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Stromversorgungen

Anforderungen an DC/DC-Wandler

7. November 2016, 11:55 Uhr | Ralf Higgelke

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Fortsetzung des Artikels von Teil 2

Je nach Anwendungsgebiet der passende Wandler

Die Modellpaletten sind üblicherweise in einen unteren Leistungsbereich (Low Power) und einen höheren Leistungsbereich (Brick) unterteilt. Darüber hinaus gibt es DC/DC-Wandler, die für Spezialanwendungen optimiert sind – etwa für Schienenfahrzeuge (Railway) oder den Luft- und Raufahrtbereich. Generell kann man jedoch davon ausgehen, dass die Wandler aufgrund ihres modernen Schaltungsdesigns mittlerweile kompakter und deutlich effizienter arbeiten als noch vor einigen Jahren.

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Hierzu ein prominentes Beispiel: Im Gegensatz zu den früher gebräuchlichen Festspannungsreglern der Serien »LM78/79« meistern moderne, zu 100 % Pin-kompatible Gleichspannungswandler der Serie »K78« in der aktuellen Version »R3« von Mornsun (Bild 2) mit einem Wirkungsgrad von bis zu 97 % ihre Aufgabe, ohne viel Verlustleistung zu erzeugen. Diese Regler sind in unterschiedlichen Leistungsklassen und Bauformen erhältlich. Somit lässt sich das Layout deutlich kompakter gestalten, da nur kleinere Kühler zu berücksichtigen sind.

Zudem haben sich die Hersteller auf die populäre LED-Beleuchtungstechnik eingestellt. Diese Leuchtmittel erfordern konstanten Strom. Weiterhin sind mittlerweile Kommunikationsbusse zur Beleuchtungssteuerung in die DC/DC-Wandler integriert. Ein Beispiel sind Wandler mit integrierter DALI-Schnittstelle (Digital Adressable Lighting Interface), mit denen sich moderne Smart-Home-Konzepte umsetzen und z. B. eine LED-Lichtanlage dimmen und fernsteuern lässt (Bild 3).

Im oberen Leistungsbereich der Gleichspannungswandler ist die Serie »CHB300« von Cincon angesiedelt, die Leistungen bis 300 W wandelt (Bild 4). Der Eingangsspannungsbereich ist auf gängige Betriebsumgebungen abgestimmt, um je nach Applikation die optimale Effizienz zu erreichen. Die Eingangsspannung kann hier zwischen 180 V und 425 V liegen, die Ausgangsspannung beträgt modellabhängig z. B. 5 V, 12 V, 24 V, 28 V oder 48 V. Das Gehäuse ist, wie in diesem Leistungsbereich üblich, als Half-Brick ausgeführt, auf der Oberseite lässt sich ein Kühlkörper aufschrauben.

Elektrisch betriebene Schienenfahrzeuge und ihre Peripherie stellen besonders hohe Anforderungen an die verwendeten elektronischen Komponenten – und damit auch an die DC/DC-Wandler. Die Anforderungen sind in der DIN-Norm EN 50155 definiert. Diese Norm gilt für alle elektronischen Einrichtungen wie Steuerungs- und Regelungsmodule, Schutz- und Versorgungsschaltungen usw., die auf Schienenfahrzeugen installiert sind. Cincon hat speziell für Bahnanwendungen EN-50155-konforme DC/DC-Wandler mit einem Leistungsbereich von 6,6 W bis 300 W entwickelt. Diese lassen sich in bahnüblichen Applikationen wie Displays, Steuerungs- und Kommunikationssysteme, Audioverstärker und Kontrollsysteme einsetzen.

Die »CQB150W-110S«-Serie von Cincon empfiehlt sich mit hoher Effizienz von bis zu 91 %. Der isolierte, geregelte Ausgang liefert 150 W. Besonders wichtig bei Bahnanwendungen sind zuverlässige Schutzschaltungen. Daher ist dieser Wandler – wie fast alle Cincon-Modelle für dieses Anwendungsgebiet – gegen Überspannung, Überstrom und Übertemperatur sowie Dauerkurzschluss abgesichert. Neben den Anwendungen in der Eisenbahntechnik eignen sich die Produkte auch für andere Applikationen in rauen Umgebungen (Bild 5).