Netzgeräte Wie Labornetzgeräte mit Autoranging Kosten durch Flexibilität sparen

Die Betriebsspannungen von Komponenten variieren erheblich. Laborplätze benötigen daher zahlreiche unterschiedliche Netzteile. Abhilfe schafft ein Gerät mit flexibler Ausgangsstufe.

Anbieter zum Thema

ET System electronic GmbH

RECOM Power GmbH

MTM Power Messtechnik Mellenbach GmbH

Distrelec Deutschland GmbH

Neu im Portfolio des Katalogdistributors Distrelec Schuricht sind Netzteile mit flexibler Ausgangsstufe des Viersener Spezialisten EA Elektro-Automatik. Die Geräte sind jetzt auch mit bis zu 15 kW Ausgangsleistung und einem kompakten 19-Zoll-Einschub 3HE erhältlich. Sie eignen sich für zahlreiche Anwendungen.

Konventionelle Netzgeräte haben eine rechteckige Ausgangskennlinie, d. h. die maximale Ausgabespannung und der maximale Ausgabestrom definieren automatisch die maximale Ausgangsleistung (max. Spannung x max. Strom = Ausgangsleistung), für die das Gerät dimensioniert ist. Die Ausgangsleistung bestimmt also, wie groß und teuer das Netzgerät wird. Noch weiter auseinander liegen die Betriebsspannungen bei der Fertigung von Halbleitern und Speicherbausteinen sowie in der Elektro-Antriebstechnik und in der Photovoltaiktechnik. Die Bandbreite reicht hier von wenigen Volt bis zu über 1200 Volt.

Jeder Prüfling benötigt eine geeignete DC-Quelle

Für Prüfplätze und Laboreinrichtungen ergibt sich daraus die Notwendigkeit, für die unterschiedlichen Prüflinge entsprechend der jeweiligen Betriebsspannung und Leistung und dem sich daraus ergebenden Betriebsstrom eine geeignete DC-Quelle bereitzuhalten. Als Alternative zu den multiplen Quellen könnte zwar auch eine einzige, großzügig dimensionierte Quelle eingerichtet werden, die alle notwendigen Spannungs- und Strombereiche abdeckt. Diese müsste für eine sehr hohe Leistung dimensioniert werden.

Wollte man z. B. zwei 3-kW-Verbraucher mit unterschiedlichen Betriebsspannungen von 30 V und 60 V prüfen, wären zwei 3-kW-DC-Quellen – eine für 0-30 V mit 0-100 A und eine weitere mit 0-60 V mit 0-50 A – erforderlich. Um mit nur einem konventionellen Netzgerät auszukommen, müsste dieses dann 6 kW für 0-60 V und 0-100 A leisten. Beide Lösungen sind teuer.

Labornetzteile der PS/PSI-8000-Serie von EA Elektro-Automatik als günstige Alternative

Eine kostengünstigere Alternative und inzwischen erfolgreich im Programm von Distrelec sind die Labornetzteile der PS/PSI-8000-Serie von EA Elektro-Automatik. Seit kurzem gibt es die PS/PSI-8000-Netzteile auch in den erweiterten Leistungsklassen 5 kW, 10 kW und 15 kW. Denn EA Elektro-Automatik hat, so Wolfgang Horrig, Vertriebsleiter bei EA Elektro-Automatik, das Autoranging-Konzept des stufenlosen Netzeingangsbereichs auf den DC-Leistungsausgang seiner Labor- und Industrienetzgeräte übertragen und so deren Einsatzmöglichkeiten deutlich erweitert.

Ein Beispiel der neuesten Generation der EA-Netzgeräte ist eine 15-kW-Quelle mit einer Ausgangsspannung zwischen 0 und 500 V DC und einem Ausgangsstrom von 0 bis 90 A. Dank interner und externer Power-Modularität lässt sich mit den Einzelmodulen eine Produktfamilie mit einer Leistung zwischen 1 kW und 15 kW bilden – mit Ausgangsspannungen standardmäßig von bis zu 1500 V und Strömen von bis zu 510 A. Sogar Leistungen bis 300 kW und mehr über Kaskadierung sind in 19“-Schränken möglich.

Bei der Entwicklung des Resonanzkonverters lag der Fokus unter anderem auf der Optimierung des Wirkungsgrades, was bei Hochleistungsgeräten eine wesentliche Rolle spielt (Einsparung von Primärenergie, Reduktion der Abwärme). Die Hochstromgeräte der Spannungsklassen 0 bis 80 V erreichen typische Werte von >90%. Die Hochspannungsgeräte >200 V liegen in der außergewöhnlichen Region von >95 %.

Vorteil von Netzgeräten mit flexibler Ausgangstufe

Der Anwender wird mit wesentlich weniger Netzgeräten auskommen, als dies bei Verwendung vergleichbarer Geräte mit rechteckiger Kennlinie der Fall wäre. Die Bandbreite der Ausgangsspannung und des Ausgangsstromes bei mittlerer Leistung ermöglicht einen flexibleren Einsatz. Ein einzelnes Autoranging-Gerät deckt somit viele Anwendungen ab. Daher sprechen auch ökonomische Argumente für ein Gerät mit flexibler Ausgangstufe. Der Einspareffekt lässt sich einfach berechnen: Wenn ein Prüfling mit 3 kW Leistungsaufnahme 28 V Nennspannung benötigt, müssen rein rechnerisch 107,4 A bereitgestellt werden – denn 28 V mal 107 A ergibt 3 kW. Bei einem weiteren Prüfling mit 48 V wären es 62,5 A, bei einem dritten mit 60 V dann 50 A. Bei einer rechteckigen Kennlinie würden für die Versorgung der drei Prüflinge mit den Nennspannungen 28, 48 und 60 VDC insgesamt drei 3-kW-Quellen benötigt bzw. alternativ eine Quelle mit 6,4 kW (60 V x 107,4 A). Bei einem Netzgerät mit flexibler Kennlinie hingegen kann eine einzige, vergleichsweise günstige 3-kW-Quelle alle drei Bereiche abdecken.

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