Worauf es bei der Auswahl einer Stromversorgung ankommt

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Der aus der Energieversorgung (Wechselspannungsnetz, Batterie) gezogene Eingangsstrom wird unter weiteren Bedingungen, z.B. nominale Eingangsspannung und Volllast am Ausgang spezifiziert. Kenngröße für kurzgeschlossene Ausgänge ist bei Gleichspannungswandlern zusätzlich der Eingangsstrom im Fehlerfall. Der Stoßstrom beim Einschaltvorgang, auch Einschaltstrom bezeichnet, beschreibt den maximalen Strom beim Einschalten unter Last. Ein Softstart durch zeitlich kontrolliertes Ansteigen der Ausgangsspannung begrenzt den Einschaltstrom unter hoher Ausgangslast.

Im System aus Stromversorgungen empfiehlt es sich, jeden Teilstromkreis einzeln mit einer Schmelzsicherung zu versehen, um im Störungsfall hoher Stromaufnahme übergreifende Schäden zu verhindern.

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Viele Netzteile enthalten mindestens eine – im Datenblatt spezifizierte – interne Sicherung, die oft vom Anwender tauschbar ist.

Vergossene oder geschlossene Module wie fast alle DC/DC-Wandler und einige Netzteile, enthalten keine internen Schmelzsicherungen, da vorübergehende Fehler sonst den Tausch des gesamten Moduls erfordern. Hier sind externe Sicherungen einzuplanen. Als Faustregel ist als Nennstrom der Sicherung ein Wert zu wählen, der das 1,5- bis 2-Fache des maximalen Eingangsstroms der Stromversorgung beträgt. Anwendungen mit einzelnen Netzteilen sollten Sicherungen mit träger, redundante Stromversorgungen dagegen mit flinker Charakteristik haben.

Auch zwischen voneinander isolierten Bereichen einer Stromversorgung, z.B. Eingang zu Gehäuse oder Ausgang, fließen geringe Ableitströme (gemessen bei Nominalspannung): Im Netzteil überwiegend an der Primärseite zur Schutzerde.

Zu hohe Ableitströme können bei fehlender Erdung gefährlich für die Bediener sein.

Grenzwerte sind in Normen (CE, EN, UL, CSA) festgelegt. Speziell für Medizingeräte werden besonders geringe Ableitströme gefordert. Gleichspannungswandler dafür geben den Ableitstrom an, auch Leckstrom bezeichnet.

Die EMV-Eigenschaften und ihre Relevanz

Stromversorgungen sind nach gesetzlichen Grenzwerten ausgelegt. Leitungsgebundene oder abgestrahlte Störaussendungen sind nach Normen wie EN 55011/32 in Klassen eingeteilt. Hochwertige Geräte übertreffen die beste Klasse B um 3 dB und mehr.

Die EMV-Eigenschaften einer Stromversorgung in der Praxis können abhängig von vielen unterschiedlichen Einflüssen stark von den Laborwerten abweichen. Beispiele dafür sind mechanische Faktoren (Abschirmung, Ort und Ausrichtung der Bauelemente), Beschaltung (Filter, Ausgangslast, Eingangsschwankungen) oder Umgebungsfaktoren (Temperatur, Leistungskonstanz).

Wenn EMV-Eigenschaften für den Einsatzzweck entscheidend sind, sollten Herstellerangaben nur als Leitfaden dienen und durch gründliche Tests in der Endanwendung ergänzt werden.

Festlegung der verschiedenen Ausgangsspezifikationen

Einige Stromversorgungen lassen die Ausgangsspannung trimmen, meist nur des ersten Ausgangs. Übliche Einstellbereiche der Ausgangsspannung sind ±10%. Programmierbare Netzteile oder Labornetzteile umfassen den Bereich von Null ab bis zur Nominalspannung.

Der maximale Ausgangsstrom oder Nennstrom kann dauerhaft aus einem Ausgang gezogen werden, ohne eine Stromversorgung zu schädigen oder Schutzschaltungen auszulösen. Bei der Wahl einer Stromversorgung sollte ein Sicherheitsspielraum von 15% bis 20% einkalkuliert werden, damit dieser Wert sicher nicht überschritten wird.

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