Das Herz geregelter Energiekerne
Kompakte Hochspannungsregler von XP Power
Entwickler, die gepulste elektrische Felder in Systeme integrieren wollen, benötigen die Fähigkeit, Hochspannung sicher, vorhersehbar und ohne kundenspezifisches Stromversorgungsdesign zu erzeugen.
Eine Marktchance für modulare Ansätze, um die Kosten zu senken, die Entwicklung zu beschleunigen und die Tür zu einer breiteren Anwendungspalette zu öffnen. XP Power bietet dazu die Wandler der Serie HRL30 an.
Kommerzielle Anwendungen mit gepulsten elektrischen Feldern (PEF) sind darauf ausgelegt, intensive, wiederholbare Impulse zu liefern, die Mikroben inaktivieren und die Haltbarkeit von Lebensmitteln und Getränken ohne Hitze oder Chemikalien verlängern. Sie sind auf Skalierbarkeit, Zuverlässigkeit und lange Betriebsdauer optimiert, werden aber in der Regel kundenspezifisch gebaut, sind im Allgemeinen teuer und unflexibel. Ein Umstand, der Marktchancen für modulare Konstruktionen im Pilotmaßstab schafft, bei denen Komponenten von der Stange zum Einsatz kommen.
XP Power bietet eine Reihe von geregelten Hochspannungsstromrichtern an, mit denen Entwickler modulare PEF-Systeme für Labor-, Pilot- und kommerzielle Anwendungen aufbauen können, ohne auf vollständig kundenspezifische Stromversorgungslösungen angewiesen zu sein. So fungieren die 30W-Wandler HRL30 des Unternehmens als geregelte Hochspannungsversorgung, mit der Kondensatoren oder pulsformende Netzwerke (PFNs) aufgeladen werden können, die dann über eine Schaltstufe kontrollierte Impulse an Elektroden, Sensoren oder Behandlungszellen abgeben.
XP Powers HRL30-Wandler unterstützen kontrollierte, wiederholbare Downstream-Impulse, ohne dass eine kundenspezifische Hochspannungsversorgung erforderlich ist, und bieten Entwicklern mehr Freiraum für Experimente, schnelle Iterationen und neue anwendungsspezifische Innovationen.
Einfaches, modulares Design
Entwickler können modulare Hochspannungssysteme um einen HRL30 herum aufbauen und ihn als geregelten Energiekern für eine Reihe von Subsystemen verwenden. Von dort aus leiten geladene PFNs kontrollierte Impulse über Schaltmodule an Elektroden oder Behandlungszellen weiter, während die Überwachungs- und Steuerelektronik Spannung, Strom und Temperatur verfolgt.
Mechanische Gehäuse und Grundplattenkühlung vereinfachen die sichere Integration in Laboranlagen, PEF-Module im Pilotmaßstab oder OEM-Subsysteme. Durch die Kombination dieser Bausteine können Teams schnell Prototypen erstellen, iterieren und Designs anpassen, ohne für jede Anwendung eine eigene Hochspannungsversorgung entwickeln zu müssen.
Je nach Anwendungsfall arbeiten die Regler im Konstantspannungs- oder Konstantstrommodus mit automatischer Umschaltung, was eine kontrollierte Ladungsrate für einen Kondensator ermöglicht. Über ein analoges 0- bis 5-V-Signal lässt sich die Ausgangsspannung 0 bis 100 Prozent programmieren, so dass das System die Zielladespannung und damit die Impulsintensität dynamisch anpassen kann.
Zu den Features der Wandler gehören Spannungs- und Stromüberwachungsausgänge (Vmon und Imon) für automatisierte Tests, Protokollierung oder Regelkreise. Diese Signale ermöglichen es einem externen Mikrocontroller oder einer speicherprogrammierbaren Steuerung zu erkennen, wann der Kondensator vollständig geladen ist, um den Impuls auszulösen und den Ladezyklus neu zu starten.
Rolf Horn, Applications Engineer, DigiKey
Stabile, kontrollierte Energieabgabe
XP Power HRL30-Architektur unterstützt eine breite Palette von Systemen, die Hochspannung als definierte, wiederholbare Funktion liefern. Dadurch können sich die Entwicklungsteams auf die Anwendungsleistung und die Systemintegration konzentrieren, anstatt kundenspezifische Hochspannungsversorgungen zu entwerfen. Kompakte mechanische Gehäuse und Grundplattenkühlung ermöglichen eine einfache und sichere Integration in größere Systeme.
Zu den größten Herausforderung bei PEF-Anwendungen zählt nicht nur die Erzeugung von Hochspannung, sondern auch deren sichere und vorhersehbare Bereitstellung. Mit den Wandlern der Die HRL30-Serie wird eine stabile, geregelte Energieversorgung für PFNs, Kondensatorbatterien oder andere Hochspannungsspeicher, die nachgeschaltete Impulse speisen, sichergestellt.
PFNs sind Kombinationen aus Kondensatoren und Induktivitäten, die Energie speichern und in Form von kurzen, wiederholbaren Impulsen abgeben. Während der PFN die Pulsform, -dauer und -amplitude definiert, sorgt der HRL30 für eine sichere und zuverlässige Energieversorgung, und ermöglicht es den Entwicklern so, sich auf die Leistungsoptimierung zu konzentrieren, anstatt eine kundenspezifische Hochspannungsversorgung zu bauen.
Entwickler können die elektrischen Anforderungen ihrer Anwendungen den HRL30-Varianten zuordnen, die einen kompakten, grundplattengekühlten Formfaktor von 3 Zoll x 2 Zoll x 0,73 Zoll Aufweisen.
Die folgenden drei Komponenten veranschaulichen, wie Spannung und Stromstärke an die elektrischen Anforderungen angepasst werden können:
Im unteren Spannungsbereich liefert ein Modell wie der HRL3024S350P bis zu 350 VDC bei etwa 85 mA und eignet sich daher gut für Designs, die von einem höheren Strom profitieren, wie etwa das schnellere Aufladen von Kondensatorbänken, PEF-Experimente mit moderaten Feldern oder elektrophoreseähnliche Systeme, bei denen die Energie pro Puls wichtiger ist als die extreme Feldstärke.
Das Modell HRL3024S600N für den mittleren Spannungsbereich liefert bis zu 600 VDC bei etwa 50 mA und sorgt für ein ausgewogenes Verhältnis von Spannung und Strom für PEF-Systeme im Labor- oder Pilotmaßstab, die aussagekräftige elektrische Felder benötigen, ohne die Isolierung, die Abstände oder die Systemkomplexität zu sehr zu strapazieren.
Am oberen Ende liefert der HRL3024S5K0P bis zu 5 kVDC bei etwa 6 mA, wobei die elektrische Feldstärke Vorrang vor dem Strom hat. Er eignet sich für kleine PEF-Module im Pilotmaßstab, für Elektroporationseinrichtungen im Labor oder für Geräte, die eine präzise Hochspannungsvorspannung und keine hohe Energieabgabe erfordern.
Da Entwickler PEF in Pilotsysteme, modulare und anwendungsspezifische Systeme integrieren, stellt die Fähigkeit, Hochspannung sicher, vorhersehbar und ohne kundenspezifisches Stromversorgungsdesign zu erzeugen, eine Marktchance für modulare Ansätze dar, die Kosten senken, die Entwicklung beschleunigen und die Tür zu einer breiteren Palette praktischer Anwendungen öffnen. Die Serie HRL30 von XP Power bietet eine geregelte Hochspannungsbasis, die es den Teams ermöglicht, sich auf die Pulsformung, die Elektroden und die Systemleistung zu konzentrieren, anstatt sich mit den Risiken der Hochspannungsversorgung auseinanderzusetzen.
