‘Warmte is de vijand!’ Deze algemene regel gebruiken ontwikkelaars om de prestaties van convectie gekoelde DIN-Rail voedingen naar een nieuw en hoger niveau te brengen. Waar vroeger 94,2% efficiëntie als het nieuwste van het nieuwste gezien werd, heeft PULS met succes deze barrière doorbroken en bereiken PULS voedingen nu meer dan 95,2% efficiëntie. Zo komen we steeds dichter bij het ultieme doel van 100%.
Deze verhoging in prestatie is behaald door de gedeeltelijke vervanging van het traditionele silicium door het nieuwe siliciumcarbide (SiC), gecombineerd met een gesofisticeerde LLC converter topologie. Alle schakel- en thermische technologie is berekend, gesimuleerd en geoptimaliseerd in meerdere varianten, in veel gevallen door behulp van software tools ontwikkeld in eigen huis. Ook al brengt elke verbetering de ontwikkeling maar een kleine stap vooruit, samen brengt het een betekenisvol resultaat. In vergelijking met wat al bij 94% efficiëntie een goede productprestatie was, zijn bij 95,2% de verliezen een significante 20% lager.
De voordelen van een hoge efficiëntie
Energiesystemen dienen steeds compacter te zijn met de voorkeur voor convectiekoeling, maar de limiet van groottereductie hangt af van de warmtegeneratie. Een elektronische voeding met lage verliezen biedt daardoor veel voordelen.
1.De voeding heeft minder volume en oppervlakte nodig om warmteverliezen te verspreiden. Bij de CP10 is de breedte succesvol gereduceerd met 35% naar een inbouwbreedte van 39mm, wat nieuwe designmogelijkheden opent
2. Energiesystemen dienen steeds compacter te zijn met de voorkeur voor convectiekoeling, maar de limiet van groottereductie hangt af van de warmtegeneratie. Een elektronische voeding met lage verliezen biedt daardoor veel voordelen.
3. Hoge MTBF waarde en dus een lagere faalratio is een belangrijk voordeel. PULS heeft dit gespecifieerd in zijn uitgebreide datasheets voor een groot aantal werkings- en omgevingscondities. De gebruikelijke, meer simplistische methode van “part-count” is hier niet gebruikt, aangezien deze enkel componenten telt en geen rekening houdt met de stress tijdens het gebruik. PULS streeft ernaar het stressniveau van elke individuele component te bepalen en de MTBF te calculeren volgens de “part stress” methode. Het resulterende MTBF cijfer van 1.200.000 uur voor de CP10 is buitengewoon en levert het hoogste niveau van bedrijfszekerheid. Wanneer u MTBF cijfers gaat vergelijken is het belangrijk nauwlettend in de gaten te houden hoe deze zijn gedefinieerd: volgens welke standaard en in welke werkingscondities. Spijtig genoeg is bij veel industrieën deze informatie niet aanwezig.
4. Er bestaat verwarring tussen de levensduur en de MTBF aangezien beide in uren worden omschreven. De betekenis is echter verschillend: de MTBF definieert de statistische gemiddelde faalratio tijdens de normale levensduur, waarbij de levensduur de datum specifieert wanneer de slijtage van een component een negatief effect heeft. Veel mensen geloven dat elektronische componenten geen last hebben van slijtage, maar bij elektrolytische condensatoren is dit wel degelijk het geval. De elektrolytische vloeistof verspreidt zich door de verpakking van de condensator heen. De condensator droogt hierdoor uit en verliest zijn eigenschappen. Deze verslechtering hangt veel af van de temperatuur: 10°C verschil heeft een effect op de levensduur met een factor 2x.PULS meet de werkingstemperatuur van elke elektrolytische condensator in het toestel en berekent de levensduur volgens de specificaties van de producent. Als een voeding vereist is met een lange levensduur, heeft die elektrolytische condensatoren van een hoge kwaliteit nodig, die niet in een warme omgeving mogen werken. Als gebruiker kan je ook zelf de levensduur berekenen: meet de temperatuur van de condensator en bereken de levensduur volgens de datasheet van de producent.De CP10 bereikt een minimum levensduur van 101.000 uur gemeten bij 40°C omgevingstemperatuur en volledig belast. Dit maakt de CP10 significant beter dan andere standaard marktwaarden. PULS gelooft dat de specificatie van levensduur fundamentele informatie is voor de gebruiker, en daarom leveren ze sinds 2005 deze belangrijke specificaties ook aan in hun datasheets voor alle producten van de DIMENSION-familie. Er is een interne standaard van 50.000h bij 40°C omgevingstemperatuur.
5. Al de andere componenten in het apparaat of de machine van de eindgebruiker halen voordeel uit de hoge efficiëntie: het energieverlies door warmte is laag, de betrouwbaarheid verhoogt en er is minder ventilatie nodig.
Lage inschakelstroom aan het net
Door het ontwikkelconcept hebben geschakelde voedingen een grote buffer condensator aan de ingang die geladen wordt wanneer de voedingsspanning is aangebracht. Om de inschakelstroom te beperken is een thermistor meestal in serie aan het netwerk aangesloten. Deze levert een hoge impedantie bij het opstarten. Als de ingangsstroom van de voeding erdoor loopt, warmt deze op en krijgt het een lage impedantie.
Hierdoor is de thermistor een ‘hot-spot’ met oppervlaktetemperaturen tot 160°C in de voeding. Het genereert ook vermijdbare verliezen. Om dit te minimaliseren wordt soms ook een lage-impedantie thermistor gebruikt. Deze biedt dan weer echter slechts een beperkte begrenzing van de inschakelstroom.
Om deze problemen te vermijden gebruikt de CP10 van PULS een actieve inschakelstroom begrenzer. Die overbrugt de hoge-impedantie thermistor na het inschakelen met een relais. Dit biedt een lage opstartstroom, een hoge efficiëntie en de mogelijkheid om te werken tot -40°C.
Verbeterde functies:
Ondanks zijn compacte afmetingen is de CP10 zeer makkelijk te installeren. De aansluitklemmen hebben een ruime maat waardoor bedrading makkelijk is. Kabels tot 4mm² diameter zijn mogelijk en de negatieve pool is beschikbaar op drie aansluitklemmen. Andere belangrijke functies zijn:
- Vibratiebestendige veerklemmen
- DC-OK contact om de uitgangsspanning te bewaken
- 288W vermogen steeds beschikbaar tot 45°C
- Temperatuurbereik van -25°C tot 60°C
- Buiten de standaardkeuringen is de CP10 ook ATEX/IECEx gekeurd
Conclusie:
De CP10-reeks voedingen hebben enorm veel functies en een zeer hoge efficiëntie. Deze voedingen kunnen dan ook toegepast worden in bijzonder veel applicaties. Ze zijn beschikbaar met 4 verschillende uitgangsspanningen: