Hervorragendes Design von getakteten DC-Stromversorgungen.

Einer der Faktoren, welcher eine Stromversorgung am meisten belastet, ist ein schneller Lastwechsel (z.B. durch Schalten verursacht). In Geräten mit Regel- und Schaltkreisen kann sich jede Spitze oder jeder Einbruch der Versorgungsspannung störend auf das Regelverhalten auswirken und beeinträchtigt damit die Leistungsfähigkeit des Gerätes. Eine hochqualitative Stromversorgung muss in geringst möglicher Zeit auf Spannungsänderungen reagieren, um kontinuierlich eine möglichst konstante Ausgangsspannung zu liefern.

Bild 1 links zeigt das dynamische Regelverhalten von drei verschiedenen 6-kW- Stromversorgungen, die unter identen dynamischen Lasten getestet wurden. Das beste Dynamikverhalten wird durch eine relativ hohe Taktfrequenz erzielt, wenn man diese mit der Ausgangsleistung und einem optimal ausgelegten Regelkreis der Stromversorgung vergleicht.

Eine gute Stromversorgung erfordert eine optimale Regel- bzw. Dauerbetriebs-Charakteristik mit möglichst geringer Welligkeit und minimalen Störungen am Ausgang. Diese Anforderungen stehen aber im Widerspruch mit optimalen dynamischen Verhalten, also dem schnellen Ausregeln von Laständerungen. Durch spezielles Schaltungsdesign mit „Soft-Switching“ und sorgfältig ausgedachte Ausgangsfilter ist es möglich, eine hervorragende Balance zwischen dem dynamischen und dem Regel-Betriebsverhalten einer Stromversorgung zu erzielen, wie Bild 2 Mitte zeigt.

Hochqualitative Bauteile garantieren geringstes Rauschen und minimale Ausgangswelligkeit bei gleichzeitig hoher Zuverlässigkeit und Stabilität. Diese Komponenten sichern auch den Betrieb über einen weiten Betriebstemperaturbereich.

Bildergalerie:

Minimierung von Verlusten

Das Umwandeln von Leistung bedeutet notwendigerweise nicht die Unterbrechung der Wechselstromversorgung. Schlecht konstruierte Stromversorgungen verursachen harmonische Oberwellen in der Versorgungsleitung, die nur schwierig und kostenaufwendig wieder ausgefiltert werden und zusätzlich noch störende Effekte auf andere Geräte haben können. Mit der aktiven, 3-phasigen Leistungsfaktor-Korrektur (3-phase PFC – power factor correction) kann eine Stromversorgung nicht nur einen Leistungsfaktor von nahezu „1“ erreichen, sondern „zieht“ auch eine kontinuierliche Leistung während des ganzen AC-Zyklusses. Die 3-phasige PFC bringt also viel mehr als eine einphasige PFC nach dem Brückgleichrichter.

Bild 3 rechts zeigt den Eingangsstrom der drei getesteten Stromversorgungen. Das Modell mit dem echten 3-phasige PFC, die Stromversorgung Delta SM60-100, zeigt einen nahezu sinusförmigen Strom, der sowohl harmonische als auch Blindleistungsverluste (I 2 R) minimiert.

Apropos Blindleistung: Wann haben Sie das letzte Mal Ihre Stromrechnungen diesbezüglich überprüft?

Umgang mit Blindleistungen

Passen Sie Ihre Stromversorgung an die Last an. Dies scheint logisch, aber haben Sie Ihre Lastbedingungen genau analysiert? Schalten Sie Blindleistungen, die Spannungseinbrüche nach sich ziehen? Wie reagiert Ihre Stromversorgung auf einen reflektierten Spannungseinbruch (back surge), der von der Last herrührt?

Die meisten Stromversorgungen haben einen Überspannungsschutz, der aber überhaupt nicht hilft, die reflektierte Leistung von der Last zu absorbieren. Daher muss eine zusätzliche Schaltung dafür sorgen, dass auch bei solchen Lastbedingungen eine konstante Ausgangsspannung geliefert wird. Eine dynamische Last, die mit dem Takt der Stromversorgung synchronisiert wird, würde die Leistung absorbieren und so sicherstellen, dass die Ausgangsspannung konstant, störungsfrei und mit minimalem Rauschen geliefert wird.

Fazit.

Die Zuverlässigkeit jedes Gerätes und jeder Anlage hängt von der Anpassung der Stromversorgung an die Lastbedingungen ab.