohen Effizienz haben sich die DC/DC-Wandler zu einem der dynamischsten Segmente der Leistungselektronik entwickelt. Zwei Bereiche treiben die Weiterentwicklung dabei besonders stark an:

- Netzwerk- und Telekommunikationscluster, die aufgrund ihres gigantischen Leistungsbedarfs schon bei einer halbprozentigen Steigerung des Wirkungsgrads erhebliches Sparpotenzial bei den Energiekosten erzielen können

- Viel Spielraum für Stromversorgungsentwickler, über die Modifikation von Schaltungsdesign, Wandlerarchitektur oder -topologie applikationsspezifische, auch kundenspezifische Lösungen herzustellen

MDWI08 – kleiner Wandler mit viel Power

Waren DC/DC-Wandler der 8-Watt-Klasse bis vor Kurzem noch auf ein Gehäuse der Größe DIL-24 angewiesen, schafft es Minmax, dieselbe Leistung in ein superkompaktes DIP-16-Gehäuse einzubauen. Trotz der Leistungsdichte von 50 W/Zoll3 ist der MDWI08 eine zuverlässige und stabile Versorgung für alle System, in denen wenig Platz zur Verfügung steht. Oder der frei gewordene Platinenplatz kann für die Integration von Zusatz-Features genutzt werden, die vorher keinen Platz fanden.

Was ein moderner Wandler heute bieten sollte:

- weiten Eingangsspannungsbereich (4:1)

- geregelte Ausgangsspannung

- erhöhte Isolation (1500 V DC)

- weiten Arbeitstemperaturbereich (–40…+85 °C)

- niedrige bis fast gar keine Leerlaufverluste

- Grundlastfreiheit 

- integrierte Schutzfunktionen (Unterspannung, Überlast, Kurzschluss)

- niedrige Restwelligkeit

- geringe Funkstöraussendungen

Darauf sollte man noch Wert legen

Die obige Liste umfasst viele Attribute, die tatsächlich die meisten der namhaften Marktteilnehmer mindestens teilweise erfüllen. Aber über diese Datenblattspezifikationen hinaus unterscheiden sich Produkte verschiedener Quellen und Preisklassen vor allem im dynamischen Verhalten unter Arbeitsbedingungen.

Parametern wie Einstellgenauigkeit, Netz- und Lastregelung, schnelles, hohes Einschwingverhalten und ein niedriger Temperaturkoeffizient wird leider oft während des Systemdesigns nur wenig Beachtung geschenkt. Erst wenn das Gerät sich unerwartet verhält oder Fehlfunktionen auftreten, geht man der Ursache auf den Grund.

Minmax mit seiner langen Erfahrung auch in sicherheitskritischen Anwendungen legt seit jeher Augenmerk auf diese Parameter und testet schon während der Produktentwicklung das Wandlerdesign in instabiler Umgebung, wie sie auch im Feldeinsatz durchaus erwartbar ist. Augenmerk bei Neudesigns wird auf die Verbesserung der Startup-Zeit gelegt sowie auf die Fähigkeit, auch bei Anliegen kapazitiver Lasten sauber hochzulaufen.

Fazit

Die heutigen Anforderungen an Stromversorgungen, aus möglichst wenig Platz möglichst viel Leistung herauszuholen und dabei alle Sicherheits- und Umweltnormen zu erfüllen, die wesentlichen Schutzfunktionen zu bieten und störungsfreien, langjährigen Betrieb zu gewährleisten, führen dazu, dass selbst die Auswahl eines so standardisiert erscheinenden Produkts wie die des DC/DC-Wandlers zu einer Aufgabe für Kenner und Spezialisten geworden ist.

Systementwickler vertrauen deshalb auf die Expertise des erfahrenen Spezialdistributors und seines geschulten Vertriebsteams. Dort bekommt er auch Informationen, die nicht im Datenblatt stehen. Der enge Kontakt zu den Herstellern erlaubt die Klärung offener Fragen u.a. durch Testläufe im Labor.