Dinge, die es hinsichtlich der Datenblätter von Netzteilen zu beachten gilt

Die meisten Datenblätter von AC-DC- oder DC-DC-Netzteilen sind lediglich 2 oder 3 Seiten lang.  Die in diesen „Kurzfassungen“ von Datenblättern aufgeführten Daten beziehen sich in allen Parametern oftmals bloß auf den bestmöglichen Fall hinsichtlich der Leistungsfähigkeit – von Leistungsdaten bis hin zu Angaben über die Effizienz. In manchen Fällen werden Sie jedoch etwas tiefer gehen müssen, um die tatsächliche Performance eines Netzteils in Ihrer bestimmten Anwendung zu erkennen. Dieser Artikel gibt Antworten auf fünf Fragen, die Datenblätter in „Kurzform“ häufig offen lassen. In einem solchen Fall sind auf Anfrage oftmals „vollständige“ Datenblätter mit 20 Seiten oder mehr erhältlich. Einige wenige dieser Fragen beziehen sich lediglich auf den AC-Eingang von AC/DC-Wandlern, die meisten sind jedoch gleichermaßen für DC/DC-Komponenten gültig.

 

Ist die angegebene Leistung bei allen Eingangsspannungen verfügbar?

Einige AC-DC-Netzteile mit Universaleingang (90-264 V AC) müssen am unteren Ende des Eingangsspannungsbereiches um 25 % oder mehr herabgestuft werden. Manch andere Netzteile können nach Angaben des Herstellers über den gesamten Bereich hinweg die volle Leistung bieten. Ein ähnliches Problem tritt bei DC-DC-Modulen auf – insbesondere bei solchen, die einen groß angelegten Bereich an Eingangsspannungen verarbeiten können.

 

Gibt es noch weitere Einschränkungen hinsichtlich der angegebenen Nennleistung?

Angaben über die Nennleistung werden stets bei einer bestimmten Umgebungstemperatur und unter bestimmten Kühlungsbedingungen getroffen. Konvektionskühlung bedeutet, dass Luft schlichtweg frei um die Einheit zirkuliert. Mittels Zwangluftkühlung kann die Nennleistung oftmals wesentlich gesteigert werden – in manchen Fällen um bis zu 50 % –, der Nachteil ist jedoch, dass ein Gebläse verwendet werden muss. Somit steigen Kosten, Komplexität und Instandhaltungsaufwand (Reinigung von Luftfiltern), während zugleich Zuverlässigkeit und Effizienz des Systems verringert werden. Letzten Endes hängt die Entscheidung oftmals davon ab, ob genügend Raum für ein physisch größeres Netzteil vorhanden ist, das keinen Lüfter benötigt, oder nicht.

Zudem müssen Sie die Verringerung der Nennleistung bei höheren Umgebungstemperaturen berücksichtigen. Bei den meisten Netzteilen ist angegeben, dass sie die volle Ausgangsleistung bei einer Umgebungstemperatur von bis zu 50 Grad Celsius liefern können. Wird diese Temperatur jedoch überschritten, nimmt die Leistung ab. Auch hier gilt, dass das optimale Netzteil von der jeweiligen Anwendung abhängt.

English	Translation
SAVE ENERGY	ENERGIE SPAREN

Abbildung 1: Die Nennleistung dieser UNO AC-DC-Netzteile von Phoenix Contact muss bei Temperaturen von mehr als 55 Grad Celsius pro Grad um 2,5 % herabgestuft werden (bis zu 70 Grad Celsius maximal)

 

 

Ist der Eingangsstrom für den Fall eines „Kaltstarts“ oder nach einer Aufwärmphase angegeben?

Thermistoren zur Begrenzung des Eingangsstroms werden nach der Aufwärmphase in aller Regel abgeschaltet. Wird also ein „warmes“ Netzteil aus- und wieder angeschaltet, kann ein deutlich höherer Eingangsstrom auftreten. Dabei sollten Sie wissen, um wie viel dieser Eingangsstrom höher ist, sodass Sie entsprechende Schalter und Sicherungen auswählen können.

 

Unter welchen Bedingungen wird der Erdleckstrom festgelegt?

Der Erdleckstrom ist vor allen Dingen in medizinischen Anwendungen von Bedeutung und variiert mit der Eingangsspannung und der Temperatur. In der Regel sollte dieser Punkt jedoch keine allzu großen Bedenken verursachen, wenn die verwendeten Netzteile für medizinische Anwendungen freigegeben sind. Dieser Bereich ist jedoch sehr komplex und beinhaltet je nach Anwendung unterschiedliche Anforderungen. Bei Unklarheiten ist Rat von Experten einzuholen.

Abbildung 2: Dieses externe 100-W-Netzteil von TDK Lambda verfügt über Zertifizierungen gemäß CE, UL60601-1, EN60601-1 und IEC60601-1 für medizinische Anwendungen und bietet einen typischen Leckstrom von gerade einmal 300 µA bei 246 V AC 60 Hz im Eingang

 

Gibt es gewisse Mindestanforderungen an die Belastung?

Mindestanforderungen an die Belastung gelten für gewöhnlich lediglich für den Fall von Multi-Output-Netzteilen – die meisten Single-Output-Netzteile benötigen keine Mindestbelastung mehr, um ihre Stabilität aufrechtzuhalten. Dabei kann das Design eines Power-Systems deutlich an Komplexität gewinnen und zugleich an Effizienz verlieren, falls Sie sicherstellen müssen, dass alle Ausgänge bestimmten Anforderungen entsprechen müssen.

 

Abbildung 3: Dieses kompakte 100 W, TML AC-DC-Netzteil von TRACO POWER weist keinerlei Mindestanforderungen an die Belastung auf. Dennoch sind Brummen und Rauschen deutlich höher, wenn die Last nicht mindestens 3 % des maximalen Nennwertes eines bestimmten Ausgangs beträgt.

Insgesamt sollten Sie sich stets vor Augen halten, dass Hersteller von Netzteilen ihre Datenblätter schreiben, ohne auch nur das Geringste über Ihre Anwendung zu wissen. Dies trifft sowohl auf führende Hersteller wie TRACOPOWER, TDK-Lambda, Emerson Network Power, und Phoenix Contact als auch auf eingebettete SMPS-Einheiten der Hausmarke von RS Components zu. Die Angaben beziehen sich auf bestimmte Bedingungen und nicht alle Datenblätter geben die Performance unter denselben Bedingungen an. Tiefgreifendere Informationen finden Sie auf vollständigen Datenblättern sowie bei den Netzteil-Experten von RS Components.
 

Wie verhalten sich Brummen und Rauschen oberhalb von 20 MHz?

Die meisten Datenblätter geben Brummen und Rauschen bei einer Bandbreite von 20 MHz an, doch für manche Systeme können diese Punkte auch bei höheren Frequenzen von Bedeutung sein. So zahlt es sich mit Sicherheit aus, wenn Sie nachfragen, ob dies auf Ihre Anwendung zutrifft.

 

Unter welchen Bedingungen werden die Daten bezüglich Regulierungen angegeben?

Leitungs- und Lastregulierungen werden entweder für einen bestimmten Eingangsspannungsbereich oder über den gesamten Bereich angegeben. Genauer gesagt ist es nicht unüblich, dass diese Daten auf einer Mindestlast von 50 % basieren. Unterhalb dieses Wertes können Abweichungen deutlich größer ausfallen.

 

Was geschieht mit der Effizienz, wenn die Last abnimmt?

Die meisten Netzteile erreichen ihre maximale Effizienz, wenn sie direkt bei oder ein kleines Stück unterhalb der Maximallast arbeiten. Unter diesem Wert kann die Effizienz deutlich abnehmen: In einem solchen Fall muss mehr Wärme über ein effektives Wärmemanagement abgeleitet werden. Die Effizienz eines Netzteils in einer bestimmten Anwendung unterscheidet sich daher in manchen Fällen stark von der Angabe auf dem jeweiligen Datenblatt.

 

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