Netzteile AC/DC-Netzteile für die Praxis – selbst entwickeln oder zukaufen?

Die Entwicklung eines passenden Netzteils gehört in vielen Projekten einfach dazu – was allerdings nicht immer einfach ist. Wir verraten Ihnen mögliche Stolperfallen und erklären, wie man sie umgeht.

Anbieter zum Thema

ET System electronic GmbH

RECOM Power GmbH

MTM Power Messtechnik Mellenbach GmbH

Halten wir uns an ein Musterbeispiel, beginnt jeder Entwickler mit den Anforderungen des Designs. Natürlich müssen Sicherheitsbestimmungen, EMI/RFI-Standards, Effizienzvorgaben und die Leistungsfaktorkorrektur neben den grundlegenden Spezifikationen erfüllt werden.

Medizintechnik und andere kritische Anwendungen haben ihre eigenen Regeln, z.B. müssen Kriechströme unter einem bestimmten Grenzwert bleiben. Was ist also für das Design eines AC/DC-Netzteils mittlerer Leistung erforderlich? Als Beispiel dient das XL280 Open-Frame-Netzteil von N2Power (Bild 1).

Bei der Eigenentwicklung sind zahlreiche Faktoren zu beachten

Eine Eigenentwicklung im Haus beinhaltet viele Faktoren. Zuerst müssen die richtigen Bauteile gefunden werden. Es gibt eine riesige Auswahl an Stromversorgungs-ICs, von denen viele ausgefeilte Funktionen und Algorithmen enthalten. Einige können sogar digital geregelte PWM-Module enthalten, was eine dynamische Anpassung an Last- und Temperatureinflüsse ermöglicht.

Die Auswahl der richtigen Bauteile erfordert viele Entscheidungen und Abwägungen, um die passende Funktion zu gewährleisten. Referenzdesigns und Entwicklungstools von den Chip-Herstellern können die Arbeit erleichtern – entweder mit einem kompletten Referenzdesign oder mit einem Tool, das ein Design entsprechend anwenderspezifischen Eingaben erzeugt.

Diese Designs reichen aber nur bis zu einem bestimmten Punkt und berücksichtigen meist nicht Parameter wie die Magnetbauteile und das Leiterplatten-Layout, welche erheblichen Einfluss auf die Leistungsfähigkeit des Netzteils im Gesamtsystem haben können. Während das Design eines Basis-Netzteils nicht allzu schwierig ist, macht die Einhaltung aller Leistungs- und regulatorischen Vorgaben die Dinge etwas komplizierter. Das Design muss dann qualifiziert werden, und die Beschaffung der Bauteile nimmt mehr Zeit und Mühe in Anspruch.

Probleme bei der Entwicklung von Netzteilen

Anstatt sich ein eigenes Netzteil zu entwickeln, das alle genannten Forderungen erfüllen muss, ist auch der Kauf eines Standardmoduls möglich. Wenn diese Entscheidung getroffen werden muss, gibt es zehn Gründe, die gegen ein eigenes Stromversorgungsdesign sprechen:

• Die Definition und Beschaffung passiver Bauelemente kann oft schwierig sein, vor allem im Hinblick auf die sekundären Eigenschaften. So kann der äquivalente Serienwiderstand (ESR) von Kondensatoren den Betrieb des Kondensators beeinträchtigen, vor allem bei höheren Frequenzen.

• Bei der Beschaffung können auch Fehler auftreten. Wenn ein Nennwert-identisches Bauteil durch den Einkauf oder den Auftragsfertiger ersetzt wird, um z.B. Kosten zu sparen, können kleine Performance-Unterschiede auftreten, die im Feld zu Problemen führen.

• Wenn weltweite Märkte bedient werden sollen, müssen verschiedene Designs gefertigt werden? Oder soll ein teureres Produkte entwickelt werden, das überall funktioniert?

• Das Testen aller Betriebsszenarien kann schwierig sein, z.B. das Auffinden von Problemen aufgrund hoher Temperaturen, Transienten und hoher Lasten, die gleichzeitig oder unter bestimmten Umständen nur selten auftreten können.

(ID:37119610)