11-2019

Stromversorgung

Stromversorgung LED-Treiber für die digitale Beleuchtung Moderne LED-Beleuchtungstechnik verlangt auch ein Umdenken in der Entwicklung von Schaltnetzteilen. Zukünftige Power-IC-Schaltungen sind nicht mehr nur Stromversorger, sondern auch flexible Schnittstelle zur vernetzten IoT-Welt. 210 W 4-Kanal LED-Treiber mit universellen Steuerungsmöglichkeiten Autor: Hermann Püthe, Geschäftsführender Gesellschafter inpotron Schaltnetzteile GmbH info@inpotron.com www.inpotron.com Dank führender Analog-Technik konnte die Schaltnetzteil-Industrie den Trend zur Digitalisierung lange Zeit gelassen aussitzen. Aber durch den Siegeszug der LED- Leuchtmittel haben sich die Ansprüche der Beleuchtungsindustrie an ihre Stromversorger in den letzten zehn Jahren enorm gewandelt. Es genügt inzwischen nicht mehr, nur eine Blackbox zu liefern, die etwa eine Spezialleuchte an ihrem Einsatzort ohne Wartung für lange Zeit am Laufen hält. Ein moderner LED- Treiber sollte nicht bloß zuverlässig Energie bereitstellen, als Regel- und Steuerungszentrale muss er auch alle gängigen Ansteuerungsprotokolle beherrschen und sollte flexibel auf geänderte Einsatzzwecke reagieren können. Symbiose von Digital technik, analogen Schaltkreisen sowie Leistungselektronik ist daher unvermeidlich. Symbiose zwingend erforderlich Das erkannten auch die Entwickler von der exscitron GmbH als es darum ging, eine mehrkanalige Stromversorgung für RGBW-Flächenstrahler mit 150 W sowie 350 W Leistung zu entwickeln. Nicht zuletzt auch unter Berücksichtigung der Kosten effizienz wählten sie hier einen modularen Ansatz, mit dem sich bereits vorhandene Leistungsbausteine mit einer digitalen Steuereinheit verknüpfen lassen. Ein Master-Slave-Konzept sorgt dabei für die Skalierbarkeit der Basiskonfiguration. Der Rückgriff auf bereits bewährte Komponenten erleichtert zudem die Qualitätssicherung und verringert den Aufwand für Zertifizierungen. Entstanden ist daraus der kompakte LED-Treiber PSU-0164-09 mit vier individuell regelbaren, flickerfreien sowie parallelschaltbaren Ausgängen. Das ohne Zwischenkreis- Elektrolyth kondensator auskommende Leistungsmodul erzeugt praktisch keinen Einschaltstromstoß. Dies verlängert Zuverlässigkeit und Lebensdauer und verhindert, dass es bei gleichzeitig zuschaltbaren Geräten, etwa nach einer Netzunterbrechung, zum Sicherungsfall kommt. Die Aufteilung und Regelung der vier Kanäle geschieht mittels Single-Stage Resonanzwandler mit patentiertem Stromsplitter. Dieser hat eine marktführende Effizienz von 98 %, was wiederum zu einem Gesamtwirkungsgrad des Treibers von 93 % führt. Um die multifunktionalen Möglichkeiten voll auszuschöpfen, werden für die digitale Ansteuerung Single-Stage Resonanzwandler noch zwei, entsprechend verschaltete, Micro-Controller benötigt. Dadurch ist es auch möglich, den LED-Treiber mit so verschiedenen Protokollen wie DALI (Device type 8), DMX (512 und RDM), 1…10 V, Zigbee Port bis hin zur Phasendimmung anzusteuern. Sämtliche Steuersignale werden analog aufbereitet und danach digital weiterverarbeitet. Master-Slave-Schaltung PSU-0164-09: 150 W 4-Kanal LED Treiber mit universellen Steuerungsmöglichkeiten mit modularem Konzept Mittels Master-Slave-Schaltung lassen sich mehrere LED-Treiber in einem Leuchten-Netz gemeinsam ansteuern. Dadurch ist auch die leistungsmäßige Erweiterung etwa von 150 W auf 300 W recht einfach nur durch eine geänderte Ansteuerung realisierbar. Über eine separate Schnittstelle kann die Temperatur der angeschlossenen Leuchten erfasst und ausgewertet werden und so bei Bedarf deren Leistung reduziert werden. Nahezu alle Steuer-Applikationen verlangen inzwischen eine permanente Verfügbarkeit des Treibers, auch wenn die Leuchte ausgeschaltet ist. Eine patentierte Standby-Funktion sorgt dafür, die Leistungsaufnahme dabei unter 0,5 W zu halten. Damit ist exscitron ein Schaltnetzteil gelungen, mit dem sich auch komplexe und höchst individuelle Leuchtenprojekte unkompliziert umsetzen lassen. ◄ 46 PC & Industrie 11/2019

Hocheffiziente Einschaltstrombegrenzer Stromversorgung EMTRON electronic GmbH info@emtron.de www.emtron.de Elektrische Geräte, darunter moderne Schaltnetzteile, ziehen beim Einschalten einen hohen Einschaltstrom, was den Leistungsschutzschalter auslösen und den Start eines Gerätes verhindern kann. Vor allem bei Absicherung mehrerer Netzteile durch einen Sicherungsautomaten können beim Einschalten extrem hohe Stromspitzen entstehen. Zur Reduzierung von temporärem Spitzenstrom hat Mean Well die neue ICL-16-Serie von Einschaltstrombegrenzern entwickelt, die ab sofort bei der Emtron electronic GmbH erhältlich ist. Den meisten Anwendern ist die Problematik vertraut: Beim Bau von Schaltnetzteilen kommen üblicherweise Stützkondensatoren zum Einsatz, um die Ripple-Spannung am Ausgang zu reduzieren. Die daraus resultierende Stabilisierung der Ausgangsspannung soll einem Leistungsverlust entgegenwirken. Allerdings benötigen Stützkondensatoren bei der ersten Inbetriebnahme eine große Menge an Energie, was wiederum einen hohen Einschaltstrom erfordert. Um diesen unerwünschten Einschaltstrom zu reduzieren, werden normalerweise Thermistoren mit negativem Temperaturkoeffizienten (NTC) verwendet. Der offensichtliche Nachteil besteht jedoch darin, dass NTC-Thermistoren im Betrieb kontinuierlich Energie verbrauchen, Wärme erzeugen und den Wirkungsgrad der Schaltnetzteile negativ beeinflussen. Einschaltstrombegrenzer Auf diesem Hintergrund hat Mean Well die ICL-16-Serie von Einschaltstrombegrenzern entwickelt, die den Einschaltstrom von bis zu 800 A (200 µs) und 165 A (20 ms) auf 23 A begrenzen. Die ICL-16-Serie ist für eine dauerhafte Belastung von 16 A ausgelegt. Die ICL-16-Serie sind für kapazitive Lasten (bis 2500 µF) und induktive Lasten geeignet. Mit dem Einschaltstrombegrenzer können sie die Anzahl der möglichen Netzteile, die an einem Leiterstrang betrieben werden sollen, erheblich erhöhen. Bei der Verwendung von Einschaltstrombegrenzern wird effektiv die Wahrscheinlichkeit einer falschen Auslösung des AC-Leistungsschalters verringert und die Zuverlässigkeit des Systems signifikant erhöht. Wärmeentwicklung reduziert sich Die Modelle der ICL-16-Serie zeichnen sich durch eine interne thermische Sicherung und ein integriertes Bypass-Relais aus, wodurch sich die Wärmentwicklung die während des Betriebs reduziert – ein wesentliches Merkmal, das sie von anderen auf den Markt erhältlich Einschaltstrombegrenzern unterscheidet. Zur Verfügung stehen die Ausführung ICL-16R für die DIN-Schienenmontage und die Ausführung ICL-16L für den Einbau in Endgeräte. Merkmale • Reduzierung von Spitzen strömen auf 23 A • dauerhafter AC-Nennstrom: 16 A • Netzfrequenz: 47 bis 63 Hz • Eingangsspannung: 180 bis 264 V AC • Betriebstemperatur: -30 bis +70 °C • Integriertes Bypass-Relais, kein einfacher NTC • Interne thermische Absicherung • CE-Kennzeichnung des Herstellers • Abmessungen: 35 x 90 x 54,5 mm • Gewicht: 116 g ◄ Lüfterlos, schlank, modular und flexibel Angesichts der wachsenden Anforderungen von Anwendungen, die eine geräuscharme Stromversorgung erfordern, hat Mean Well die Serie UMP-400 auf den Markt gebracht. Emtron vertreibt die Serie. Bei diesem Modell handelt es sich um ein 1-HE-Netzteil mit flachem Profil, das sich durch hohe Flexibilität und Modularität auszeichnet. Es kann nicht nur als Single-Output-Netzteil verwendet werden, sondern auch als Netzteil mit mehreren Ausgängen, wenn die verfügbaren DC/DC-Wandler-Module der Serie NID35/65/100 in die UMP-400-Platine montiert werden. In der Standardversion bietet Mean Well die Serie mit einer Single-Ausgangsspannung von entweder 24 oder 48 V DC an. Falls mehrere Ausgangsspannungen benötigt werden, besteht die Möglichkeit einer Maßanfertigung. Insgesamt können bis zu vier unterschiedliche Ausgangsspannung bereitgestellt werden. Die Serie besticht durch die Möglichkeit des modularen Aufbaus, mit der flexible Konfigurationen verbunden. Eine Lüfterkühlung oder andere leitfähige Kühlplatten sind nicht erforderlich, um die volle Nennleistung von 400 W zu erzielen. Falls eine vordefinierte Kühlplatte an der Unterseite des Netzteilgehäuses angebracht ist, kann die UMP-400-Serie bei einer Temperatur von 60 °C betrieben werden. Das flache Gehäuse lässt sich flexibel installieren, selbst im Falle von Platzbeschränkungen. Die UMP-400-Serie eignet sich besonders für Anwendungen in Zusammenhang mit Prüfoder Messsystemen, Telekommunikationssystemen, Maschinen für die industrielle Automatisierung, Industriesteuerungssystemen oder mechanischen und elektrischen Ausrüstungen. Weitere Merkmale: • Betriebstemperaturbereich: -30 bis +70 °C • Erfüllt OVCIII-Anforderungen • Betrieb in einer Höhe von bis zu 5.000 m • Erfüllung der Anforderungen an Patientenschutz (Isolierung 2x MOPP), ideal für medizinische Geräte mit BF-Zulassung • Einhaltung der Sicherheitsvorschriften: CB, UL/cUL, Dekra EN62368-1, EAC und CE • 3 Jahre Herstellergarantie • EMTRON electronic GmbH www.emtron.de