Bild 3: Was passieren kann, wenn vorhandene Stromversorgungen zur Leistungserhöhung parallel geschaltet werden.

Bild 3: Was passieren kann, wenn vorhandene Stromversorgungen zur Leistungserhöhung parallel geschaltet werden. Inpotron

Am Anfang des Artikels wurde die Parallelschaltung aus Systemabsicherungsgründen (= Redundanz) beschrieben. Soll eine Lastverteilung stattfinden, so sind hierzu Maßnahmen notwendig. Die sicherste und eleganteste ist eine Kommunikation zwischen den Netzteilen, die eine Stromsymmetrierung sicherstellt. Diese Konzeptionierung erfordert „einen“ Kommunikationspfad (Anschluss). Üblicherweise werden im Parallelbetrieb zwei Netzteile mit zirka 50 Prozent Belastung zur System-Redundanz verwendet. Die Lastverteilung kann zwischen den Netzteilen mittels „Intelligenz“ über eine Schnittstelle erfolgen, es gibt jedoch auch die Möglichkeit der „schrägen Kennlinie“. Letzteres ist mit dem Anwender abzustimmen, hier gilt es, den Toleranzbereich auszunutzen.

Parallelschaltung zur Leistungserhöhung

Gerne werden vorhandene Stromversorgungen zur Leistungserhöhung parallel geschaltet, um auf ein neues Modell mit größerer Leistung verzichten zu können. Häufige Gefahr hierbei ist eine Systemfehlfunktion beim Vorgang „Hochlauf“. Startverzögerungen zwischen zwei gleichzeitig eingeschalteten Netzteilen liegen durchaus im Bereich mehrerer 100 ms. Hochlaufzeiten bei wenigen, einstelligen ms.

Zur Leistungserhöhung müssen die Netzteile die Last aufteilen. Entweder über eine schräge Kennlinie oder mittels einer Kommunikation. zwischen den Netzteilen, die eine Stromsymmetrierung sicherstellt. Inpotron

Bild 4: Zur Leistungserhöhung müssen die Netzteile die Last aufteilen. Entweder über eine schräge Kennlinie oder mittels einer Kommunikation zwischen den Netzteilen, die eine Stromsymmetrierung sicherstellt. Inpotron

Was dabei passieren kann, veranschaulicht Bild 3. Die Netzteile hier im Beispiel starten unterschiedlich schnell, während der On-Zeit arbeiten sie im Überlastmodus. Sie starten dann wieder nach einer Verzögerungszeit, dieser Vorgang wird als hicc-up-Modus bezeichnet. Gleiches gilt für NT1 und NT2. Mit Glück überschneiden sich irgendwann die on-Zeiten und das System kann versorgt werden. Wenn nicht, dann nicht.

Um diese Problematik zur vermeiden, gibt es mehrere Optionen. Die Netzteile müssen zu 100 Prozent überlastfähig sein, also 200 Prozent der Nennlast tragen können. Das bedeutet meist eine deutliche Überdimensionierung und zusätzliche Kosten. Alternativ kann über eine zweite Leitung der Status des ersten Netzteils abgerufen werden und beide werden zeitgleich über einen elektronischen Schalter auf den Netzteilen auf den Verbraucher geschaltet. Ein weiterer Lösungsansatz ist die verzögerte Lastzuschaltung durch den Kunden. Hierfür muss der Anwender eine ausreichende Expertise mitbringen (Bild 4).

Bild 5: 50W-Redundanznetzteil mit präziser Lastaufteilung über schräge Kennlinie.

Bild 5: 50W-Redundanznetzteil mit präziser Lastaufteilung über schräge Kennlinie. Inpotron

Ganz wichtig hierbei ist, dass zur Leistungserhöhung die Netzteile die Last aufteilen müssten. Dies erfolgt entweder über eine schräge Kennlinie, wie vorab beschrieben, oder mittels einer Kommunikation zwischen den Netzteilen, die eine Stromsymmetrierung sicherstellt. Falls das nicht beachtet wird, so wird eines der Netzteile mit leicht höherer Ausgangspannung immer im Überlastmodus arbeiten und das zweite hat ein „gemütliches Leben“. Dies erzeugt ein System-hot-spot mit reduzierter Lebensdauer. Auch ärgerlich, das eine (überlastete) Netzteil schaltet nach einer undefinierten Zeit ab.

Bild 6: 300W-Versorgungs-Redundanznetzteil mit primärseitiger DC-Backup-Speisung.

Bild 6: 300W-Versorgungs-Redundanznetzteil mit primärseitiger DC-Backup-Speisung. Inpotron

Das Fazit, das sich daraus ziehen lässt: Redundanz und Parallelschaltung müssen verstanden werden. Nur Profis beherrschen dies.

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