Meilensteine der Elektronik TDK-Lambda – von der Garagenfirma zum Global Player

TDK-Lambda ist heute einer der weltweit größten Hersteller von Stromversorgungen und gehört seit 2005 zum TDK-Konzern. Dabei hat alles ganz klein angefangen: in einer Hinterhofgarage in Queens.

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Eine Stromversorgung aus den 50er Jahren: Im Model 33M kommen Vakuumröhren sowie große handgewickelte Transformatoren und Spulen zum Einsatz.
Eine Stromversorgung aus den 50er Jahren: Im Model 33M kommen Vakuumröhren sowie große handgewickelte Transformatoren und Spulen zum Einsatz.
(Bild: TDK-Lambda)

Es ist der Beginn einer typischen Gründerstory, als Lester Dubin 1948 in einer Hinterhofgarage von Queens, New York, die Firma Lambda gründet. Das Lambda-Logo entstand aus den Initialen Lester Dubins – den griechischen Buchstaben Lambda und Delta (Bild 1). In den ersten Stromversorgungen aus der Fertigungsstätte von Lambda fanden sich Vakuumröhren, große handgewickelte Transformatoren und Spulen (Bild 2). Im Laufe der Zeit wurde die Garagenfirma für das aufstrebende Unternehmen allerdings zu klein und so zog Lambda 1962 nach Melville, Long Island um. Vier Jahre später, macht Lambda bereits einen Umsatz von 3 Mio. US-$ und wird von der VEECO Vacuum Electronics Corp. übernommen.

Der erste wichtige technologische Meilenstein folgte im Jahre 1966 mit der LE-Serie (Bild 3). Bei dieser Serie handelte es sich um die ersten transistorgeregelten Netzteile – ohne die empfindlichen Vakuumröhren. Die Umstellung von Röhrengeräten auf transistorgeregelte Geräte wird ein Jahr später abgeschlossen.

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Die Expansion geht munter weiter: 1967 wird Lambda Electronique in Frankreich gegründet und drei Jahre später (1970) Nippon Electronic Memory Industry Co. (später DENSEI LAMBDA), Ltd. in Minato-ku, Tokio. Am 22. September 1971 wird die Lambda Netzgeräte GmbH in München gegründet. Der neue Standort in Bayern ist anfangs für den deutschlandweiten Vertrieb und Projektsupport zuständig. Nur wenige Jahre später ist man durch eine eigene Entwicklungsabteilung in der Lage, auf Basis von Standard-Stromversorgungen ein breites Spektrum an kundenspezifischen Stromversorgungen anzubieten. Für den Kunden heißt das: Kurze Entwicklungszeiten, höchste Flexibilität, internationale Sicherheitsstandards und optimierte Baugruppen durch den Einsatz weltweit bewährter Standard-Stromversorgungen.

Das erste Standardnetzteil kommt auf den Markt

1972 geht es mit der Entwicklung der TM-Serie in Japan weiter (Bild 4). Das erste Standard-Schaltnetzteil (entwickelt von Hiroyuki Ariyama) entsteht – zu einer Zeit, als kundenspezifische Netzteile auf dem Markt noch üblich waren.

1973 wird schließlich der Firmensitz der Lambda Netzgeräte GmbH nach Achern (Baden-Württemberg) verlegt (Bild 5) und wenige Monate später wird von dort aus der erste deutsche Hauptkatalog für Stromversorgungen gelauncht (Bild 6). Im selben Jahr eröffnet Lambda USA das erste Vertriebsbüro in Israel.

Ein Jahr später kommt die in den USA entwickelte LAS2000-Serie auf den Markt (Bild 7). Es handelt sich um Hybrid-Leistungsregler für Gleichspannung, die das Ergebnis modernster Forschung und Produktionstechniken auf dem Gebiet der Mikroelektronik waren. Diese Regler wurden in Dickfilmtechnologie CERMET gefertigt. Sie zeichnen sich besonders durch eine sehr hohe thermische Isolation zwischen den hitzeempfindlichen Elementen und dem Leistungstransistor aus und verfügen über eine hervorragende Temperaturleitfähigkeit zwischen den Leistungstransistoren und der Befestigungs-Basisplatte. Diese Regler erlauben jedem Hersteller von Stromversorgungsgeräten, den Konstruktionsaufwand auf ein Minimum zu reduzieren, da dieser Hybrid in einem Volumen von weniger als 50 cm3 alle Bauelemente enthält, die der Regelteil einer Stromversorgung benötigt.

1975 beginnt bei Lambda USA die Herstellung von Leistungshalbleitern und Komponenten für den Einsatz in Stromversorgungen. Dafür wird das Unternehmen Lambda Semiconductors in Corpus Christi, Texas, gegründet. Im selben Jahr 1975 stellt Lambda USA die Stromversorgungen der LO-Serie vor (Bild 8). Die Geräte zu einem damals unschlagbaren Preis gibt es mit einem, zwei oder drei Ausgängen und sie liefern bis zu 28 VDC sowie bis 23 A. Sie haben 1 Jahr Vollgarantie, eine MTBF von 5000 h bei Volllast.

1977 folgen die Spannungsregler der LAS1500-Serie – die ersten industriellen monolithischen Spannungsregler, die zu 100% unter Volllast getestet wurden (Bild 9). 1979 expandiert Lambda USA weiter und aus dem einstigen Vertriebsbüro in Israel entsteht die neue Niederlassung Nemic Lambda Israel in Karmiel.

Die weltweit ersten teilkonfigurierbaren Netzteile

Seit 1979 entwickelt und fertigt Lambda modulare Netzgeräte (Bild 10). Heute spielt das Unternehmen insbesondere bei modularen Stromversorgungen eine führende Rolle und war maßgeblich an der Entstehung dieses Stromversorgungskonzepts beteiligt. Mehrere patentierte Konzepte zum Trafobau zeugen vom umfangreichen Knowhow auf diesem Gebiet. Im gleichen Jahr wird auch die ML-Serie vorgestellt, die ersten teilkonfigurierbaren Netzteile der Welt. In diesen waren innovative Dioden mit Kunststoffgehäuse, Regler von Shindengen sowie FETs verbaut. Die Netzteile der ML-Serie wurden in den Leistungsklassen 150 und 300 W angeboten.

Vor dieser Entwicklung musste der Anwender für jede einzelne Ausgangsspannung ein separates Netzteil kaufen. Konzipiert wurde die ML-Serie u.a. von Robin Jeffery in Ilfracombe/UK und dem damaligen technischen Direktor John Reid, ein ehemaliger NASA-Mitarbeiter. Neben vielen weiteren Neuerscheinungen wurde die ML-Serie damals bereits auch auf der electronica in München vorgestellt (Bild 11).

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1987 erscheint die LF-Serie, mit damals einmaligen 223 W Leistung pro Liter oder 3,65 W pro Kubikzoll (Bild 12). Die gesamte Steuerplatine ist in SMD-Technik gebaut – was eine optimale Zuverlässigkeit verspricht. Der duale Eingang macht die Netzteile international einsetzbar, da er sich für 95 bis 132 VAC und 187 bis 265 VAC eignet. Die Isolation zwischen Eingang und Ausgang beträgt 3750 VRMS. Zur Auswahl stehen 54 Modelle in sechs Leistungsklassen: 200, 300, 450, 600, 750 und 1000 W.

Zwischen 1988 und 1991 werden die Geräte der EWS-Serie entwickelt, an denen erstmals in mehreren Ländern gearbeitet wurde. So wurden die Modelle EWS15-180 z.B. in Singapur von C.C. Neo entwickelt, die Serie EWS300-5000T in Nagaoka (Japan) von Mamoru Mochida, Toshiyuki Ishihara, Takumi Kasahara entworfen: Die EWS-Serie war ein Vorläufer der heutigen HWS-Serie. Bis auf das EWS1500T-5-Netzgerät mit drei Phasen und bis zu 5 kW Leistung (Bild 13) war diese Serie einphasig ausgelegt.

1988 wird die deutsche Lambda Netzgeräte GmbH in Lambda Electronics GmbH umbenannt und die Lambda-Gruppe mit der britischen Unitech-Holding verschmolzen. Unitech entstand 1962 aus einer Fusion der beiden Unternehmen Electrotech Instruments (gegründet 1958) und Coutant Electronics (gegründet 1959). Zur Unitech gehören auch die beiden Stromversorgungshersteller Weir und APT. So entstand in Amerika, Europa und Asien ein weltweit anerkannter Marktführer im Bereich Industrie-Stromversorgungen.

Stromversorgung mit 1500 Watt und Konvektionskühlung

1989 wird die LRS-Serie gelauncht – zu dieser Zeit eine der modernsten Industriestromversorgungen (Bild 14). Das LRS59 (Bild 15) mit Einzelausgang brach mit 1500 W Konvektionskühlung einen Rekord. Es war perfekt für den Einsatz unter widrigen Bedingungen ausgelegt (z.B. sehr hohe und niedrige Temperaturen, hohe Luftfeuchtigkeit, Vibration und Schläge).

1990 erblickt die Omega-Serie das Licht der Welt – die ersten rein konfigurierbaren Netzteile. Der Trafo war primär und sekundär steckbar und das modulare Konzept erlaubte bis zu 100.000 Standard-Konfigurationen. Entwickelt wurden die Netzteile u.a. von Robin Jeffery in Ilfracombe/UK. Jeffery war bereits an der Vorläuferserie ML beteiligt. 1992 wird die PH-Serie offiziell vorgestellt (Bild 16), eine Produktfamilie von Wandlern mit 300-V- und 48-V-DC-Eingang. Diese Power-Modul-Serie wurde erstmals als globales Lambda-Projekt u.a. vom heutigen Managing Direktor TDK-Lambda EMEA Adam Rawicz zusammen mit dem heutigen Präsident der TDK-Lambda Corporation, Hiroyuki Yashiro, sowie von den Herren Nagasawa und Terashi aus Japan entwickelt.

1993 wird Lambda Elettronica in Italien und zwei Jahre später Wuxi Nemic-Lambda Electronics CO., LTD. in Wuxi, China gegründet. Im Jahre 1996 wird die Unitech-Holding vom englischen Siebe-Konzern übernommen und wird somit neue Muttergesellschaft von Lambda Electronics. Ein Jahr später ist Lambda Deutschland durch eine eigene Niederlassung in Österreich vertreten. 1998 übernimmt Siebe Power Controls, ein Geschäftsbereich des Siebe-Konzerns, die Firma Electronic Measurements (EMI). EMI, gegründet im Jahre 1945 und Hersteller von elektronischen Instrumenten (dazu gehört u.a. die Produktlinie ALE für Hochspannung) wird später umbenannt in Lambda Americas Inc. und operiert als eigenständige Einheit innerhalb der Lambda-Organisation in Nordamerika.

Alpha-Serie mit dem ersten steckbaren Planartransformator

1998 erscheint die konfigurierbare Netzteilserie Alpha, in der erstmals ein steckbarer Planartransformator zum Einsatz kommt, entwickelt wiederum von Robin Jeffery. Ein Jahr später folgt aus Lambda Israel unter der Bezeichnung Zero-Up/ZUP (Bild 17) eine neue Geräteserie von Laborstromversorgungen. In einem sehr kompakten Design standen Geräte mit 200 und 400 W Ausgangsleistung zur Verfügung. Bis Ende 1999 wurde die Baureihe noch um eine 800-W-Version erweitert.

Alle Modelle waren dank ihres Weitbereichseinganges weltweit problemlos in Testsysteme zu integrieren. Ein neues Schaltungskonzept ermöglichte gegenüber vorangegangenen Serien eine deutlich verbesserte Regelgüte bei gleichzeitig geringeren Restwelligkeitswerten. Die Einstellung der Ausgangsparameter konnte wahlweise über die Front direkt am Gerät, eine Analogschnittstelle oder über die integrierte RS-232/485-Schnittstelle erfolgen.

Durch einfachen Tastendruck konnte die Last leistungslos ein- und ausgeschaltet werden. Ein weiteres interessantes Feature war eine Memory-Funktion, die beim Ausschalten des Gerätes die letzten Einstellungen speicherte. Mittels einer Master/Slave-Funktion ließen sich bis zu fünf Geräte zu einer Einheit zusammenfassen. Umfangreiches Zubehör wie GPIB-Schnittstelle, 19“-3-HE-Rack-Kits oder frontseitige Buchsen vervollständigten diese Neuheit.

Durch den Zusammenschluss der beiden britischen Unternehmen Siebe und BTR wird 1999 Lambda Teil von Invensys. Invensys mit Sitz in London ist damals ein börsennotierter Technologiekonzern, der sich auf Steuerungssysteme für industrielle Automation und Klimatisierungskontrolle spezialisiert hatte (Bild 18).

Flexibel konfigurierbare Einbaunetzteile der Vega-Serie

2001 erscheint die Vega-Serie (Bild 19). Die flexibel konfigurierbaren Einbaunetzteile der Vega-Serie bringen unglaubliche 650 bzw. 450 W Ausgangsleistung in nur 2 Litern Gehäusevolumen (269 mm x 127 mm x 63 mm einschließlich Lüfter und Befestigung) unter. Sie waren damit bis zu einem Drittel kleiner als ihr Vorgänger Alpha bei zugleich 50 W mehr Leistung. Durch die modulare Bauweise ließ sich die Leistung auf bis zu 10 voneinander unabhängige Ausgänge verteilen, mit beliebigen Spannungen zwischen 1,8 und 64 V (fest oder einstellbar) bei Strömen zwischen 1 und 120 A. Auch die Netzteile der Vega-Serie wurden von Robin Jeffery in Ilfracombe mitentwickelt (Bild 20).

Robin Jeffery ist heute noch als Entwickler bei TDK-Lambda UK als Technical Market Analyst beschäftigt. Während dieser Zeit, in der sich die Vega-Serie zum Verkaufsschlager entwickelt hat, formieren sich die Lambda Electronics GmbH, Achern, und die Powerware GmbH, Karlsruhe neu zur Powerware GmbH. Sitz dieser neuen Gesellschaft ist Achern. 2001 zieht man in das aktuelle Bürogebäude in der Karl-Bold-Str. 40 in Achern um (Bild 21).

2002 startet in Israel die Produktion der Genesys-Serie (Bild 22). Zur Zeit des Launches handelt es sich um die modernsten programmierbaren Stromversorgungen der Welt. Genesys wurde in kurzer Zeit Marktführer und entwickelt sich zum erfolgreichsten Gerät von TDK-Lambda. Die neue Labornetzteil-Serie Genesys mit bis zu 1500 W Ausgangsleistung in nur 1 HE setzt neue Standards in Leistungsstärke und verfügt über einen geradezu unglaublichen Ausstattungsumfang.

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2004 wird die neue Lambda GmbH gegründet (Bild 23). Ein Jahr später, 2005, setzt die AC/DC-Netzteilserie NV-Power neue Maßstäbe in Sachen Leistungsdichte und Umweltverträglichkeit (90% Wirkungsgrad) und ermöglicht Entwicklern optimale Gesamtlösungen mit dieser Stromversorgungsreihe (Bild 24). Im selben Jahr wird die Lambda-Gruppe von TDK übernommen und damit Teil des japanischen TDK-Konzerns (Bild 25). TDK ist ein führendes Elektronikunternehmen mit Sitz in Tokio, Japan. Es wurde 1935 gegründet, um Ferrite zu vermarkten, die für die Herstellung von elektronischen und magnetischen Produkten Schlüsselmaterialien sind. TDKs damalige Strategie war es, Lambdas Innovationen im Bereich der Stromversorgung mit der Kompetenz von TDK in Sachen elektronischer Bauelemente zu bündeln.

Die Power-Module der PFE-Serie helfen Platz zu sparen

Im Jahr 2006 findet der Start der Power-Modul-Serie PFE statt (Bild 26). Ob man es mit großen oder kleinen Anlagen zu tun hatte, eines galt immer: Die eingebauten Komponenten sollten so kompakt wie möglich sein. Versorgungsmodule mit AC-Eingang, DC-Ausgängen und Ausgangsleistungen von mehreren hundert Watt wurden damals diesen Anforderungen nicht gerecht.

Bisher wurde in dieser Leistungsklasse die gewünschte Stromversorgung aus zwei Bausteinen zusammengesetzt, nämlich AC/DC-Front-End und DC/DC-Wandler. Die PFE-Serie von Lambda half nun, Platz zu sparen. Bei dieser Serie war beides in einem Baustein zusammengefasst, der dennoch die gewohnten Leistungen lieferte. Auch die PFE-Serie war ein erfolgreiches Beispiel für die internationale Zusammenarbeit: Die Serie wurde in Japan von Daisuke Fujisaki sowie von Entwicklern aus USA entwickelt.

2006: Lambda Europa und Nordamerika werden in Densei Lambda Japan eingegliedert. 2008 wird aus der deutschen Lambda GmbH die TDK-Lambda Germany GmbH (Bild 27). Im selben Jahr wird die EFE Serie vorgestellt (Bild 28): „Eine Revolution dank Digitalsteuerung“. Das neue Steuerungskonzept verlieh den Geräten die für diese Klasse höchste Leistungsdichte am Markt, hohe Wirkungsgrade und Zuverlässigkeit.

Auch eine spezielle Version für den Medizinbereich war lieferbar. Die Digital-Netzteilserie EFE wurde in Ilfracombe, UK, von Andrew Skinner (Bild 29) entwickelt, der noch heute bei TDK-Lambda UK als Chief Technology Officer tätig ist. 2008 gibt TDK-Lambda Europa als erstes Unternehmen der Stromversorgungbranche standardmäßig auf seine High-Quality-Industrienetzteilserie HWS eine verlängerte Herstellergarantie (Bild 30).

Zwischen 2010 und 2013 erweitert TDK-Lambda seine hot-swap-fähige 1-HE-Frontend-Netzteil-Serie HFE um neue Modelle mit 2,5 kW Ausgangsleistung bei 12, 24 oder 48 V Ausgangsspannung am Einzelausgang. Mit seiner marktführenden Leistungsdichte von 1,77 W/cm3 eignet sich das HFE2500 (Bild 31) gleichermaßen für zentrale wie verteilte Hochleistungsarchitekturen (DPA – Distributed Power Architecture). Alle HFE-Modelle waren parallelschalt- und N+1-redundanzfähig mit ORing-MOSFET-Entkopplung und aktiver Lastaufteilung; dadurch eignen sich die Netzteile auch bestens für Hot-Swap- und Redundanzanforderungen, etwa bei Anwendungen in Servertechnik, Daten- und Telekommunikation, Datenspeicherung, Rundfunk-, Militär- (COTS) oder Prozesssteuerung und -automation. Das HFE2500 war das erste Gerät von TDK-Lambda, das die „80 Plus Platinum“-Zertifizierung erhalten hat. Das HFE wurde 2012 mit dem TDK „President Award“ ausgezeichnet.

2011 erscheint in Israel mit „Z+“ eine neue Reihe programmierbarer Labornetzteile (Bild 32). Mit herausragenden Eigenschaften etwa bei Wirkungsgrad, Flexibilität und Zuverlässigkeit wurde die neue Reihe im 2-HE-Format für eine breite Palette an ATE- und OEM-Einsatzmöglichkeiten ausgelegt. Die 800-W-Version (Z800) war 2012 das kleinste Gerät seiner Klasse.

Zum gleichen Zeitpunkt (2011) wird am Standort Achern das 40-jährige Firmenjubiläum von Lambda in Deutschland gefeiert (Bild 33), 2012 wird der Neubau des europäischen Zentrallagers in Achern mit Bundesminister Schäuble als Festredner eingeweiht (Bilder 34 und 35). Das neue Logistikzentrum wurde durch einen extrem steigenden Warenumschlag und aufgrund des anhaltenden starken Unternehmenswachstums der letzten Jahre erforderlich.

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Mit dem Lagerneubau konnte ein wichtiges Ziel im Hinblick auf die Schaffung ausreichender Lagerkapazitäten und einer damit verbundenen höheren Warenverfügbarkeit für die Kunden erreicht werden. Ebenso konnte dadurch eine Verbesserung der internen Abläufe mit dem Ziel der Optimierung von Bereitstellungszeiten und Handlingsaufwand erzielt werden. Einige Monate später, im Januar 2013, eröffnet TDK-Lambda das Advanced Technology Centre in Bristol, UK (Bild 36).

Konvektionsgekühlte Kompaktnetzteile für die Hutschiene

2013 bringt TDK-Lambda eine neue Reihe konvektionsgekühlter Kompaktnetzteile auf den Markt, vor allem für knapp kalkulierte Hutschienen-Anwendungen im unteren Leistungsbereich. Die Reihe DRB (Bild 37) adressiert damit den zunehmenden Trend hin zu einfach gehaltenen und ökonomischen Hutschienen-Lösungen für Anwendungen in Industrie, Gebäudeautomation, Prozesssteuerungen. Sie kombiniert niedrige Kosten und äußert kompakte Abmessungen mit marktführenden 91% Wirkungsgrad.

Der Verbrauch im Leerlauf liegt zwischen <0,3 und <0,5 W je nach Modell; dadurch sind die Netzteile auch für Öko- oder ErP-Designs interessant. Im gleichen Jahr eröffnet TDK-Lambda Niederlassungen in Dänemark und in der Schweiz und TDK-Lambda Israel eröffnet ein neues Produktionszentrum in Karmiel Israel.

Mit dem ZMS100 (Bild 38) schuf TDK-Lambda 2014 eine neue Generation von Medizin-Netzteilen, die bis 100 W das optimale Verhältnis aus Kosten, Größe, Effizienz und Lebenserwartung bieten. Die Netzgeräte haben neben den üblichen Sicherheitszulassungen auch 2 x MOPP der jüngsten 3. Ausgabe der Medizin-Norm IEC60601-1. 2015 hat TDK-Lambda seiner Premium-Hutschienennetzteilreihe DRF-HL (Bild 39) weitere Modelle für Anwendungen in potentiellen Gefahrenzonen sowie in maritimen Umgebungen im mittleren Leistungsbereich (120, 240 und 480 W) hinzugefügt. Im selben Jahr erhält TDK-Lambda die AEO-F-Zertifizierung (zugelassener Wirtschaftsbeteiligter, Bild 40).

Mit dieser großen Historie im Rücken – gespickt mit Fusionen, Neugründungen und vielen bahnbrechenden Neuentwicklungen – ist TDK-Lambda auch heute noch einer der größten Hersteller von Stromversorgungen weltweit. In Entwicklungs-, Fertigungs- und Servicestandorten weltweit (Asien, Amerika, Europa) beschäftigt TDK-Lambda derzeit ca. 3900 Mitarbeiter (TDK insgesamt etwa 88.000), wobei bei TDK-Lambda Germany momentan knapp 100 Mitarbeiter tätig sind.

Mit einem breit gefächerten Spektrum an AC/DC-Netzteilen, DC/DC-Wandlern, Netzfiltern und Labornetzgeräten im Leistungsbereich von 1,5 W bis 15 kW bietet TDK-Lambda die passende Lösung für vielfältige Anwendungen. Die „Stromversorgung“ ist für TDK-Lambda mehr als nur ein elektronisches Gerät. Sie ist die elementare Grundlage für Sicherheit und Zuverlässigkeit bei den Produkten seiner Kunden. Deshalb begleitet TDK-Lambda den Kunden vom Design-In über EMV-Normen und Safety-Zulassungen bis hin zur Serienfertigung, um ihm in jeder Hinsicht die beste Lösung zu bieten.

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Über den Autor

Dipl.-Ing. (FH) Thomas Kuther

Dipl.-Ing. (FH) Thomas Kuther

Redakteur, ELEKTRONIKPRAXIS - Wissen. Impulse. Kontakte.