Die gesetzlichen Forderungen sind in den letzten Jahren nicht zuletzt durch EU Vorgaben gestiegen. Welche grundlegenden Dinge sollte ein Techniker über das EMVG wissen um rechtlich mit seinem Produkt auf der sicheren Seite zu sein? Ein juristischer Ausflug in die Gesetzeswelt von EMVG, BGB und Co..

Der Schutz der Elektronik vor Staub, Feuchtigkeit und sonstigen Umwelteinflüssen ist sowohl bei Standard als auch bei kundenspezifischen Produkten immer wieder eine Herausforderung. Dieser Vortrag soll die üblichen Verfahren, deren Nutzen und Risiken bewerten und einen Einblick in die Thematik im Hinblick auf die Stromversorgung geben.

In Stromversorgungssystemen besteht häufig aus verschiedensten Gründen die Notwendigkeit, Netzteile parallel oder in Reihe zu schalten, um eine Leistungserhöhung, verbesserte Zuverlässigkeit, Flexibilität und Wartbarkeit zu erzielen. Der Vortrag erläutert, wie man dies praktisch umsetzt und auf was geachtet werden muss. Denn häufig werden dort Fehler gemacht, die bei Reihenschaltungen im schlimmsten Fall auch ziemlich gefährlich werden können Stichwort "Elektrische Sicherheit".

Transformatoren sind die Kernstücke eines Schaltnetzteils. Der klassische Ringkerntransformator ist dabei eine der größten Komponenten und kann nicht beliebig verkleinert werden. In diesem Vortrag wird gezeigt, welche physikalischen Effekte die Baugröße und die Verluste bestimmen und welche modernen Transformator-Designs hier eine weitere Optimierung versprechen.

Die Auswahl einer Stromversorgung für eine Applikation ist ein immer wieder kehrendes Thema in der Elektronik. Wie aber erkenne ich welche der ausgewählten Möglichkeiten die Richtige ist? Im Workshop werden Messungen sowohl der elektrischen als auch der thermischen Größen live gezeigt. Aus den Ergebnissen werden Lösungen erarbeitet, so dass der Teilnehmer einen Werkzeugkasten wertvoller Tools kennen lernt die Aufgabe demnächst sicherer angehen zu können.

Da die Nachfrage nach immer höherer Leistungsdichte zunimmt, ist die Wahl des Packaging von entscheidender Bedeutung. Kleinere Komponenten sind schwieriger handzuhaben, was den Produktionsdurchsatz verlangsamt, und das Thermal Management muss viel sorgfältiger berücksichtigt werden. Aber kleinere Komponenten ermöglichen eine engere Platzierungsdichte, welche die Verbindungsimpedanzen und die EMI reduziert. Die höheren Schalt- und Betriebsfrequenzen, die bei Designs mit hoher Leistungsdichte verwendet werden, haben auch zur Einführung neuer IC-Packaging und eingebettete Komponente geführt, die speziell auf die strengeren Anforderungen für geringere Störeffekte und verbesserte Wärmeleistung angepasst sind. Zum Beispiel, Recom verwendet 3D-Power-Packaging-Technologie wie Flip-Chip-on-Leadframe, embedded ICs und planar statt verwickelte Trafos, um mehr Leistung auf noch kleinerem Raum zu ermöglichen, ohne die Performance zu beeinträchtigen. Diese Präsentation zeigt wie ein 10W Abwärtswandler in nur 3mm x 3mm x 1.5mm möglich ist, oder wie ein 12W galvanisch-getrennten DC/DC Wandler in der selber Größe wie ein 6W Wandler ausgeführt werden kann.

Der Vortrag beschäftigt sich mit den beiden Stromverteilungskonzepten in der Industrie. Zum einen der klassischen Verteilung über den Schaltschrank und zum anderen der dezentralen Verteilung. Der Wunsch nach mehr Flexibilität und Kosteneinsparung zieht immer mehr in die heutige Planung von Anlagen und Maschinen ein. Der Schaltschrank mit seiner starren Architektur ist daher nicht immer das passende Konzept. Er benötigt viel Platz, kann nicht ohne größeren Aufwand erweitert oder anderswo platziert werden. Die Kosten für die Wartung, das Material für die Zuleitungen zu den Anlangen und Maschinen und die Zeit für die Fehlersuche können sehr hoch ausfallen. Eine dezentrale Stromverteilung kann hier Abhilfe schaffen. Der Platz im Schaltschrank sowie die Gesamtfläche dessen verringern sich ebenso wie der Verdrahtungsaufwand. Die Flexibilität steigt, die frei gewordene Fläche kann anderweitig genutzt werden. Aufgrund des geringeren Kabelquerschnitts der Zuleitungen zu den Maschinen und Anlagen (Stichwort "Leitungsverlust") kann meist eine kleiner dimensionierte Stromversorgung eingesetzt werden. Allerdings muss auch beachtet werden, dass dezentrale Stromverteilung, obgleich der Flexibilität und der Platzeinsparung, teilweise auch mit höheren Kosten verbunden ist. Die eingesetzten Komponenten müssen häufig hohen mechanischen Belastungen, elektromagnetischen Störungen, Staub- und Ölnebel oder auch permanenter Feuchtigkeit widerstehen können. Hochwertige IP67-Komponenten, die diesen Bedingungen dauerhaft standhalten, sind heute am Markt deutlich teurer als Bausteine für den Schaltschrank. Dadurch relativiert sich der Kostenvorteil, der durch den geringeren Bedarf an Schaltschrankplatz entsteht.

Die Elektrische Leistungsfähigkeit, Lebensdauer und Zuverlässigkeit sind eng zusammenhängende Größen in einem Schaltnetzteil. So einfach jedes Themengebiet auch für sich alleine erscheinen mag, durch ihr Zusammenwirken entstehen komplexe und nicht immer triviale Zusammenhänge. Durch Wissen aus diesen Themengebiete bessere Entscheidungen im Einsatz und in der Auswahl von Schaltnetzteilen treffen.

Bei Schaltnetzteilen werden sehr häufig galvanische Trennungen eingebaut. Schwache kapazitive Verbindungen zwischen primärem und sekundärem GND verursachen Schwachstellen in der GND-Auslegung. Dadurch entstehen Potentialdifferenzen zwischen den Anschlüssen, die dann abgestrahlt werden. In diesem Vortrag werden die Ursachen von Resonanzspitzen ermittelt und Lösungsvorschläge vorgestellt. Außerdem wird die Auslegung von GND-Verbindungen diskutiert.

Der Wirkungsgrad ist der Schlüsselparameter für die Qualität einer Stromversorgung. Doch wie so oft bei wichtigen Kenngrößen gibt es weder eine einheitliche Messmethode noch einen solchen Messaufbau. Daher haben wir selber nachgemessen und mit dem Datenblatt verglichen.