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Industrie-Stromversorgungen

Zuverlässigkeit und Effizienz haben höchste Priorität

10. September 2014, 10:14 Uhr | Stefan Bergstein, Emtron electronic

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Aktive Leistungsfaktor-Korrektur

Um diese Ziele zu erreichen, treiben die Konstrukteure der Stromversorgungen einen beträchtlichen Aufwand. So verfügen die Geräte der SDR-Familie über eine aktive Leistungsfaktor-Korrektur. Das reduziert den Oberwellenanteil auf den Zuleitungen und hält damit nicht nur die leitungsgebunden Störungen im Zaum, sondern trägt auch dazu bei, die Energieverluste zu begrenzen und den Wirkungsgrad hochzuhalten. EMI-Filter und Abschirmungen tun ein Übriges, damit sich die Schaltvorgänge im Inneren der Stromversorgung nicht als Störimpulse fortpflanzen können, weder auf den Zu- und Ableitungen noch über die Luft als elektromagnetische Wellen.

Damit ist aber erst ein Aspekt des Gesamtthemas »Zuverlässigkeit« abgedeckt. Ein weiterer Aspekt ist die Ausfallsicherheit des Geräts. Hier gilt als erstes Prinzip: Gerät kühl halten. Je höher die Umgebungstemperatur, desto niedriger ist die Lebenserwartung des Geräts. Eine Faustregel besagt, dass eine Erhöhung der Temperatur um 10 Grad die Lebensdauer eines elektronischen Bauelements halbiert. Also ist als erste Maßnahme die Schaltungstechnik so zu optimieren, dass der energetische Wirkungsgrad möglichst hoch ist und damit möglichst wenig Wärme entsteht. Geräte aus der SDR-Familie wie etwa das Modell SDR-240 erreichen Wirkungsgrade von deutlich mehr als 90 Prozent und können damit als Spitzenreiter in ihrer Klasse gelten.

Hohe Wirkungsgrade entstehen aus einer ausgeklügelten Schaltungstechnik und der Verwendung hochwertiger Bauelemente – etwa modernen Schalttransistoren. Neben der Auswahl eines Geräts mit hohem Wirkungsgrad können die Hersteller der Geräte noch mit weiteren Maßnahmen dazu beitragen, dass sich ihre Kunden an einer stabilen, langlebigen Spannungs- oder Stromversorgung erfreuen können. So liefert Mean Well grundsätzlich nur Geräte aus, die zuvor einen »Burn-in«-Test bestanden haben. Dabei ist es wesentlich, dass der Lieferant nicht nur Stichproben durchführt, sondern alle gefertigten Geräte, einem solchen Test unterzieht.

Auch die Kunden der Power Supplies können durchaus einiges dazu beitragen, die Zuverlässigkeit und Ausfallsicherheit auf einem hohen Niveau zu halten. Häufig werden ja gerade Geräte in Hutschienenbauweise in einem wie auch immer gearteten Schaltschrank verbaut. Dabei sollten die Stromversorgungen so weit entfernt wie möglich von Stör- und Wärmequellen zum Einsatz kommen. Auch wenn es sich in der Praxis nicht überall realisieren lässt, sollte der Konstrukteur des Schaltschranks bzw. der Systemintegrator auf eine optimale Belüftung des Blechgehäuses achten; idealerweise sind aktive Lüfter eingebaut. Und last but not least, sollte der Anwender unbedingt das Temperatur-Derating seines Netzteils berücksichtigen. Das heißt, er sollte bei hohen Temperaturen das Gerät nicht voll belasten oder dafür Sorge tragen, dass der kritische Temperaturbereich gar nicht erst erreicht wird. Wo dieser Bereich beginnt, ist dem Datenblatt des Power Supply zu entnehmen.

Es ist nicht möglich, alle Umgebungsparameter ständig zu kontrollieren. Auch wenn die elektrischen oder thermischen Arbeitsbedingungen für ein Stromversorgungsgerät dessen Komfortzone verlassen, darf das Gerät deswegen nicht gleich versagen. Spannungsspitzen am Eingang, Kurzschlüsse oder Überlast am Ausgang oder Temperaturen außerhalb des zulässigen Bereichs sind zwar nicht der Regelfall, lassen sich aber auch nicht immer vermeiden. Anwender sollten daher darauf achten, dass das Gerät ihrer Wahl mit elektronischen Sicherungen gegen diese elektrische und thermische Unbill versehen ist. Im Idealfall sorgt zudem eine Auto-Recovery-Funktion dafür, dass die Geräte nach Beseitigung der Störung selbsttätig wieder anlaufen, wie das bei vielen Stromversorgungen aus dem Hause Mean Well der Fall ist.

Der Autor

Stefan Bergstein ist Vertriebsingenieur bei Emtron electronic.