4-2022

Titelstory
Besonders schmale Stromversorgungs-Baugruppen
Kompakte Netzteile für smarte Gebäude
Mit zunehmender Gebäudeautomation wächst der Bedarf an smarten
Netzteilen, doch der Platz dafür ist begrenzt. Schmale Schaltnetzteile mit hoher
Leistungsdichte sind die Lösung.
© iStock.com/GregorBister/iStock_000056942006_Large
Autor:
Hermann Püthe
Geschäftsführender
Gesellschafter
inpotron Schaltnetzteile GmbH
www.inpotron.com
Die Zeiten, als im trauten Heim nur
Licht, diverse Küchengeräte, Warmwasserboiler
sowie Radio und Fernseher
die Elektrolandschaft bevölkerten,
sind längst vorbei.
Im smarten Home
wollen auch die Wärmepumpe mitsamt
ihrer elektronischen Regelung, diverse
Komfort-, Klima- sowie Beleuchtungssteuerungen
mit Strom versorgt werden.
Ebenso wie motorgetriebene Rollläden,
Überwachungskameras, Einbruchsschutz,
Zugangskontrollen,
Rauchmelder und dergleichen mehr.
Über speziell für die Gebäudetechnik
entwickelte Datennetze, wie etwa den
weitverbreiteten KNX-Bus, sammelt die
Gebäudeleittechnik Daten zu Stromverbräuchen,
Temperaturen, Feuchte
oder Raumbelegung und steuert ihrerseits
Motoren, Lüftungsklappen und
Ventile für die Klimatisierung.
Dank einer intelligenten Analyse aller
Daten können auch Wartungsschwerpunkte
rechtzeitig erkannt und sich
anbahnende Geräteausfälle abgewendet
werden. Wodurch der Betrieb insgesamt
effizienter und sicherer wird.
Damit einher geht ein zunehmender
Bedarf an intelligenten Schaltnetzteilen
zur Stromversorgung und Datenerhebung.
Allein der Platz im Schaltschrank
ist begrenzt und meist nicht
auf Zuwachs ausgelegt. Hier springen
schlanke Stromversorgungen in die
Bresche, wie sie etwa von der inpotron
Schaltnetzteile GmbH nach Kundenwunsch
konfektioniert werden: Waren
bis vor kurzem 1,28-A-KNX-Netzteile
nur mit einer Breite von sechs Teilungseinheiten
entsprechend 108 mm zu
bekommen, so sind inzwischen vermehrt
auch Geräte mit vier Teilungseinheiten
(72 mm) erhältlich.
Diese Reduzierung der Breite um ein
Drittel ist jedoch alles andere als trivial.
Sowohl konstruktiv wie auch elektrisch
ist sie eine anspruchsvolle Herausforderung,
wenn am Ende der Entwicklung
ein gleichermaßen leistungsfähiges
wie zuverlässiges Netzteil stehen soll.
Speziell für die beengten Verhältnisse
im Schaltschrank hat inpotron am Standort
Chemnitz beispielsweise das KNX-
Schaltnetzteil PSU-0342-01 entwickelt.
Es ist nur vier Teilungseinheiten
schmal, liefert aber trotzdem 1,28 A.
Mehr Leistungsdichte
erreicht man durch neue konstruktive
Lösungen. Hintergrund: Damit der
schmale Formfaktor nicht zu Lasten
von Wirkungsgrad, Zuverlässigkeit
und Lebensdauer geht, waren von
den Entwicklern etliche Hürden in
punkto Design, Wärmemanagement
und Schaltungsaufbau zu meistern.
So wurde etwa zwischen den höchsten
Bauteilen und der Modulplatine
aus hochwertigem FR4-Material ein
großzügiger Lüftungsraum belassen,
um die Verlustwärme durch natürliche
Konvektion abzuführen. Gegenüber
vergleichbaren Konkurrenzprodukten
ist der Wickelraum der KNX-
Drossel um 50% vergrößert, wodurch
selbst bei maximaler Last die Verluste
in der Drossel nur halb so groß sind.
Im aufgeräumten Innern des PSU-0342-
01 gibt es keine Hilfsplatinen. Alle SMT-
Bauteile werden mit einem sicheren
Reflow-Prozess auf dem Mainboard
stabil fixiert. Ergänzend zur Kompaktheit
wurden zur Sicherheit zwei unabhängige
Temperaturüberwachungen
ins Netzteil integriert. Eine überwacht
die KNX-Drossel, die andere schaltet
generell bei zu hoher Umgebungstemperatur
ab. Bei preiswerteren Stromversorgungen
wird die KNX-Drossel in der
Regel nicht direkt überwacht.
Der digitale Unterschied
besteht in folgendem Punkt: Das inpotron-KNX-Netzteil
ist prozessorgesteuert.
Sein Mikrocontroller ist unter
anderem zuständig für die Oberwellenkorrektur,
die LED-Signalisierung,
das Temperaturmanagement sowie die
Regelung von Strom und Spannung des
Niederspannungs-Zwischenkreises.
6 Haus und Elektronik 4/2022