Stromversorgungen Modulare Netzteile: Präzise, flexibel und günstig

Von Uwe Daro *

Wenn ein Netzteil von der Stange den Anforderungen nicht genügt, die Entwicklung einer individuellen Kleinserie zu aufwändig ist, hilft eine modulare Stromversorgung weiter. Mit seinem anerkannten Konfigurations-Center erfüllt der Fachdistributor Emtron auch ausgefallene Kundenwünsche schnell, exakt und kostengünstig.

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Bild 1: Die NMP-Netzteilfamilie von Mean Well setzt sich aus zwei Grundmodulen zusammen. Die Grundeinheit NMP1K2 bietet sechs separate Steckplätze und kann insgesamt 1.200 W liefern, die Basisplattform NMP650 hat vier unabhängige Modulsteckplätze mit einer möglichen Gesamtleistung von 650 W.
Bild 1: Die NMP-Netzteilfamilie von Mean Well setzt sich aus zwei Grundmodulen zusammen. Die Grundeinheit NMP1K2 bietet sechs separate Steckplätze und kann insgesamt 1.200 W liefern, die Basisplattform NMP650 hat vier unabhängige Modulsteckplätze mit einer möglichen Gesamtleistung von 650 W.
(Bild: Emtron Electronic)

In der Medizintechnik, aber auch bei vielen Industrie-Anwendungen, werden die Anforderungen an moderne Stromversorgungen immer komplexer. Der Einsatz von Standardnetzteilen stößt dabei schnell an seine Grenzen. Besonders wenn es darum geht, verschiedene Spannungen und unterschiedliche Leistungsstufen in engen Toleranzen anzubieten.

Die individuelle Entwicklung eines Netzteils nach spezifischen Vorgaben kostet jedoch viel Zeit und Geld. Nicht zuletzt auch wegen der notwendigen Funktions-, Sicherheits- und Zuverlässigkeitsprüfungen gemäß einschlägiger Industrienormen. Geht es nur um geringe Stückzahlen, übertrifft der Aufwand bei Weitem den Nutzen.

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Diese Lücke füllen modulare Netzteile – verschiedene Standard Module werden zu einer individuellen Lösung vereint. Mit umfassender Fach- und Beratungskompetenz und seiner Bandbreite an international renommierten Herstellern verfügt Emtron über das Wissen und die jahrzehntelange Erfahrung, um für jeden Anwendungsfall eine maßgeschneiderte modulare Stromversorgung anzubieten — immer in enger Abstimmung mit den Kunden. Die individuelle Beratung ist der Schlüssel zum Erfolg.

Präzise und flexible Anpassung durch Modularität

Komplexe Geräte, wie sie etwa in der Medizintechnik gang und gäbe sind, besitzen meist verschiedenen Komponenten mit ganz eigenen Betriebsspannungen und Leistungsanforderungen. Werden beispielsweise bei einem 3D-Drucker Steuerung, Modellier-Einheit und Display mit separaten Single-Output-AC/DC-Netzteilen versorgt, summieren sich deren Leckströme. Oft kann so, die in den Sicherheitsvorschriften für das gesamte Gerät festgelegte Leckstrom-Grenze (EN60601-1: 500 µA) nicht eingehalten werden.

Modulare Netzteile bieten dagegen mit nur einer AC/DC-Einheit unabhängig geregelte Ausgangsspannungen in unterschiedlichen Leistungen und entsprechend niedrigem Leckstrom an. Sie bestehen im Wesentlichen aus zwei Teilen: Der Wechselstrom-Einheit sowie den nachgeschalteten Gleichstrommodulen. Letztere werden in der Regel auf die Grundeinheit gesteckt.

Je nach gewünschter Ausgangsspannung und Leistung unterscheiden sie sich aber im elektrischen Design und der Bestückung. Auch die Parallel- und Reihenschaltung mehrerer Module ist bei fast allen Modellen möglich. Somit kann sich der Kunde eine Stromversorgung ganz nach seinen Anforderungen zusammenstellen und konfigurieren lassen. Auf unkomplizierte Weise können damit beispielsweise auch Netzteile konzipiert werden, die speziell für den Einsatz in bestimmten Temperaturbereichen oder Höhen optimiert sind. Grenzen sind dem nur durch die Leistungsfähigkeit der Grundeinheit sowie die Zahl der vorhandenen Steckplätze gesetzt.

Das Konfigurations-Center spart Zeit und Kosten

Werden modulare Netzteile aus bereits geprüften und bewährten Einzelkomponenten zusammengestellt, erleichtert das schon erheblich das Qualitätsmanagement. Funktionstests sowie die abschließende Zertifizierung durch akkreditierte Organisationen, wie etwa Underwriters Laboratories (kurz UL) oder dem TÜV, müssen aber trotzdem sein. Da sich die Fertigungsstätten der Netzteil-Hersteller überwiegend in Ostasien befinden, ist dies für Kunden aus dem europäischen Raum selbst bei Testmustern und Kleinserien oft mit langen Lieferzeiten und hohen Transportkosten verbunden. Wie verletzlich die globale Vernetzung ist, zeigt sich in der gegenwärtigen Pandemie sehr deutlich.

Um schnell und kompetent auf die individuellen Wünsche seiner Kunden reagieren zu können, hat sich Emtron deshalb ein eigenes Konfigurations-Center für Spannungsversorgungen aufgebaut, das von all seinen Vertriebspartnern anerkannt und unterstützt wird.

Ein Team speziell geschulter Techniker arbeitet dort im intensiven Austausch mit dem Kunden als erstes die Anforderungen an die gewünschte Stromversorgung heraus. Dabei geht es nicht nur um Spannungen und Leistungsstufen, auch die gewünschte Ansteuerung sowie Einbaulage und passende Kühlkonzepte werden zum Beispiel in dieser Phase geklärt.

Die dabei notwendigen Modifikationen von Hard- und Software führen die Fachkräfte im hauseigenen Labor durch. Hierzu gehören etwa die Einstellung der Spannungswerte und Strombegrenzungen, aber auch die Aktivierung durch externe Signale oder der Fernzugriff via Internet. Dank umfangreicher Lagerbestände an Basiseinheiten und Ausgangsmodulen stehen Muster oder Kleinserien dem Kunden innerhalb von 24 bis 48 Stunden zur Verfügung.

Erfordert die Anwendung eine spezielle Zertifizierung, die nicht von den Zulassungen der einzelnen Komponenten abgedeckt ist, wird dies von Emtron in Zusammenarbeit mit externen Applikationslaboren übernommen. Jede kundenspezifische Stromversorgung erhält eine eindeutige Artikelnummer. Diese dokumentiert nicht nur die verwendete Hardware, sondern auch alle Konfigurationen und Software-Einstellungen. Exakte Nachbestellungen sind daher jederzeit und ohne großen Aufwand möglich. Nachfolgend werden beispielhaft einige Modulserien aus dem Lieferprogramm des Lösungsanbieters kurz vorgestellt.

NMP-Serie: Kompakte Module bis 1.200 W

Mean Wells NMP-Netzteilfamilie setzt sich aus zwei Grundmodulen zusammen: Die Basisplattform NMP650 besitzt vier unabhängige Modulsteckplätze, mit einer möglichen Gesamtleistung von 650 Watt. Die Grundeinheit NMP1K2 bietet sechs separate Steckplätze und kann insgesamt 1.200 W liefern. Beide Plattformen können mit Single-Ausgangsmodulen, in den Spannungen 5, 12, 24 und 48 V, sowie einer 30-V-Dual-Einheit bestückt werden.

Zusätzlich lassen sich die Ausgangsspannungen über einen weiten Bereich, von 3 bis 55 V, individuell einstellen. Jedes Modul gibt bis zu 240 W Ausgangsleistung ab. Die Netzteile sind mit intelligenten Steuerfunktionen, wie Spannungs- und Stromsteuerung (PV: 50 % bis 100 %, PC: 40 % bis 100 %), sowie Remote ON/OFF, Übertemperaturwarnung und DC-OK-Signal ausgestattet. Die Lüfterdrehzahl wird automatisch über die Temperatur eingestellt.

UMP-400: Ohne Lüfter, schlank und modular

Alle Netzteile der NMP-Familie haben die medizinische Zulassung gemäß EN60601-1. Ebenso erfüllen sie die Spezifikationen der EN62368-1, die besonders auch im IT-Bereich gefordert wird. Als intelligente Modular-Netzteile bieten sie eine äußerst große Flexibilität, hohe Leistung und Zuverlässigkeit für Anwendungen im Bereich der Medizin, Biotechnologie, Diagnostik und Analytik, ebenso wie in der Lasertechnik und Telekommunikation.

Mit lediglich einer Höheneinheit ist die UMP-400-Serie von Mean Well sehr kompakt und flach aufgebaut. Sie erfüllt die Vorschriften der EN62368-1 und ist damit für den Einbau in jegliche Form von industrieller Applikation geeignet. Das UMP-400 kann sowohl als Single-Output Netzteil mit 24 und 48 V Ausgangsspannung verwendet werden, oder auch als Netzteil mit mehreren Ausgängen. In drei zusätzliche Steckplätze können je ein NID35/65/100-Modul mit 5, 12, 15 oder 24 V eingesetzt werden. Die Module sind nicht galvanisch getrennt.

Bei diesem Netzteil ist eine Serien- oder Parallelschaltung der Module nicht möglich. Benötigt man eine negative Ausgangsspannung kann diese auf dem letzten Steckplatz erzeugt werden. Trotz einer Nennleistung von 400 W kommt diese modulare Spannungsversorgung ohne Lüfter aus. Nur durch eine vordefinierte Kühlplatte an der Unterseite des Gehäuses ist ein Betrieb bis zu 60 °C möglich. Daher eignet sich die UMP-400-Serie besonders für Anwendungen in Zusammenhang mit Prüf- oder Messaufbauten, Telekommunikationssystemen, Maschinen für die industrielle Automatisierung, Industriesteuerungen — überall dort, wo Lüftergeräusche und Vibrationen unerwünscht sind.

Modulare Netzteile sind die erste Wahl

Kommt es auf Zuverlässigkeit und Qualität an, sind modulare Netzteile die erste Wahl. Sie lassen sich kostengünstig und individuell an die Anforderungen der unterschiedlichsten Anwendungen und Kundenwünsche anpassen. Sie haben technische Vorteile und bilden eine intelligente System-Stromversorgung.

Leidenschaft für anwendungsspezifische Lösungen

Emtron, mit Sitz in Riedstadt, ist der engagierte Lösungsanbieter für Stromversorgungskomponenten und -wandler, der sowohl seine Kunden als auch deren Projektanforderungen versteht und ihnen mit umfassender Fach- und Beratungskompetenz begegnet. Die Leidenschaft für anwendungsspezifische Lösungen macht Emtron zu einem stets verlässlichen und wertvollen Partner bei der präzisen Bestimmung und schnellen Beschaffung der optimalen Produkte, die auch ungewöhnlichen Anforderungen adäquat entsprechen.

Daher bietet Emtron seinen Kunden ein sehr umfassendes und herstellerunabhängiges Produktportfolio, um unterschiedlichste Ansprüche erfüllen zu können. Besondere kundenspezifische Anfragen realisiert Emtron auch gerne durch eigene Modifikationen.

Stromversorgungs-Kompetenz unter einem Dach

Insgesamt sind nun die Programme von rund 10 führenden, internationalen Herstellern gebündelt. Es werden sämtliche möglichen Bereiche durch die unterschiedlichen Programme angesprochen: ob Industrie-, Medizin- und Lichttechnik, Transport, Bahn oder Luft- und Raumfahrt – alle Stromversorgungslösungen werden damit abgedeckt. Durch die Bündelung und Lagerung im neuen Logistikzentrum werden sowohl Kosten als auch Time-to-Market nachhaltig reduziert.

Die besondere Herausforderung der heutigen Zeit ist es – je größer und unüberschaubarer die Angebote werden – für den einzelnen Kunden mit einer professionellen Beratung oft eine kostengünstige, aber vor allem immer genau die passende Stromversorgungslösung zu finden. Emtron bietet genau diese Beratung an.

* Uwe Daro ist Produktmanager bei der Emtron Electronic GmbH in Riedstadt.

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