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6-2017

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Editorial Laborstromversorgungen – Trends und Stand der Dinge Laborstromversorgungen werden vor allem in der Elektronikentwicklung eingesetzt und sind daher Pionierprodukte, an denen man den Bedarf der Märkte erkennen und technologische Trends abschätzen kann. Da kann es nicht verwundern, dass sich aktuell vor allem der Trend zu Elektro- und Hybridfahrzeugen deutlich bemerkbar macht und der Markt derzeit verstärkt Geräte nachfragt, die für das Laden und Entladen von Akkus benötigt werden. Dabei werden überproportional Geräte mit DC-Spannungen zwischen 600 und 800 V und Strömen bis 200 A geordert, die mit Schutzdioden ausgerüstet sind, um zu verhindern, dass beim Anschluss geladener Akkus ein unerwünschter Strom durch das Gerät fließt. Dipl.Ing. Eric Keim ist Geschäftsführer der ET System electronic GmbH Rückspeisefähigkeit senkt Kosten massiv Für Leistungstests an PKW-Akkus mit ihren Kapazitäten bis aktuell ca. 10 kWh sind Ladeleistungen bis zu einigen Dutzend kW erforderlich. Um beim anschließenden Entladen diese hohen Energieinhalte kostensparend wieder ins Netz zurückspeisen zu können, statt sie über Widerstandsnetzwerke in nutzlose Wärme umwandeln zu müssen, setzen immer mehr Unternehmen bidirektionale Laborstromversorgungen ein. Solche bidirektionalen Ausführungen sind im Grunde Kombinationen aus einer Stromversorgung und einem Wechselrichter: Die Stromversorgung lädt beispielsweise einen Akku, beim Entladen nimmt dagegen der Wechselrichter die Energie des Akkus wieder auf und wandelt sie in Wechselstrom um, der ins Netz zurückgespeist wird. Damit kann ein Großteil der elektrischen Energie wieder zurückzugewonnen und deutlich über 90% der Stromkosten eingespart werden. Steigende Effizienz und immer kompaktere Geräte Die Verfügbarkeit von immer leistungsstärkeren MOSFETs hat es in den letzten Jahren möglich gemacht, immer effizientere Laborstromversorgungen zu bauen, und manche Geräte erreichen heute unter Volllast einen Wirkungsgrad bis zu 96%. Energieeffizienz und kompakte Bauweise gehen aber Hand in Hand, und so werden die Laborstromversorgungen nicht nur immer leistungsfähiger, sondern gleichzeitig auch immer kompakter. War um die Jahrtausendwende eine DC-Quelle mit einer Leistung von 20 kW noch groß wie ein Kleiderschrank, kann sie heute problemlos auf 4 HE untergebracht werden. Dabei produziert sie deutlich weniger Abwärme, die früher entweder Labor oder Prüfstand aufgeheizt hat oder mit einer leistungsstarken Klimaanlage abgeführt werden musste – wobei dann mehr als doppelte Betriebskosten anfielen. Power satt Neue Halbleiter und ein immer ausgefeilteres Schaltungsdesign sorgen dafür, dass auch die maximalen Spannungen und Ströme steigen. Aktuelle Geräte loten die Grenzen der EU-Niederspannungsrichtlinie aus und bieten Spannungen von 0 bis 1500 V DC und 0 bis 1000 V AC – und jenseits der Richtlinie sind selbst 100 kV DC bei Leistungen bis 10 kW möglich. Die maximal erreichbaren Leistungen pro Gerät betragen mittlerweile volle 250 kW, und da bis zu acht Geräte gekoppelt werden können, lassen sich Leistungen bis 2 MW realisieren. Auch bei den Strömen fallen immer mehr Grenzen, und stromgeregelte AC-Quellen können problemlos die Grenze von 5000 A überschreiten. Die Geräte bieten aber nicht nur immer mehr Leistung, sondern auch mehr Bedienkomfort und eine große Vielfalt an Schnittstellen. Mit IEEE, RS232, RS485 USB, Ethernet oder den analogen Schnittstellen lassen sich viele Geräte vollständig fernbedienen und fernwarten, und über eine Skriptsteuerung per SD-Karte können Prüfabläufe mittlerweile auch weitgehend automatisiert werden. Die technische Entwicklung hat in den letzten Jahren also zahlreiche Änderungen gebracht, und man darf gespannt sein, was sich Ingenieure und Entwickler in der Zukunft noch Neues einfallen lassen werden. Dipl.Ing. Eric Keim, ET System electronic GmbH, www.et-system.de PC & Industrie 6/2017 3

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