TDK-Lambda News

Eine neue Generation von digital geregelten, hoch effizienten Einbaunetzteilen für Medizinanwendungen hat TDK-Lambda, der Stromversorgungsspezialist innerhalb des TDK-Konzerns, auf den Markt gebracht. Die Reihe bietet konvektions- und lüftergekühlte Modelle mit Einzelausgang (12, 24, oder 48 V Nennspannung) und einer Ausgangsleistung von 300-400 W. Mit 4 kV Isolationsspannung zwischen Ein- und Ausgang, doppelter Absicherung (L und N) und 1,5 kV Isolationsspannung zwischen Ausgang und Masse entsprechen die Netzteile den internationalen Sicherheitsrichtlinien IEC/EN/UL/CSA 60601-1, Ausgaben 2 und 3, und eignen sich somit für Medizinanwendungen vom Typ BF (body floating).
Nach eigenen Angaben erfährt das Unternehmen eine große Nachfrage nach kompakten, konvektionsgekühlten Netzteilen, die dauerhaft und ohne Kompromisse bei der Zuverlässigkeit eine hohe Nennleistung liefern. Die neuen Netzteile haben die Entwickler auf ihren bereits im Feld bewährten digitalen Regelungskonzepten aufgebaut; dadurch weisen die Geräte 50% weniger Verluste und ein entsprechend stabiles thermisches Design auf. Außerdem eignen sie sich dadurch gut für Kunden, die ihre Produkte und Anwendungen nach ErP-, Klimaschutz- oder Umwelt-Richtlinien ausrichten. Bei Konvektionskühlung hat das CFE400M eine Nennleistung von 300 W bei einer Umgebungstemperatur bis 40°C (250 W bei 50°C); bei Lüfterkühlung – sei es über einen eingebauten geräuscharmen Lüfter oder einen externen Luftstrom (1,5 m/s) – beträgt die Nennleistung 400 W bei 50°C. Bei beiden Kühlarten kann das Netzteil für bis zu 10 s mit 450 W Spitzenleistung belastet werden, etwa um einen Motor oder ähnliche Lasten zu starten.
Neben dem Hauptausgang mit 12 V, 24 V oder 48 V Ausgangsnennspannung (per Poti justierbar) hat das CFE400M einen Hilfsausgang für einen Lüfter mit 12 V und 0,25 A sowie wahlweise einen Standby-Ausgang mit 5 V / 100 mA oder 5 V / 2 A. Die 100 mA-Option erfüllt die Vorgabe der ErP-Richtlinie nach einem Standby-Energieverbrauch unter 0,5 W, und alle Modelle entsprechen dem Climate Savers Silver Level oder übertreffen diesen sogar. Zu den weiteren Eigenschaften zählen ein hoher Wirkungsgrad von 94%, Fern-Ein/Aus und Remote-Sense (Ausgleich von Spannungsabfällen über langen Ausgangsleitungen). Dies zusammen mit den kompakten Abmessungen – mit 178 x 100 x 40 mm belegt das Netzteil etwa den Platz eines mittelschweren Taschenbuches – macht die neue Gerätereihe interessant für zahlreiche Anwendungsbereiche in Medizin- und Dentaltechnik, aber auch in anderen Anwendungen wie ATE, Automation, Rundfunkwesen, Messtechnik, Router, Server und Sicherheitsnetzwerken.
In den Netzteilen kommt ein Konzept namens Interleaved boundary mode boost converter zum Einsatz, bei dem die zwei Konverter mit 180° Phasenverschiebung zueinander arbeiten; dadurch halbiert sich der Strom durch jede PFC-Drossel, und die Stromwelligkeit im Leistungskondensator sinkt. Dies wiederum reduziert die Temperatur des Leistungskondensators und verlängert seine Lebensdauer. Sinkt die Belastung unter die halbe Nennleistung, schaltet die Steuerung einen der beiden Konverter ab, senkt so die Verluste und steigert den Wirkungsgrad im Teillastbetrieb. Bei sehr niedriger Last (< 50 W) wird der PFC-Burst-Modus aktiviert; dadurch bleibt auch bei Niedriglast die Effizienz sehr hoch. Der Einsatz eines ZVS-Resonanzwandler-Konzepts (Zero-voltage switching, Schalten bei Nullspannungsdurchgängen) reduziert die Restwelligkeit, verbessert das EMV-Verhalten und verringert den Aufwand bei der Ausgangsfilterung. Zudem verursacht das ZVS-Konzept weniger Schaltverluste und steigert damit den Wirkungsgrad noch weiter.
Der Mikroprozessor des CFE400M steuert den Ausgang des Resonanzwandlers und kümmert sich auch um die Fern-Ein/Aus-Steuerung. Außerdem steuert er die Strombegrenzung und das Spitzenlastverhalten, durch das das Netzteil auch induktive und kapazitive Lasten problemlos starten kann. Wie schon bei der Schwesterserie EFE, die ebenfalls digital gesteuert wird, übernimmt der Mikroprozessor zudem diverse Hintergrundfunktionen wie die Steuerung des Anlauf- und Ausschaltverhaltens und die Regelung der PFC-Stufe – und reduziert so nebenbei die Anzahl der Bauteile im Regelkreis um 25%.
Alle Modelle der CFE400M-Reihe haben ein umfassendes Paket an internationalen Sicherheitszulassungen inkl. IEC/EN/UL/CSA 60950-1, Ausg. 2, für allgemeine Anwendungen, IEC/EN/UL/CSA 61010-1, Ausg. 2, für Labor- und Prozesssteuerungs-Anwendungen sowie IEC/EN/UL/CSA 60601-1, Ausgaben 2 & 3, für Medizinausrüstungen. Zudem tragen alle Geräte das CE-Zeichen gemäß Niederspannungsrichtlinie und verfügen über eine 5-jährige Garantie.