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Industrielle Netzgeräte basierend auf Buswandlern mit festem Übersetzungsverhältnis

Vorteile in Ein- und Dreiphasigen Systemen

7. Januar 2016, 9:12 Uhr | Maurizio Salato

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Fortsetzung des Artikels von Teil 2

Vergleich der Architekturen für 3-Pasen-Anwendungen

Bild 7 zeigt eine klassische Netzgerätearchitektur sowie die Konfiguration mit einem Bus-Wandler für ein 3-Phasen-Dreileitersystem mit einer Eingangsspannung von 400 – 480 VAC, einem Ausgang von 48 V, 150 A bzw. 7200 W und einem sekundärseitigen Batteriepuffer. Zusätzlich zu dem Austausch des DC/DC-Wandlers durch einen Bus Wandler, wurden auch die Elektrolytkondensatoren zwischen den Stufen durch nicht polarisierte Folienkondensatoren ersetzt. Diese eignen sich auch besser zur Filterung von Störern, die durch das Schalten entstehen, als zur Energiespeicherung bei der Netzfrequenz.

Ein Vergleich der applikationsspezifischen Eigenschaften eines geregelten DC/DC-Wandlers und eines Bus Wandlers wird in Tabelle 1 aufgezeigt.

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Der Bus Wandler bietet die einmalige Möglichkeit, die Vorteile eines wohletablierten Batteriepuffersystems als Netzfilterelement auszunutzen und damit den Bedarf an Speicherkomponenten wie z.B. Elektrolytkondensatoren zu reduzieren, eventuell sogar komplett zu eliminieren.

Während große Batterien durch den relativ kleinen inneren Widerstand in der Lage sein können, den Betrieb auch bei Ausfall einer Phase zu gewährleisten, kann diese Eigenschaft auch bei anderen Anomalien des Netzes wie Ausfall mehrerer Phasen, Unterbrechungen oder Spannungseinbrüchen genutzt werden. Spannungstransienten beeinflussen nicht die kleinen, nicht polarisierten Kondensatoren zwischen den Stufen und der Ausgang wäre komplett entkoppelt.

Zusammenfassung

Für eine Vielzahl industrieller Applikationen werden Netzgeräte als Konsumware betrachtet, was es für die Entwickler schwierig macht, Produkte zu entwerfen, die sich vom Markt differenzieren. Powerkomponenten bieten aber die Möglichkeit, für diese Netzgeräte neue Wege einzuschlagen, ohne dabei Kosten und viel Zeit für eine neue Entwicklung investieren zu müssen.

Der Artikel hat aufgezeigt, dass Bus-Wandler ideale Komponenten für diese Applikationen sind, da sie besondere, für diese Anwendung hervorragend geeignete Merkmale aufweisen. Durch den Einsatz eines Bus Wandlers als isolierte Stufe erreicht der Entwickler eines Netzgerätes ein hohes Maß an Flexibilität und Skalierbarkeit, welches bei klassischen, diskreten Designs nicht üblich ist.