Netzteile für hochsensible Messtechnik

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Schaltnetzteile mit Linearregler-Qualität

«Auf Grund der Vorgaben haben wir uns nach eingehender Begutachtung des Marktes und umfangreicher Tests für die Low-Emission-Netzteile aus Karlsruhe entschieden. Sie bauen vergleichsweise klein, sind leicht und ihre Ausgangsspannung hat eine ähnlich gute Qualität wie die von Linearreglern», ergänzt Schmidl.

Die Funktionsweise der störfesten Netzteile ist vom Prinzip her einfach zu verstehen: Bei konventionellen Schaltnetzteilen liegt die Quelle der hochfrequenten Störungen im Funktionsprinzip begründet. Kompakte Ausführung und hohe Regelgüte erfordern möglichst hohe Schaltfrequenzen. Dabei entstehen immer hochfrequente, periodische Störimpulse. Je höher die Schaltfrequenz und je steiler der Anstieg der An- und Abschaltflanken von Strom und Spannung ist, um so grösser wird der HF-Anteil im Störspektrum.

Die Low-Emission-Netzteile funktionieren prinzipiell wie Schaltnetzteile, vermeiden aber Hauptursachen für die Entstehung von HF-Störungen. So arbeiten die Netzteile zum einen nach dem Resonanzprinzip mit einer optimierten Schaltfrequenz, zum anderen reduzieren weiche Schaltflanken zusätzlich die Bedingungen zur Entstehung von HF-Anteilen. Die so erzeugte Ausgangsspannung ist daher mit der eines Linearreglers zu vergleichen. Aufwändige Entstörmassnahmen entfallen. Die Vorteile der Schaltregler wie galvanisch getrennte Ein- und Ausgänge und ein Wirkungsgrad von 75 bis 84 % bleiben erhalten. Die Koppelkapazitäten zwischen Primär-, Sekundärseite und Erde sind nur minimal.

Störungsfreier Betrieb bei niedrigem Energieverbrauch

Als Gütekriterium solcher Netzteile kann der Störstrom gegen Erde dienen: je kleiner der Störstrom, um so geringer die Beeinflussung empfindlicher Geräte. Ein Vergleich zwischen Low-Emission- und herkömmlichem Schaltnetzteil zeigt deutlich die Vorteile. Die Low-Emission-Schaltregler können dadurch in fast allen Fällen herkömmliche Längsregler ersetzen. Im statischen Betrieb sind die Ausgangsdaten vergleichbar, im dynamischen Betrieb verhalten sich die smarten Netzteile ähnlich wie Schaltregler. «Ein störungsfreier Betrieb der empfindlichen Sensorik des MAGIC-Teleskops ist so bei gleichzeitig geringem Energieverbrauch sichergestellt», freut sich Schmidl.

Insgesamt sind am Teleskop 24 Low-Emission-Stromversorgungen in unterschiedlichen Ausführungen im Einsatz. Jeweils acht sind in einer Einheit zusammengefasst. Da sie kompakt bauen, benötigen sie vergleichsweise nur wenig Einbauplatz und beeinträchtigen durch ihr geringes Gewicht Konstruktion und Beweglichkeit des Teleskops nicht. Wären die Stromversorgungen schwerer, hätte dies unweigerlich Auswirkungen auf die komplette Konstruktion gehabt. «Auch die beim Ausseneinsatz zwangsläufig rauen Umgebungsbedingungen beeinträchtigen die Funktion der Stromversorgungen nicht. Sie haben sich beim Teleskop-Einsatz bestens bewährt», so Schmidl abschliessend.

AutorenDipl.-Ing. Dieter BretschneiderGeschäftsführer der Firma Kniel System-Electronic GmbHEllen-Christine Reiff, M.A.Redaktionsbüro Stutensee

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