Herzlich Willkommen beim beam-Verlag in Marburg, dem Fachverlag für anspruchsvolle Elektronik-Literatur.


Wir freuen uns, Sie auf unserem ePaper-Kiosk begrüßen zu können.

Aufrufe
vor 4 Jahren

4-2019

  • Text
  • Device
  • Medizinelektronik
  • Elektronik
  • Medizintechnik
Fachzeitschrift für Medizintechnik-Produktion, Entwicklung, Distribution und Qualitätsmanagement

Stromversorgung chers

Stromversorgung chers werden zur Erhöhung der Nennspannung mehrere Einzelzellen in Reihe geschaltet. Aufgrund von Fertigungstoleranzen und unterschiedlich starker Alterung der Zellen unterscheiden sich diese in Kapazität und Innenwiderstand. Die Leistungsfähigkeit und Gesamtkapazität des Lithium- Ionen-Batteriepacks richtet sich in diesem Fall nach der „schwächsten“ Zelle im Verbund, da diese beim Ladevorgang als erste den Spannungsgrenzwert für die Ladebegrenzung erreicht und somit die vollständige Aufladung der restlichen Zellen verhindert (Bild 8). Dies beeinflusst Lebensdauer, Zyklenanzahl und Kapazität des Energiespeichers negativ und kann letztlich sogar die Beschädigung des Batteriepacks hervorrufen. Das Cell-Balancing (aktiv oder passiv) gleicht diese Unterschiede zwischen den einzelnen Verbund-Batteriezellen durch eine entsprechende Beschaltung aus und sorgt für eine ausgewogene und gleichmäßige Ladung aller Zellen, so dass die volle Kapazität des Lithium-Ionen-Batteriepacks nutzbar bleibt und keine kritischen Extremsituationen an einzelnen Zellen entstehen. Durch das übergeordnete Cell-Balancing kann die Lebensdauer des Batteriepacks entscheidend verlängert werden. BMS mit Batterie- Relax-Modus verlängert Lebensdauer von Lithium-Ionen-Batterien Mit dem Batterie-Relax-Modus greift Bicker Elektronik die Problematik auf, dass in vielen DC- USV-Systemen der Batteriepack oft über sehr lange Zeit (ggf. über Monate) auf Ladeschlussspannung am Lader betrieben wird, um die volle USV-Bereitschaft jederzeit zu gewährleisten. Wenn jedoch Lithium-Ionen-Zellen über derart lange Zeiträume unter ständiger Belastung im Ladeschluss-Zustand bleiben, nimmt die Lebensdauer der Zellen nach einigen Monaten stark ab. Zur Bild 8: Das Cell-Balancing gleicht die Ladekurven einzelner Zellen an, so dass die maximale Kapazität des Batteriepack erreicht wird Schonung der Zellen ist es daher notwendig, dass nach einer definierten Zeit der Lade-MOSFET bei Ladeschluss deaktiviert wird. Der Entlade-MOS-FET bleibt weiterhin aktiv, so dass eine Entladung jederzeit möglich ist. Bei detektierter Entladung (USV-Betrieb nach Stromausfall) wird der zuvor deaktivierte Lade-MOSFET unmittelbar wieder zugeschaltet, so dass der Stromfluss über die Body-Diode nur wenige Mikrosekunden andauert und der Lader in den regulären Betriebsmodus zurückkehrt. Die Schonung des Batteriepacks durch den Relax- Modus resultiert in einer deutlich verlängerten Lebensdauer und somit einer erhöhten Systemverfügbarkeit. System-Present-Funktion erhöht Sicherheit und Lagerfähigkeit von Batteriepacks Bei der System-Present-Funktion bleibt der Ausgang des Batteriepacks solange deaktiviert (Ausgangsspannung = 0 V) bis dieser mit der DC-USV-Einheit verbunden und freigeschaltet wird. Da die Bauteile auf der BMS-Platine im Standby-Betrieb laufen, erhöht diese Stromsparfunktion die Lagerfähigkeit des (geladenen) Batteriepacks. Fazit In DC-USV-Systemen bieten sich Lithium-Ionen-Zellen als Energiespeicher mit hoher Energiedichte, einem weiten Temperaturbereich und einem sehr guten Preis-Leistungsverhältnis an. Kombiniert mit einem Batterie-Management-System (BMS) ermöglicht die Lithium- Ionen-Technologie den Aufbau besonders leistungsfähiger und effizienter Energiespeicherlösungen, welche im Vergleich zu Bleibatterien eine enorme Platz- und Gewichtseinsparung ermöglichen und mit kurzen Ladezeiten überzeugen. Allerdings gilt es bei der Auswahl eines passenden Energiespeichers die Eigenschaften der verschiedenen Lithium-Ionen- Kathodenmaterialien genau zu betrachten. Neben konventionellen Lithium-Ionen-Zellen auf Basis von Lithium-Kobalt-Oxid (LCO) oder Lithium-Nickel-Mangan-Kobalt-Oxid (NMC) hat sich insbesondere Lithium-Eisen- Phosphat (LiFePO 4 ) als besonders robuste, sichere und langlebige Zellchemie etabliert. Mit einer 10-fach höheren Zyklenanzahl im Vergleich zu LCO/ NMC und einer niedrigen Total Cost of Ownership (TCO) bieten LiFePO 4 -Energiespeicher optimale Langzeiteigenschaften mit geringem Wartungsaufwand und einem hohen Maß an Investitionsschutz und funktionaler Sicherheit, was nicht zuletzt in der Medizin- und Labortechnik zentrale Auswahlkriterien sein dürften. Weiterführendes Whitepaper kostenlos verfügbar Das Whitepaper „Auswahl der richtigen Batterietechnologie für langlebige und sichere DC-USV- Systeme“ von Bicker Elektronik zeigt detailliert die technologischen Unterschiede und Auswahlkriterien für Energiespeicher auf. Supercaps, Lithium- Eisen-Phosphat-Zellen, konventionelle Lithium-Ionen-Zellen (LCO/NMC), Reinblei-Zinnsowie klassische Blei-Gel-Batterien werden hinsichtlich zahlreicher Parameter verglichen, u.a. Zellaufbau, Sicherheit, Energieund Leistungsdichte, Lebensdauer, Strombelastbarkeit, Arbeitstemperaturbereich, Wartung, Transport und Lagerung sowie Initial-und Folgekosten. Das Whitepaper ist über die Website www.bicker.de/whitepaper kostenlos abrufbar. ◄ 38 meditronic-journal 4/2019

Dienstleister Stemas erwirbt Pressfinish Electronics GmbH Die Stemas AG hat 90 % der Anteile am Unternehmen PressFinish Electronics GmbH erworben und ihre EMS-Sparte mit dem Markennamen „Elektronik-Gruppe“ auf nun 6 Unternehmen mit zusammen 80 Mio. EUR Umsatz und 430 Mitarbeitern ausgeweitet. Am Standort Germering bei München arbeiten 36 hochqualifizierte Mitarbeiter und generieren auf 3 hochmodernen SMD- Linien mit einer Bestückungsleistung von 160.000 Bauteilen je Stunde jährlich etwa 9 Mio. EUR Umsatz. Die PressFinish bedient als EMS-Dienstleister mit 37 Jahren Erfahrung erfolgreich unterschiedlichste Marktsegmente, Schwerpunkte sind Medizintechnik, Industrieelektronik und Luft- und Raumfahrt. HFE Waschanlage Mitte Juni 2019 hat die PressFinish Electronics GmbH nun die seit langem erwartete HFE Waschanlage in Betrieb nehmen können. Die vom Marktführer Riebesam gefertigte Reinigungsanlage ermöglicht eine Feinstreinigung der elektronischen Baugruppen mit rückstandsfreier Trocknung. Das Reinigungsmedium ist HydroFluor- Ether (HFE) welches ungiftig in einem offenen Reinigungskreislauf zirkuliert. Medizintechnik Mit einem Umsatzanteil von rund 50 % im Bereich der Medizintechnik ist für die Press- Finish Electronics die Baugruppenreinigung ein unabdingbarer Prozessschritt. Im Segment der Medizintechnik werden zahlreiche Baugruppen für lebenserhaltende Geräte gefertigt, bei denen absolute Reinheit geboten ist. ATEX-Baugruppen Aber auch die sogenannten ATEX-Baugruppen, die in explosionsgefährdeten Umgebungen eingesetzt werden, ist eine rückstandsfreie Reinigung vor dem Vergießen oder Lackieren eine Notwendigkeit. Die HFE Reinigung wird zusätzlich noch als Serviceleistung angeboten. Die Reinigungskosten werden auf Basis der zu reinigenden Fläche angeboten. Zu beachten ist, dass elektromechanische Bauteile wie z. B. Relais oder Signalgeber HFE tauglich sind. Ein Angebot zur Reinigung erhält der Kunde nach einer E-Mail Anfrage an Vertrieb@pressfinish.de. PressFinish Electronics GmbH info@pressfinish.de www.pressfinish.de ES GIBT IMMER EINE LÖSUNG ... für Elektronikentwicklung ... für Elektronikfertigung ... für High Level Assembly ... mit dem besten EMS-Konzept meditronic-journal 4/2019 39 Anger 20, OT Ermsleben 06463 Falkenstein/Harz Telefon: +49 34743 50-0 E-Mail: info@tonfunk.de www.tonfunk.de 39

hf-praxis

PC & Industrie

© beam-Verlag Dipl.-Ing. Reinhard Birchel