TDK-Lambda Erstes voll-digital gesteuertes Netzgerät

Redakteur: Dipl. -Ing. Ines Stotz

Die Anzahl der Bauteile um 25 Prozent reduziert, um damit die Geräte um 45 Prozent kleiner und bis zu 56 Prozent leichter zu bauen – das hat TDK-Lambda jetzt mit seiner aktuellen Reihe an Einbau-Netzteilen geschafft. Zugrunde liegt ein neues, komplett digitales Steuerungskonzept, mit dem die Geräte zudem einen höheren Wirkungsgrad liefern.

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Durch den Einsatz eines 8-Bit-Mikrocontrollers werden die Netzteile der EFE-Serie von TDK-Lambda kleiner und leichter – bei größerer Leistungsdichte und Wirkungsgrad. Hier das 300-W-Netzteil EFE-300
Durch den Einsatz eines 8-Bit-Mikrocontrollers werden die Netzteile der EFE-Serie von TDK-Lambda kleiner und leichter – bei größerer Leistungsdichte und Wirkungsgrad. Hier das 300-W-Netzteil EFE-300
( Archiv: Vogel Business Media )

Weniger Komponenten, höhere Qualität, bessere Dynamik, Wirkungsgrad und Ausfallschutz – diese Vorteile für den Kunden möglichst kosten- und zeiteffektiv einzusetzen, darauf kommt es Gustav Erl, General Manager bei TDK-Lambda Germany vor allem an.

So bringt das Unternehmen jetzt eine erste Serie von Hochleistungs-Netzgeräten mit einer voll digitalen Steuerung auf den Markt. Dazu zählen das 300-W-Netzteil EFE-300 und das 400-W-Netzteil EFE-400, die jeweils mit 12- oder 24-V-Ausgangsspannung erhältlich sind. Die Stromversorgungen, deren Wirkungsgrad maximal 90 Prozent beträgt, können für eine Dauer von bis zu zehn Sekunden eine Spitzenleistung liefern, die bei 133 Prozent liegt.

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Durch den Einsatz eines 8-Bit-Mikrocontrollers, über den der Ausgang sowie diverse interne Vorgänge komplett digital steuerbar sind, hat sich der Bauteilbedarf bei der EFE-Serie deutlich reduziert: Um 25 Prozent sank die Anzahl der verbauten Komponenten. Dadurch lassen sich die Geräte bis zu 45 Prozent kleiner und bis zu 56 Prozent leichter als mit konventionellen Netzteilen realisieren.

Dank Steuerungskonzept: bis 22 W/m³ Leistungsdichte

Unter Nennlast erreichen die Geräte Leistungsdichten von 16,6 W/m³, bei Spitzenlast sogar bis zu 22 W/m³. Laut Gustav Erl ist für diese herausragenden Ergebnisse das neu entwickelte Kernkonzept verantwortlich: „Es wird sich sehr schnell auch in anderen Produkten des Unternehmens wiederfinden.“

Wegen seiner kompakten Abmessungen bei nur 1 HE Bauhöhe sind die Netzteile auch bei beschränktem Platzvolumen leicht zu integrieren: Das EFE-300 misst nur 127 × 76 × 34 mm³, das EFE-400 152 × 76 × 34 mm³. „Dadurch lassen sich kleinere Produkte mit größerer Funktionalität realisieren, die sich zudem weniger erwärmen“, beschreibt der Experte.

Mit Hilfe der neuen Digitalsteuerung konnten auch Eigenschaften wie die Strombegrenzung und das Startverhalten optimiert, und die Primärseite auf eine einfachere und kostengünstigere Topologie umgestellt werden. Die dadurch geringere Anzahl an Bauteilen trägt zur Verbesserung des Wirkungsgrads bei, ohne dass die Regelung darunter leidet. „Und weil weniger Bauteile neben geringerem Ausfallrisiko auch weniger Wärme und Hot-Spots im Gerät bedeuten, steigert dieses Konzept auch gleich auf mehrfache Weise die Zuverlässigkeit der Geräte“, so Erl weiter.

Überhaupt bewirke der zentrale Microcontroller an vielen Stellen eine deutlich höhere Zuverlässigkeit der Netzteile. Beispielsweise kann das Netzteil nun mittels spezieller Algorithmen präzise auf irreguläre Situationen reagieren und so seine Bauteile vor Überlastung schützen. Auch die Störsicherheit ließ sich gegenüber analogen Konzepten verbessern, nicht zuletzt auch durch den Einsatz von SiC-Dioden, und ist dadurch deutlich besser als EN55022, Kurve B. Zudem kommen die Netzteile nun ohne Optokoppler aus, ein wegen seiner relativ begrenzten Lebensdauer eher unbeliebtes Bauteil in herkömmlichen Netzteilen.

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