Stromversorgung Netzgeräte mit Hiccup: Comeback beim Überlastverhalten

Der technische Fortschritt verschafft einer kaum mehr verwendeten Schaltungstechnik deren Comeback. Puls hat den altbekannten Hiccup Modus wiederentdeckt und zum Hiccup plus weiterentwickelt. Der Einzug von Mikrokontrollern in das Netzgerätedesign hat es auch hier möglich gemacht, alte Schwachstellen einer eigentlich guten Technik zu beseitigen.

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Hiccup Schaltungen galten als zu empfindlich in Verbindung mit Motoren oder Verbrauchern, die mit großen Eingangskapazitäten ausgestattet sind. Auch ein Parallelschalten von Netzgeräten oder das Laden von Batterien konnte mit dem alten Hiccup Überlastverhalten kritisch sein.

Prinzipiell ist das Hiccup Überlastverhalten eine sichere Sache, wenn es um den Schutz von Leitungen oder Verbrauchern geht. Der geringe effektive Kurzschlussstrom am Ausgang vermeidet im Fehlerfall Folgeschäden, das ganze System kann mit sparsameren Kabelquerschnitten ausgelegt werden und letztendlich lassen sich Netzgeräte damit auch kostengünstiger und bis zu 20 Prozent kompakter realisieren.

Hiccup plus: Schwachstellen weg – Vorteile nutzen

Puls hat mit dem Hiccup plus Modus nun einen Weg gefunden, die Schwachstellen zu beseitigen und die Vorteile zu nützen.

Getastete Stromversorgungen begrenzen den Ausgangsstrom bei Überlast. Wird der Maximalstrom erreicht, schaltet das Netzgerät automatisch vom Spannungsregelmodus in den Stromregelmodus.

Dabei unterscheidet man folgende Varianten:

• Rückfallende oder eingezogene Kennlinie: Hier reduziert sich der Strom je nach Höhe der Überlast. Dieses Verhalten ist ungeeignet zum Starten von schwierigen Lasten und es ist hauptsächlich bei linear geregelten Netzgeräten zu finden.

• Gerade Kennlinie: Hier bleibt der Strom bei Überlast annähernd konstant.

• Ausgezogene Kennlinie: Gilt als gutmütigstes Überlastverhalten, birgt aber das Risiko eines hohen Kurzschlussstroms.

• Hiccup Verhalten: Bei Überlast oder Kurzschluss schaltet die Stromversorgung ab und macht periodische Startversuche, bis der Fehler beseitigt ist.

Hoher Kurzschlussstrom erzeugt Gefahren

Gerade bei leistungsstärkeren Netzgeräten können aufgrund des hohen Kurzschlussstroms Gefahren entstehen, die oftmals zu wenig Beachtung finden. Unterschätzt wird, dass sich die Auswirkung des Stroms auf Leitungen, Anschlussklemmen und Kontakten quadratisch mit der Stromstärke erhöht.

Ein Stromanstieg von 20 A auf 30 A erzeugt bei einer Anordnung von beispielsweise 50 mOhm (entspricht in etwa 7 m Draht mit 2,5 mm²) eine Erhöhung der Verluste von 20 W auf 45 W. Das sind 125 Prozent mehr Verluste bei einem Stromanstieg von nur 50 Prozent! Erschwerend kommt noch hinzu, dass sich die Oberfläche von Leitungen – die zur Kühlung dient – bei einer Erhöhung des Leiterquerschnittes nur minimal vergrößert.

Noch kritischer sieht die Situation bei redundanten Systemen aus. Zur Erhöhung der Zuverlässigkeit werden meistens zwei Netzgeräte in einer 1+1 Konfiguration über Dioden oder Redundanzmodule zusammengeschaltet. Benötigt man zum Beispiel 15 A, wird man zwei 20 A Netzgeräte wählen. Ein 20 A Netzgerät liefert bei einer „ausgezogenen Kennlinie“ knapp 30 A Kurzschlussstrom. Das bedeutet, dass bei einem Kurzschluss ein Dauerstrom von 60 A fließt und die Verluste im Vergleich zum Nennstrom von 15 A um den Faktor 16 ansteigen. Der Hiccup Modus ist hier klar im Vorteil.

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