Bild 1: Die Schaltnetzteile der Serie PSU-0161-xx sind für medizinische Anwendungen konzipiert.

Bild 1: Die Schaltnetzteile der Serie PSU-0161-xx sind für medizinische Anwendungen konzipiert. Inpotron

Aufgrund des zunehmenden Leistungs- und Funktionsumfangs von elektronischen Produkten und der damit verbundenen steigenden Komplexität müssen sich Gerätehersteller in erster Linie auf ihre Kernkompetenzen konzentrieren und können daher immer weniger Ressourcen für die Eigenentwicklung von Netzeilen bereitstellen. Hinzu kommt, dass sich auch in der Leistungselektronik ein schneller Wandel mit vielen Innovationen vollzieht. Auch auf diesem Fachgebiet den Überblick zu behalten und am Puls der Technik zu bleiben kommt erschwerend hinzu und kostet weitere Ressourcen.

Viele Gerätehersteller vollziehen daher einen konsequenten Schritt und entscheiden sich für den Einsatz von Netzteilen externer Anbieter. Bei der Suche nach einem passenden Standardprodukt oder einem Hersteller, der Netzteile nach Kundenwunsch entwickelt und fertigt, stehen die spezifischen Anforderungen der gesuchten Stromversorgung im Vordergrund. So muss das gewünschte Netzteil zum Beispiel in rauen Industrieumgebungen tadellos funktionieren, besonders enge Toleranzen für die Restwelligkeit aufweisen, wenn es in der Medizintechnik zum Einsatz kommt, oder ganz einfach eine spezielle Baugröße haben.

Eckdaten

Die einwandfreie Funktion und Zuverlässigkeit eines Produkts hängt unter anderem vom darin eingesetzten Netzteil ab und ist somit entscheidend für das Ansehen und den Erfolg des eigenen Unternehmens. Gerätehersteller, die Netzteile zukaufen, müssen sich auf den Hersteller verlassen und ihm vertrauen können.

Auf den ersten Blick liefert ein Netzteil wie in Bild 1 lediglich Strom und Spannung zur Versorgung von Elektronikgeräten. Tatsächlich ist eine Stromversorgung zwar unscheinbar, aber unersetzlich. Vielmehr gilt die Stromversorgung als sicherheitsrelevantes Produkt, das für die einwandfreie Funktion eines Endgeräts entscheidend mitverantwortlich ist.

Spezifikationen gemäß Anwendungsbereich

Ein Netzteil muss je nach geplantem Einsatz verschiedene Qualitätskriterien erfüllen. Vom definierten Einschaltstrom über spezifizierte Überbrückungszeiten (Hold-up-Times) bis hin zu einem geringen Energieverbrauch im Standby. In anderen Einsatzfällen spielen eine minimale Restwelligkeit der Ausgangsspannung, ein bestimmtes Überlast- und Kurzschlussverhalten sowie der IP-Schutzgrad eine Rolle. Für die Gewichtung der einzelnen Parameter ist der Anwendungsbereich des Endproduktes, Industrie, Gebäude- und Medizintechnik oder LED-Beleuchtung, entscheidend.

Bild 2: In persönlichen Gesprächen lassen sich Fragen bei der Auswahl der richtigen Stromversorgung unbürokratisch klären. Die gemeinsame Suche nach geeigneten Lösungen sind Grundlage für eine langfristige partnerschaftliche Geschäftsbeziehung.

Bild 2: In persönlichen Gesprächen lassen sich Fragen bei der Auswahl der richtigen Stromversorgung unbürokratisch klären. Die gemeinsame Suche nach geeigneten Lösungen sind Grundlage für eine langfristige partnerschaftliche Geschäftsbeziehung. Inpotron

Hinzu kommen weitere wichtige Fragen. So ist zum Beispiel zu klären, welches Kontaktmaterial sich für die Leistungs- und Signalanschlüsse eignet oder in welchem Eingangsspannungsbereich (230 V, 110 V) und bei welcher Netzfrequenz die Stromversorgung ihre spezifizierten Nennwerte liefern soll. Auch der Temperaturbereich, in dem das Endprodukt arbeiten soll, ist zu berücksichtigen. Manchmal sind auch internationale Zulassungen erforderlich. Solche Randbedingungen können im späteren Betrieb die Leistungsdaten des Netzteils erheblich beeinflussen (Derating).

In Sachen Format ist nicht nur eine bestimmte Baugröße gefragt, sondern auch, ob das Netzteil mit eigenem Gehäuse oder als offene Baugruppe für die Integration in das Endprodukt geliefert werden soll. Spezifische Befestigungsmöglichkeiten für eine einfache Montage in unterschiedlichen Einbaulagen (liegend, stehend, hängend) gehören ebenso zum Pflichtprogramm des Netzteilanbieters wie die Frage nach der Systemredundanz.

Transparenz in der Lieferkette

Darüber hinaus erwarten Kunden von einem Stromversorgungshersteller guten Service, langfristige Belieferung, möglichst währungsunabhängige Preisstabilität, Transparenz in der Lieferkette sowie Produktinnovationen. Dass die Technologien ausgereift und geprüft auf den Markt kommen, versteht sich von selbst.

Bild 3: Persönliche Gespräche unter Entwicklern bringen Stromversorgungsprojekte schnell voran.

Bild 3: Persönliche Gespräche unter Entwicklern bringen Stromversorgungsprojekte schnell voran. Inpotron

Bei kundenspezifischen Projekten spielt die Kommunikation zwischen Auftraggeber und Netzteilhersteller eine entscheidende Rolle. Projektleiter und Entwickler sollten ohne Probleme direkt erreichbar sein. Für einen zügigen Projektfortschritt ist es zudem wichtig, dass die Ansprechpartner schnell und kompetent auf Fragen und Anmerkungen reagieren (Bild 2). Auch sollte der Netzteilhersteller seinen Kunden ein transparentes Projektmanagement bereitstellen, das Prozesse und Ressourcen übersichtlich und nachvollziehbar darstellt (Bild 3). Hier sollte auch klar geregelt sein, wie der Kunde über Änderungen informiert wird und ob er möglicherweise Änderungen mitbestimmen und freigeben kann.

Ein wichtiges Entscheidungskriterium ist zudem die Berechnungssoftware, mit der ein Hersteller seine Produkte entwickelt und auslegt. Hier stellt sich die Frage, ob sich damit das Design weitreichend simulieren lässt und weniger Berechnungen von Hand nötig sind, was die Zahl potenzieller Fehlerquellen senkt. Ein von seinen Produkten überzeugter Netzteilhersteller zeigt gerne Beispiele, mit denen sich überprüfen lässt, wie gut die Berechnung mit der praktischen Ausführung – also Theorie und Praxis – übereinstimmt (Bild 4).

Langzeitstabilität und Ausfallsicherheit

Klarheit sollte darüber bestehen, welche Schlüsselkomponenten (Elkos, Leistungsdioden, Leistungstransistoren, Schaltregler, Mikrocontroller) zum Einsatz kommen und welche Qualifizierungen sie durchlaufen. Dies ist ein entscheidender Punkt für die Langzeitstabilität und Ausfallsicherheit von Netzteilen.

Bild 4: Anhand von Beispielen lässt sich überprüfen, wie gut Berechnung und praktische Ausführung übereinstimmen.

Bild 4: Anhand von Beispielen lässt sich überprüfen, wie gut Berechnung und praktische Ausführung übereinstimmen. Inpotron

Bei hochfrequent getakteten Schaltnetzteilen ist die elektromagnetische Verträglichkeit (EMV) enorm wichtig. Zum Sicherstellen einer ausreichenden EMV-Verträglichkeit muss der Hersteller über viele Messmittel zum Überprüfen der Störfestigkeit und Störsicherheit (Immunität und Abstrahlung) verfügen. Wie alle anderen benötigten Mess- und Prüfmittel sind diese regelmäßig zu kalibrieren.

Weitere wichtige Kriterien bei der Entwicklung von Stromversorgungen sind ein möglichst hoher Wirkungsgrad, ein unkomplizierter Schaltungsaufbau, diverse Sicherungskonzepte für den Fehlerfall, wie zum Beispiel Dauerkurzschlussfestigkeit, Überspannungsabschaltung sowie eine leistungsfähige thermische Überwachung. Neben dem elektrischen spielt das mechanische Design eine bedeutende Rolle, da es sich unmittelbar auf die Wärmeabfuhr auswirkt. Auch hier sollte der Netzteilhersteller seinen Kunden umfangreiche Hilfestellungen geben können.

Produkthaftungsversicherung

Bei Produkten mit hohen Stückzahlen können sich Serienfehler besonders negativ auswirken. Kosten für Rückrufaktionen können unter Umständen Höhen erreichen, die das Fortbestehen des eigenen Unternehmens gefährden. Daher ist es besonders wichtig, bei der Wahl des Lieferanten darauf zu achten, dass dieser eine international gültige, erweiterte Produkthaftungsversicherung mit hoher Deckungssumme vorweisen kann. Dies gilt auch und gerade für Produzenten von Stromversorgungen – schließlich handelt es sich hier um sicherheitsrelevante und funktionsentscheidende Produkte.

Bild 5: Die Entwicklung eigener Testsysteme spielt bei der Produktion von Netzeilen eine bedeutende Rolle.

Bild 5: Die Entwicklung eigener Testsysteme spielt bei der Produktion von Netzeilen eine bedeutende Rolle. Inpotron

Vertrauen können Gerätehersteller am besten aufbauen, indem sie sich ein eigenes Bild vom Hersteller ihrer Wahl machen und dessen Fertigungsstätte besuchen – am besten verbunden mit einem Audit. Auch wenn der Standort in Fernost liegt, lohnt sich der damit verbundene Aufwand.

Bei einem Audit lässt sich auch gleich prüfen, ob der Netzteilhersteller nach DIN ISO 9001 zertifiziert ist, wichtige Zulassungen vorweisen kann und seine Prozesse mit einem funktionierenden Qualitätsmanagementsystem überwacht (Bild 5). Erst wenn diese Anforderungen erfüllt sind, kann ein Kunde von durchdachten, aufeinander abgestimmten und dokumentierten Abläufen ausgehen. Nach Möglichkeit sollte die Fertigung durch dritte Institutionen überwacht werden, zum Beispiel UL, CSA, VDE oder TÜV.

Branchenspezifische Netzteile

Entscheidend ist zudem, welche Zulassungen ein Hersteller für seine Netzteile vorweisen kann beziehungsweise welche Normen, Richtlinien und Prüfstellen bekannt sind. Ein Vorteil ist, wenn der Netzteilanbieter bereits Produkte für die Branche vorweisen kann, auf die der Auftraggeber mit seinen Endprodukten zielt – etwa für die Medizin-, Mess- oder Informationstechnik.

Eine weitgehend automatisierte Fertigung, redundante Produktionsmittel, transparente Lagerhaltung und das Befolgen von IPC-Richtlinie im gesamten Produktionsprozess zeichnen gute Hersteller ebenfalls aus. Aussagekräftige Prüfberichte geben dem Kunden schließlich die Gewissheit, dass die realen Produkte seine Vorgaben tatsächlich erfüllen und er sich für den richtigen Hersteller entschieden hat.

Wichtige Kriterien für die Auswahl eines Netzteilherstellers

In den folgenden zehn Punkten fasst der Netzteilspezialist Inpotron zusammen, was Entwickler bei der Wahl des richtigen Stromversorgungsherstellers beachten sollten:

  • Kompetenz für Schaltnetzteile. Kann der Hersteller eine große Produktvielfalt vorweisen? Wie viele Netzteile produziert er pro Jahr? Ist er bereits lange erfolgreich am Markt? Auf welche Referenzkunden kann er verweisen? Welche aktuellen Produktinnovationen kann er vorweisen?
  • Produktentwicklung verbunden mit kurzen Reaktionszeiten. Reagiert der Anbieter schnell und kompetent auf Fragen und Anmerkungen?
  • Qualität der Angebote. Sind die Angebote detailliert, technisch korrekt und übersichtlich? Enthalten sie alle Kosten, zum Beispiel für Entwicklung, Werkzeuge, Zulassungen, Nullserien?
  • Qualität, Zulassungen und Kontrollfunktionen. Verfügt der Anbieter über eine Zertifizierung für DIN ISO 9001? Gibt es Zulassungen für vorhandene Netzteile? Welche Normen erfüllt er? Sind bereits Produkte für eigene Branche verfügbar? Besteht eine Fertigungsüberwachung durch Dritte?
  • Besichtigung/Auditierung des Unternehmens. Ist das Besichtigen des Fertigungsstandortes inklusive Audit möglich?
  • Vorsorge für Problemsituationen. Verfügt der Hersteller über eine ausreichend dimensionierte, erweiterte Produkthaftungsversicherung, die zum Beispiel auch die Kosten für Serienfehler und Rückrufaktionen abdeckt?
  • Entwicklung, Konstruktion. Ist ein professionelles Projektmanagement bis hin zur transparenten Lagerhaltung vorhanden? Stehen alle benötigten, kalibrierten Mess- und Prüfmittel bereit? Ist Mechanik-Know-how vorhanden? Erfolgt die Entwicklung mit Hinsicht auf internationale Zulassungen?
  • Produktion. Ist diese weitestgehend automatisiert? Sind redundante Produktionsmittel vorhanden? Werden die IPC-Richtlinien befolgt? Wie schnell kann der Hersteller auf geänderte Bedarfsmengen reagieren?
  • Freigabe, Änderungen. Kann man als Kunde Änderungen mitbestimmen und freigeben? Wie werden Kunden über Änderungen informiert?
  • Standing. Passt die strategische Ausrichtung des Herstellers zum eigenen Unternehmen? Versteht er sich als Partner und Problemlöser? Wie hat er sich im Vergleich zum Wettbewerb entwickelt?