HFC50-W_O

(Bild: Autronic)

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Schaltungsbeispiel der Brick-Lösung AER50-W Autronic

Autronic ist als Lieferant für fertige Stromversorgungen bekannt, die der Kunde ohne größeren Aufwand direkt in seine Applikation einbauen kann. Ein Funktionstest der Applikationen ist selbstverständlich notwendig. Die Abnahme der robusten Stromversorgungen laufen reibungslos ab, sodass von einer Plug-and-Play-Lösung gesprochen werden kann. Je nach Kundenspezifikation sind geringe Modifikationen erforderlich. Diese Anpassungen übernimmt auf Wunsch das Entwicklerteam von Autronic.

Durch die große Verfügbarkeit von DC/DC-Wandlern aus dem asiatischen Raum stellt sich öfters die Frage: Soll die Stromversorgung mit einer Brick-Lösung selbst umgesetzt werden oder ist eine einsatzfertige Plug-and-Play-Lösung die sinnvollere und günstigere Alternative?

Brick-Lösungen

Die Datenblätter der Bricks verweisen auf die EN 50155 und EN 50121-3-2. Allerdings ist es wichtig, sich zu informieren, ob die PSUs als „Stand-alone“-Gerät betrieben werden können oder eine externe Beschaltung benötigen, damit sie die Normen umfänglich erfüllen. Schaltungsvorschläge liegen teilweise vor oder können vom Lieferanten angefordert werden. Im Allgemeinen kann man davon ausgehen, dass wichtige und grundlegende Kernanforderungen nach Bahnnormen erfüllt werden.

Autronic

Vergleich der beiden Lösungen. Autronic

Eigenschaften wie Schock- und Vibrationsfestigkeit sind für den Einsatz in extremen Umweltbedingungen ein Muss. Diese Anforderungen erfüllt die AER50-W-Serie mit sehr weitem Eingangsbereich, ebenso wie die HFC50-Serie. Aber wie sieht es mit der EMV aus? Welche thermischen Anforderungen sind gegeben? Wie kann eine Netzausfallüberbrückung von 10 ms gewährleistet werden? Welcher Aufwand entsteht beim Einsatz?

Vergleich der beiden DC/DC-Wandler

Beim Vergleich der beiden DC/DC-Wandler hinsichtlich Preis und Leistungsfähigkeit zeigt sich ein deutlicher Unterschied. Preislich kann die Plug-and-Play-Lösung inklusive aller integrierten Features mit der Brick-Lösung nicht konkurrieren. Weiterhin gilt es zu beachten, dass die technischen Eigenschaften unter den verschiedenen Bricks selbst von geschulten Anwendern kaum zu unterscheiden sind beziehungsweise kaum ein Vergleich zu einer einsatzfertigen Lösung möglich ist. Wie kann trotzdem ein Vergleich aufgestellt werden, um beide Wandler in der Bahntechnik nach EN 50155 und EN 50121-3-2 einsetzen zu können?

Beim HFC50 ist die Berechnung äußerst simpel. Der Preis des DC/DC-Wandlers und der Preis des Montagematerials wie Wärmeleitpads und Schrauben ergibt den Bezugspreis für den einsatzfertigen DC/DC-Wandler.

Beim AER50-W, oder auch anderen Brick-Lösungen, muss die Applikationsleiterkarte des Kunden den entsprechenden Platz zur Verfügung stellen. Dies sollte jedoch kein Problem darstellen, mehr als die 1,5-fache Fläche des Wandlers wird nicht benötigt, somit bleibt die Brick-Lösung weiterhin kompakt.

Die zu entwickelnde Schaltung muss den Wandler oder die Applikation gegen Surge und Burst schützen, die Störaussendungen über die Leitungen und das Gehäuse reduzieren und bei Bedarf eine Netzausfallüberbrückung von mindestens 10 ms bieten (Klasse S2). Die korrekte Anbindung zur Kühlung kann über einen Kühlkörper erfolgen oder direkt über das Gehäuse der Anwendung.

Wie im Schaltungsbeispiel zu sehen ist, sind Kondensatoren in den Eingangsleitungen notwendig zum Schutz gegen Surge und Burst. Neben stromkompensierten Drosseln und Kondensatoren im kompletten Schaltkreis sind weitere Kapazitäten für die Netzausfallüberbrückung im Einsatz. Je nach Bedarf oder Anforderung sollten die Einschaltströme begrenzt oder ein Verpolschutz realisiert werden. Spätestens hier ist ersichtlich, dass neben einem guten Know-how der Entwickler auch einiges an Material investiert werden muss, um den DC/DC-Wandler „bahntauglich“ zu machen. Durch die hohe Komplexität, ist es schwerer überschaubar, wie viel die fertig eindesignte PSU am Ende kosten wird.

Auf der nächsten Seite werden die Vorteile beider Lösungen beschrieben

AER50-W

Die AER50-W-Serie. Autronic

Direkt nach der Verifizierung im Komplettsystem kann der HFC50 ohne weiteren Aufwand in Betrieb genommen werden. Aufwendiges Design-In entfällt. Prüfungen hinsichtlich Schock- und Vibrationsfestigkeit oder Brandschutz hat der Wandler bereits durchlaufen.

Bei der Brick-Lösung liegen Verantwortung, Designaufwand inklusive Integration der PSU, beim Kunden. Ebenso die Endabnahme im Gesamtgerät und gegebenenfalls des Redesigns. Autronic gewährleistet jederzeit Support.

Vorteile des AER50-W

Der Vorteil des AER50-W liegt darin, dass der Preis des Quarter-Bricks zirka 40 Prozent unter der fertigen Lösung liegt, weniger Platz beanspruchen kann und sehr flach aufgebaut ist. Bei korrekter Beschaltung liegt der Materialpreis immer noch 20 Prozent unter dem HFC50. Ein weiterer Vorteil der Brick-Lösung ist, dass die Beschaltung des Wandlers direkt auf dem Kundenboard erfolgen kann, also keine weitere Bestückung einer separaten Leiterkarte notwendig ist.

Fazit

Als Fazit bleibt zu sagen, es ist nicht immer einfach eine geeignete Stromversorgung für Bahnanwendungen auszuwählen. Es liegt am Anwender selbst zu entscheiden, ob beim Design-In eigene Entwicklungsressourcen gebunden werden sollen oder ob die Arbeit den Power-Spezialisten überlassen wird.

Autronic bleibt seiner Linie treu und bietet nun zusätzlich ein breiteres Spektrum an DC/DC-Wandlern für die Bahntechnik an, ganz nach den Anforderungen und Wünschen der Kunden. Verfügbar sind fertige COTS-Lösungen (components-off-the-shelf) im Brickformat, Plug-and-Play-Geräte, Value-Add-Lösungen oder modifizierte/neuentwickelte Stromversorgungen komplett nach Kundenspezifikation.

(ah)

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