PULS Glossar

Um dies zu vermeiden hat PULS das 1-Batterie-Konzept entwickelt. Bei USV bis einschließlich 10A wird nur eine 12V-Batterie verwendet. Im Pufferfall wandelt ein Schaltregler die Batteriespannung in eine konstante Ausgangsspannung (z.B. 22,5V) um. Bei leistungsstärkeren USV werden zwei Batterien in Serie verwendet. Jede Batterie wird einzeln geladen und überwacht, so dass es nicht zu den beschriebenen Problemen kommen kann.

Mit dem 1-Batterie-Konzept erreicht man in der Praxis typischerweise eine 50% längere Nutzungsdauer der Batterien. Man vermeidet damit auch die obligatorische Verwendung von gepaarten Batterien und reduziert mögliche Gefahren.

Die wichtigsten Systemmaße im 19-Zoll-System:

• 1TE (en: 1HP): Breiten-Teileinheit mit 5,08mm
• 1HE (en: 1U): Höhen-Teileinheit mit 44,45mm
• Leiterkartenformat Standard:
  Europaformat 3HE: 100 x 160mm
  Doppel-Europaformat 6HE: 233 x 160mm
• Leiterkartenformat tief:
  Europaformat 3HE tief: 100 x 220mm
  Doppel-Europaformat 6HE tief: 233 x 220mm

Das 19-Zoll-System war ein gängiges Aufbausystem in den 70er bis 90er Jahren und wurde im Bereich der Messtechnik, Computertechnik und Industrieelektronik häufig verwendet.

PULS bietet in der AP- und APD-Serie verschiedene Stromversorgungen für das 19-Zoll-System an. Diese sind teilweise auch heute noch verfügbar.

Für viele PULS-Geräte stehen die 3-D-Datenformate ''.stp'' und ''.dwf'' im Produktebereich der Website zum Download zur Verfügung.

Ein Ableitstrom ist bei Geräten der Schutzklasse I ein Wechselstrom über den Schutzleiter, der hauptsächlich durch die Y-Kondensatoren (Cy) im EMV-Filter entsteht. Ein weiterer Verursacher für den Ableitstrom sind die Montagekapazitäten von Halbleitern gegen Gehäuse sowie parasitäre Kapazitäten in den Transformatoren.

Bei unterbrochenem Schutzleiter kann der Ableitstrom über den menschlichen Körper fließen und muss daher aus sicherheitstechnischen Gründen begrenzt sein. Für Haushaltsgeräte (IEC/EN 60335-1) und Einrichtungen der Informationstechnik (IEC/EN 60950-1) darf der Ableitstrom für Geräte der Schutzklasse I den Wert von 3,5mA (0,75mA bei handgeführten Geräten) nicht überschreiten. Bei ortsfesten Einrichtungen (Gerät mit Festanschluss) sind maximal 5% des Eingangstroms als Ableitstrom zulässig.

Für medizinische elektrische Geräte nach IEC/EN 60601-1 gelten in Abhängigkeit, ob ein direkter Patientenkontakt vorliegt oder nicht, strengere Anforderungen.

Der Ableitstrom eines elektrischen Betriebsmittels sollte gering sein, da durch den Betrieb mehrerer Geräte (z.B. bei redundanten Systemen) eine Summierung der Ströme erfolgt.

Werte der Ableitströme für verschiedene Netzformen, sind in den Produktdatenblättern zu finden.

Federkraftklemmen

Federkraftklemmen sind Anschlussklemmen, bei denen der Draht mittels einer Feder an einen Kontaktbügel gedrückt wird. Diese Art der Verbindung ist vibrationssicher und macht ein regelmäßiges Nachziehen von Schrauben überflüssig. Fehlbedienungen (z.B. zu geringe oder zu hohe Anzugsdrehmomente) sind bei dieser Verbindungstechnik ausgeschlossen. Ein weiterer Vorteil ist die kürzere Montagezeit im Vergleich zu Schraubanschlussklemmen. Dank der integrierten Betätigungshebel können Federkraftklemmen auch ohne Werkzeug verdrahtet werden.

Schraubklemmen

Die klassische Schraubklemme kommt nach wie vor in zahlreichen Anwendungen zum Einsatz. Wenn die Verkabelung richtig ausgeführt und die Schrauben nach den Installationsvorgaben des Herstellers angezogen werden, besteht eine sehr zuverlässige Verbindung, mit einem großflächigen Kontakt und sehr niedrigem Übergangswiderstand.

Push-In-Klemmen

Die Push-In-Klemmen lassen sich schnell, werkzeuglos und mit geringen Einsteckkräften verdrahten. Zudem sind sie robust gegenüber Schocks und anhaltenden Vibrationen. Die Push-In-Klemmen ermöglichen somit eine zeitsparende Installation und sind für vollautomatisierte, robotergestützte Verdrahtungsprozesse ebenso geeignet wie für die manuelle Installation.

Die AS-Interface-Stromversorgungen speisen AS-Interface-Busteil-Nehmer wie Aktoren und Sensoren. Die Nennspannung des Busses liegt bei 30,5V. Eine AS-Interface-Stromversorgung ist mit einer Datenentkopplung ausgestattet, die verhindert, dass die auf der DC-Leitung aufmodulierten Signale vernichtet werden. Der Ausgang dieser Stromversorgungen ist induktiv und darf nicht für andere Verbraucher verwendet werden.

Die Spezifikation und Zertifizierung dieses Bussystems wird vom AS-Interface-Verein (www.as-interface.net) betreut. Der Verein veröffentlicht die Spezifikation und übernimmt auch die Aufgabe der Zertifizierung von AS-Interface- geprüften Komponenten.

Die Anforderungen an Geräte für den Einsatz in explosionsgefährdeten Bereichen sind in der ATEX-Richtlinie 94/9/EG der EU verbindlich geregelt. Seit dem 30. Juni 2003 dürfen nur solche Geräte dafür in Verkehr gebracht werden, die dieser Richtlinie entsprechen.

PULS bietet ATEX-Stromversorgungen und Zusatzgeräte an, welche nach der EN 60079-0 und EN 60079-15 getestet und geprüft sind und der ATEX-Richtlinie entsprechen. Diese Geräte dürfen in explosionsgefährdeten Systemen der Zone 2, Kategorie 3G eingesetzt werden.

2.000-6.000m über NN:
Bei Aufstellhöhen zwischen 2.000m und 6.000m über NN ist typischerweise eine Leistungsrücknahme von 7%/1.000m oder eine Reduzierung des erlaubten Temperaturbereichs um 5°C/1.000m erforderlich. Alternativ wäre auch eine Zwangsbelüftung möglich. Die Überspannungsfestigkeit reduziert sich von Kategorie 3 auf Überspannungskategorie 2.

Über 6.000m über NN: Über 6.000m über NN wird von einem Betrieb wegen der höheren kosmischen Strahlenbelastung abgeraten.

Auf der X-Achse ist der Ausgangsstrom und auf der Y-Achse die Ausgangsspannung aufgetragen. Bei Überlastung geht die Stromversorgung automatisch vom Spannungsregelmodus in den Stromregelmodus und schützt die Stromversorgung vor einem Defekt.

Die überlagerte Wechselspannung besteht aus drei Komponenten:

• Brummspannung mit Netzfrequenz
• Restwelligkeit mit der Schaltfrequenz des Wandlers
• Spannungsspitzen (Spikes) im MHz-Bereich, verursacht durch die Schaltvorgänge der internen Schalttransistoren und Dioden

Die im Datenblatt angegebenen Spitze-Spitze-Werte beinhalten alle drei Komponenten.

Hinweise zur Messung der Ausgangswelligkeit: Die Messung muss unmittelbar am Netzgeräteausgang, mit kurzer verdrillter Masseleitung (keine Schleifen) und einem Serienkondensator (z.B. eine Parallelschaltung eines 100nF Kondensators und eines 560µF Elkos) erfolgen. Das Oszilloskop muss auf 50-Ohm AC-Messung eingestellt werden. Eine 20MHz Bandbreitenbegrenzung muss aktiviert sein.

Üblicherweise wird zwischen den beiden Nennspannungsbereichen AC 100-120V und AC 200-240V gewählt. Die Bereichsumschaltung erfolgt im Gerät mittels eines Relais oder eines Thyristors. Im Zwischenbereich ist kein stabiler Betrieb gewährleistet. Gerätedefekte sind aber ausgeschlossen.

Die Werte in der Klammer hinter den AWG-Angaben beschreiben den Litzenaufbau. AWG14(19/27) ist eine Litze bestehend aus 19 Volldrähten in AWG27.

Üblich sind 50% mehr Leistung für typisch 4 Sekunden. Die Vorteile der BonusPower-Eigenschaft kommen bei Lasten mit wechselndem Strombedarf zum Tragen. Dynamische Lastspitzen können von der BonusPower abgefangen werden und oftmals ist dadurch die Auswahl eines kleineren Netzgerätes möglich. Außerdem können Lasten mit hohen Anlaufströmen wie z.B. Motoren oder Verbraucher mit großen Eingangskapazitäten problemlos gestartet werden.

Fast alle Geräte der DIMENSION Q-Serie verfügen über die Eigenschaft der BonusPower.

Eine häufige Störquelle für Burststörungen sind Schalter, die nicht im Stromnulldurchgang geschaltet werden, vor allem, wenn induktive Verbraucher im Stromkreis vorhanden sind. Die Burststörungen treten nicht nur im selben Stromkreis sondern über elektromagnetische Beeinflussung auch in benachbarten Stromkreisen auf.

Die Burstfrequenzen liegen im Bereich von einigen Kilohertz bis in den Megahertzbereich. Die Impulsspannungen liegen im Bereich von 100V bis zu einigen 1000V.

Die Mindestanforderungen für Störfestigkeit gegen schnelle Transienten (Burst) sind in der EN 61000-6-2 festgelegt. Testbedingungen hierzu finden Sie in der EN 61000-4-4.

Als Grundlage dienen die harmonisierten IEC-Normen in Verbindung mit den nationalen Abweichungen der einzelnen Ländern.

Eine einheitliche Reportform und eine Überprüfung der Testlabore nach festgelegten Standards stellen sicher, dass die Prüfmethoden in allen Testlaboren gleich sind und die Qualität der Testergebnisse garantiert ist. Alle teilnehmenden Länder müssen den CB-Scheme-Bericht anerkennen und auf dieser Grundlage ein nationales Prüfzeichen vergeben.

Auch wenn aus sicherheitstechnischen Gründen kein Anschluss an das Schutzleitersystem notwendig sein sollte, so kann es bei Anwendungen (wie z.B. ATEX) erforderlich sein, berührbare Metallteile einer bestimmten Größe zu erden, um Funken aufgrund elektrostatischer Entladung zu vermeiden.

Netzgeräte, die über schutzlackierte Leiterplatten verfügen, sind robuster gegenüber Staub, Schmutz, gelegentliche hohe Luftfeuchtigkeit, Vibration oder schnelle Temperaturwechsel.

PULS bietet eine Selektion aus dem Standard-Netzteil-Portfolio auch mit der Option ''Schutzlackierung'' ab Lager an.

Praktische Bedeutung hat der Crest-Faktor bei AC-USV-Anlagen. Diese geben einen maximalen Crest-Faktor oder den maximalen Scheitelwert des Eingansstroms vor. Crest-Faktor-Werte finden Sie in den PULS-Produktdatenblättern.

Bei Überspannung wird der Ausgang durch einen elektronischen Schalter (z. B. Thyristor oder Suppressordiode) kurzgeschlossen und schützt die angeschlossenen Verbraucher vor einer Zerstörung. Crowbar-Schaltungen sind nicht selbstrücksetzend. Zum Rücksetzen muss das Schaltnetzteil abgeschaltet werden.

PULS verwendet zur Begrenzung der maximalen Ausgangsspannung eine zweite, redundant aufgebaute Regelschleife (OVP) und nur selten einen Crowbar.

Vorsicht bei der Klemmenbelastung: Der maximal spezifizierte Strom der Klemme darf auch bei dem letzten Gerät nicht überschritten werden. Werte hierzu finden Sie in den Produktdatenblättern.

Bei redundanten Anwendungen kann dieses Signal zur Überwachung der Stromversorgung verwendet werden. Das DC-OK-Signal ist in den meisten Fällen als Relaiskontakt (NO-Kontakt) ausgeführt.

Bei PULS-Geräten ist der Kontakt geschlossen, wenn die erzeugte Spannung größer als 90% der eingestellten Ausgangsspannung ist. Ist die Spannung kleiner, öffnet der Kontakt. Kurze Einbrüche bis zu 1ms werden ignoriert, längere Einbrüche auf eine Mindestzeit von 100ms verlängert.

Ein Derating kann zum Beispiel erforderlich sein bei:

• kleinen Eingangsspannungen
• hohen Temperaturen
• extrem niedrigen Temperaturen
• von der Standardeinbaulage abweichende Einbaulagen
• Aufstellhöhen höher als 2.000m ü. NN

Alternativ zur Leistungsrücknahme ist in vielen Fällen auch eine Reduzierung der maximal erlaubten Umgebungstemperatur oder der Einsatz einer Zwangsbelüftung (Lüfter) möglich.

Für das Einhalten der Leistungsrücknahme ist der Anwender verantwortlich. Die Geräte besitzen keine automatische Derating-Regelung. Kurzzeitige Überschreitungen der erlaubten Leistungen sind daher meistens problemlos, bei längeren Überschreitungen kann es zu einer thermischen Abschaltung kommen.

Besonderheiten der DeviceNet-Stromversorgungen sind:

• Die Nennströme sind den DeviceNet-Kabeln angepasst.
• Große Kapazitäten der Busteilnehmer können in der vorgegebenen Zeit geladen werden.
• Beim Hochlaufen der Ausgangsspannung wird das vorgegebene DeviceNet-Timing eingehalten.
• Die Ausgangsspannung ist exakt auf DeviceNet-Spannung angepasst.

PULS bietet für dieses Bussystem die beiden Netzgeräte QS5.DNET und QS10.DNET an.

Beide Geräte sind von der unabhängigen Nutzerorganisation Open DeviceNet Vendor Association (ODVA) geprüft und tragen das Prüfzeichen ''DeviceNet Conformance Tested''.

Die herausragenden Merkmale der PULS DIMENSION Serie sind:

• Kleine Baugröße
• Hoher Wirkungsgrad
• Hohe Zuverlässigkeit
• Lange Lebensdauer
• Robustheit
• Hohe Funktionalität
• Einfache Handhabung und Integration

Die Abmessungen der Schiene sind in der DIN/EN/IEC 60715 (vormals DIN/EN 50022) festgelegt. Die Dicke der Schiene kann 1mm oder 2,3mm betragen.

Der Transformator dient zur galvanischen Trennung und zur Anpassung der Spannung. Die Speicherdrossel ist Teil des nachgeschalteten Tiefsetzstellers und sorgt in Verbindung mit der Freilaufdiode für einen kontinuierlichen Stromfluss in den Ausgangskondensator. Der Durchflusswandler wird typischerweise bei Leistungen größer als 200W angewendet. Durchflusswandler gibt es auch als Gegentaktwandler mit Halb- und Vollbrückenschaltungen.

Bei diesen Kondensatoren läuft keine chemische Reaktion ab. Sie speichern die Ladung in einer elektrochemischen Doppelschicht (die sogenannte Helmholtzschicht), in der positive und negative Ionen des Elektrolyts durch das elektronische Feld zur entsprechenden Elektrode wandern. Damit sind diese durch eine geringere Wärmeentwicklung und längere Lebensdauer alterungsbeständiger als Bleibatterien.

Diese Technologie erreicht sehr hohe Kapazitätswerte, ist jedoch auf eine Nutzspannung von 2,7V begrenzt, so dass eine Serienschaltung vieler Kondensatoren notwendig ist. EDLC-Kondensatoren haben etwa eine 40-fach höhere Energiedichte als Elektrolytkondensatoren und eignen sich als Energiespeicher in Puffermodulen. Im Gegensatz zu Bleibatterien haben sie eine ähnlich hohe Lebenserwartung wie Netzgeräte und müssen während der Betriebszeit nicht getauscht werden.

EDLC-Kondensatoren können problemlos bis -40°C betrieben werden und eignen sich daher ideal für Außenanwendungen. Der obere Temperaturbereich ist aufgrund des sehr niedrigen Siedepunkts auf +65°C begrenzt.

Bei Netzgeräten mit einer NTC-Einschaltstrombegrenzung kann dieser Stromimpuls sehr hohe Werte annehmen und Sicherungen oder Leitungsschutzschalter zum Auslösen bringen.

Einschaltstrombegrenzung mittels NTC:

Dies ist zweifellos die einfachste und kostengünstigste Art der Einschaltstrombegrenzung. Beim ersten Einschalten ist der Widerstand kalt, hochohmig und begrenzt den Ladestrom effektiv. Nach relativ kurzer Zeit erwärmt sich der Widerstand durch die eigenen Verluste und wird niederohmig. Damit halten sich die Verluste während des Betriebs in Grenzen. Die Wirkung der Einschaltstrombegrenzung ist bauteilbedingt stark von der Umgebungstemperatur abhängig. Bei zu kalten Temperaturen (Minusbereich) kann es zu Startproblemen kommen, bei zu hohen Temperaturen wird der Einschaltstrom nur ungenügend begrenzt. Ein weiterer gravierender Nachteil ist der nur bedingt begrenzte Einschaltstrom nach kurzen Netzspannungsunterbrechungen: Der Elektrolytkondensator entlädt sich, der NTC hat aber die Wärme gespeichert, bleibt niederohmig und ist beim Wiederkommen der Netzspannung nahezu wirkungslos.

Einschaltstrombegrenzung mittels Festwiderstand:

Bei dieser Methode wird ein Festwiderstand verwendet, der nach der Aufladung des Elektrolytkondensators überbrückt wird. Zur Überbrückung können Relais, Triacs, IGBTs verwendet werden. Diese Methode ist deutlich aufwändiger als die Einschaltstrombegrenzung mit NTCs und wird üblicherweise erst bei einer Leistungsklasse ab 250W verwendet. Die Vorteile sind eine temperaturunabhängige Begrenzung des Ladestromes sowie deutlich weniger Verlustleistung.

Gepulstes Aufladen des Eingangskondensators:

Diese Methode lädt den Elektrolytkondensator ''sanft'' auf. Ein Mini-Schaltnetzteil wird als Ladeschaltung verwendet, die den Kondensator verlustarm auflädt. Parameter wie Spitzenstrom und Ladeverzögerung lassen sich exakt berechnen und entsprechend einbauen. Der unschöne Einschaltstromstoß ist mit dieser Methode vernachlässigbar klein. Sicherungsautomaten können nach dem Eingangsstrom dimensioniert werden. Diese Technik wird in vielen Geräten der DIMENSION Q-Serie verwendet.

Phasenabschnittsteuerung zur Einschaltstrombegrenzung:

Hier wird, wie auch bei der Methode mit dem Festwiderstand, der begrenzende Pfad nach Aufladung des Kondensators mit einem Relais überbrückt. Der Trick liegt hier in dem begrenzenden Teil selbst. Eine Elektronik misst den aktuellen Momentanwert der Wechselspannung und vergleicht diesen mit dem Wert des teilweise schon aufgeladenen Kondensators. Ist die Differenz kleiner als eine fest eingestellte Schwelle von z.B. 30V, schaltet ein MOSFET zu. Wird die Spannungsdifferenz größer als 30V, öffnet der MOSFET wieder. Der On-Widerstand des MOSFET begrenzt dabei den Lade-Spitzenstrom. Hat dieser z.B. einen Wert von 4Ohm, ist der Strom auf 7,5A begrenzt (30V / 4Ohm). Hiermit ist ein sanftes Anlaufen bei allen Eingangsspannungen garantiert. Diese Technik wird in vielen Geräten der DIMENSION C-Serie verwendet. Ist der Kondensator vollständig aufgeladen, wird die Einschaltstrombegrenzungsschaltung überbrückt, um Verlustleistung zu sparen.

24V-Netzgeräte lassen sich üblicherweise von 24V bis 28V einstellen (garantierter Einstellbereich).

Bei der EMV wird zwischen elektromagnetischer Störaussendung (EME) und elektromagnetischer Störfestigkeit (EMS) unterschieden.

Die  elektromagnetischer Störaussendung (EMI-Emission) ist ein Oberbegriff für EMV-Störungen, die ein Netzteil verursacht. Die Ausbreitung der Störungen erfolgt leitungsgebunden (engl.: conducted emission) oder feldgebunden durch Strahlung (engl.: radiated emission).

Die Grenzwerte für die Störaussendung hängen vom Einsatzort ab und sind in den Fachgrundnormen oder in Produktnormen spezifiziert. Die elektromagnetischer Störfestigkeit (EMI-Immunity) ist ein Oberbegriff für EMV-Störungen, denen ein Netzteil widerstehen können muss. Die Störungen können leitungsgebunden (engl.: conducted immunity) oder feldgebunden (engl.: radiated immunity) von außen auf das Netzteil einwirken.

Die Software bietet viele Möglichkeiten zur Projektierung, Dokumentation und Verwaltung von Automatisierungsprojekten. ePLAN gehört zum Unternehmensverbund der Friedhelm Loh Group und zählt zu den führenden Softwarehäusern in diesem Bereich. Die ePLAN-Makros der meisten PULS-Geräte sind sowohl online im ePLAN Data Portal als auch im Produktbereich der PULS-Website verfügbar.

Die elektrostatische Aufladung von Körpern entsteht durch eine Reibungselektrizität unterschiedlicher Materialien. Eine Entladung kann empfindliche elektronische Bauteile zerstören. Die Gefährdung elektronischer Geräte erfolgt zum Beispiel durch die Bewegung eines Menschen mit gut isolierenden Schuhen auf einem gut isolierenden Bodenbelag. In der Elektronikfertigung sind deshalb umfangreiche Maßnahmen notwendig, um ESD-Aufladungen zu vermeiden.

Die ESD-Mindestanforderungen an Geräte sind in der EN 61000-6-2 festgelegt. Testbedingungen hierzu findet man in der EN 61000-4-2.

Folgende beide Prüfmethoden werden verwendet:

• Kontaktentladung:
  Hier wird die ESD-Spannung mittels Hochspannungsrelais und Testspitze direkt auf einer metallischen Oberfläche (Gerätegehäuse) entladen.
• Luftentladung:
  Hier wird eine mit der ESD-Spannung geladene Testspitze dem Prüfling angenähert, bis es zu einem Überschlag kommt. Die Luftentladung wird bei nicht-leitenden Oberflächen (z.B. Kunststoffgehäuse oder Metallgehäuse mit isolierender Frontfolie) und auf elektrische Anschlusskontakte angewendet.

Während der ESD-Prüfung ist der Prüfling in Betrieb.

Von EUROBAT werden drei Batterieklassen definiert:

• 3- bis 5-Jahres-Batterien
• 6- bis 9-Jahres-Batterien
• 10- bis 12-Jahres-Batterien

Ursache für Flicker sind zum Beispiel der Einschaltstromstoß oder eine periodische Belastung des Netzteils. Die Grenzwerte der ''Flicker-Norm'' IEC/EN 61000-3-3 sind sowohl für einmalige als auch für periodische Vorgänge definiert.

PULS garantiert die Einhaltung der Grenzwerte für den Einschaltvorgang einer Stromversorgung, nicht jedoch für extreme Impulsbelastungen am Ausgang einer Stromversorgung.

Die für funktionale Sicherheit verantwortlichen Komponenten müssen die Anforderungen der IEC 61508 (VDE 0803) erfüllen. Diese Norm liefert allgemeine Vorgaben zur Vermeidung und Beherrschung von Ausfällen in Geräten. Sie gibt organisatorische und technische Anforderungen sowohl für die Geräteentwicklung als auch für den Gerätebetrieb vor.

Für Anlagen werden vier Sicherheitsstufen (Abkürzung: SIL für ''Safety Integration Level'') unterschieden. Diese reichen von SIL 1 für geringes Risiko und Ausmaß eines Schadens bis SIL 4 für sehr hohes Risiko. Je höher das Risiko, umso zuverlässiger müssen die Maßnahmen zur Risikoreduzierung durchgeführt werden. In gleichem Maße steigen die Anforderungen an die verwendeten Komponenten.

PULS-Stromversorgungen gelten nicht als Sicherheitsbauteile im Sinne der IEC 61508 und sind daher nicht nach SIL klassifiziert. Sie können aber in der FMEA-Gesamtbetrachtung einer Anlage einen SIL-2-Level (entspricht Performance Level PFH und PFD im Anlagenbau oder Performance Level D Kategorie 3 im Maschinenbau) erreichen.

Risiken, die von einer Stromversorgung in Bezug auf Funktionale Sicherheit ausgehen können sind:

• Überspannung
• Unterspannung
• Ausfall

• Oszillation (z.B. bei Überlast oder OVP-Betrieb)

Die Wahrscheinlichkeit eines solchen Risikos kann mittels der MTBF-Zahl beschrieben werden. PULS liefert hierzu Werte, die zur Bewertung der Funktionalen Sicherheit einer Gesamtanlage herangezogen werden können. Bei einfachen Maschinen und Anlagen (bis SIL 2) ist meist ein stromloser Zustand ein sicherer ''Fail-Safe''-Modus. Es reicht also, wenn die Stromversorgung sicher weggeschaltet wird, um dieses Level in solchen Fällen zu erreichen.

Abhilfe bei Gegentaktstörungen sind X-Kondensatoren oder Kondensatoren zwischen den Leitungen.

Gegentaktwandler erreichen hohe Wirkungsgrade, sind aber von der Anzahl der Bauteile sehr aufwändig und werden nur für hohe Leistungen eingesetzt.

Abhilfe bei Gegentaktstörungen sind stromkompensierte Drosseln, Y-Kondensatoren oder Kondensatoren zwischen den Leitungen und der Masse oder Erde.

Bei Stromversorgungen ist die Kurvenform des Eingangsstroms üblicherweise nicht sinusförmig und kann in einem Frequenzspektrum ausgedrückt werden. Diverse Normen, wie z.B. die EN 61000-3-2, PFC-Norm, geben Grenzwerte für die maximalen Amplituden bis zur 39sten harmonischen Oberschwingung vor.

Hiccup-Schaltungen gelten als zu empfindlich in Verbindung mit Motoren oder Verbrauchern, die mit großen Eingangskapazitäten ausgestattet sind. Auch ein Parallelschalten von Netzgeräten oder das Laden von Batterien kann mit einem Hiccup-Überlastverhalten kritisch sein. Der Vorteil eines Hiccup-Verhaltens ist ein niedriger Kurzschlussstrom im Fehlerfall.

PULS hat das klassische Hiccup-Verhalten zum Hiccup^Plus weiterentwickelt und setzt es bei leistungsstärkeren 1-Phasen-Geräten ein.

Im Gegensatz zum klassischen Hiccup-Modus ist das neue Hiccup^Plus Verhalten der PULS-Netzgeräte eine Kombination aus ''ausgezogener Kennlinie'' und einem Hiccup-Verhalten. Nach einer ausgangsseitigen Überlastung oder einem Kurzschluss liefert das Netzgerät zwei Sekunden lang Dauerstrom, danach schaltet es automatisch auf den sicheren Hiccup^Plus Modus um. Damit können auch schwierige Verbraucher problemlos starten. Dank der langen Auszeit von 18 Sekunden liegt auch im Falle eines Kurzschlusses der Effektivstrom deutlich unterhalb des Nennstroms. Leitungen, Schaltkontakte und Verbindungsstellen werden nicht überbeansprucht. Das Hiccup^Plus Verhalten setzt erst bei einem Einbruch der Ausgangsspannung um mehr als 35% ein. Dies vermeidet ein ungewolltes Abschalten beim Laden von Batterien oder bei Netzgeräten, die zur Leistungserhöhung parallel geschaltet werden, sofern keine Maßnahmen zur symmetrischen Stromaufteilung vorhanden sind.

Man unterscheidet:

• Typprüfungen, die während des Zulassungsprozesses durchgeführt werden.
• Stückprüfungen, die während der Fertigung an jedem Gerät durchgeführt werden.
• Wiederholungsprüfungen, die vom Anwender in der Maschine und Anlage durchgeführt werden.

Typ- und Stückprüfungen werden bei PULS oder den Zulassungsstellen durchgeführt. Wiederholungsprüfungen dürfen nur mittels geeignetem Prüfgenerator mit langsamen Spannungsrampen (2s ansteigend und 2s abfallend) in der Anwendung erfolgen. Bei schnelleren Rampen kann es zu Resonanzeffekten mit den Filtern in der Stromversorgung, siehe andere Kommentare, kommen. Diese können zu Spannungsüberhöhungen führen und eine Zerstörung der Stromversorgung verursachen.

Vor den Tests sind alle Ein- und Ausgangspole wie auch alle Signalkontakte miteinander zu verbinden. Während der Tests darf die Strom-Abschaltschwelle nicht zu klein gewählt werden, da eine Fehlabschaltung ebenfalls zur Zerstörung der Stromversorgung führen kann.
Hochspannungsprüfungen bedeuten immer einen Stress für die Stromversorgungen und sollten daher nicht zu oft an einem Gerät durchgeführt werden. Werte für den Hochspannungstest (Spannung und Dauer) sowie für die minimale Abschaltschwelle finden Sie in den Gerätedatenblättern.

Die Pufferzeit wird typischerweise bei Nennlast angegeben und verlängert sich bei reduzierter Ausgangslast. Gute Netzgeräte sollten bei der untersten Eingangsspannung eine Pufferzeit von mindestens 20ms aufweisen.

Bei einer DC-USV ist die Pufferzeit die Autonomiezeit, für die der Ausgang mit dem Speichermedium (z.B. Batterie) versorgt werden kann.

Die Kombination aus Feldbus und IO-Link ermöglicht somit eine durchgängige Kommunikation über alle Ebenen hinweg. IO-Link ist ein offener Standard, der mit allen gängigen Feldbus- und Automatisierungssystemen kompatibel ist. Das ermöglicht einen flexiblen Einsatz.

Gängige Schutzarten sind IP00, IP20, IP40, IP44, IP54, IP65, IP67, IP68. PULS- Schaltnetzteile besitzen üblicherweise die Schutzart IP20.

Bei IT-Systemen ist die speisende Einrichtung nicht geerdet bzw. nur über eine relativ hochohmige Impedanz oder über einen Spannungsbegrenzer geerdet.

Bei der Verbrauchereinrichtung sind die zu erdenden Teile der Einrichtung mit den eigenen Erdern der Verbrauchereinrichtung verbunden.

Netzgeräte, die für einen Anschluss an ein IT-Netz geeignet sind, benötigen eine höhere Isolationsfestigkeit zwischen den Eingangsleitungen und der Erde sowie zwischen dem Eingang und dem Ausgang. Im IT-Netz müssen auch höhere Ableitströme berücksichtigt werden.

Beim ML30.106 wird die Summe der beiden Ausgangsspannungen geregelt. Der Mittelpunkt wird dabei magnetisch über den Transformator stabilisiert. Bei unsymmetrischen Belastungen kommt es zu geringen Spannungsabweichungen an den einzelnen Ausgängen. Die Summe der beiden Spannungen ist jedoch immer konstant.

Im Allgemeinen kann bei einer mittleren Lagertemperatur von +25°C eine Lagerfähigkeit von 15 Jahren erreicht werden, wenn die Elektrolytkondensatoren in regelmäßigen Abständen an eine Spannung gelegt und nachformatiert werden. Hierzu ist es ausreichend, die Stromversorgung eingangsseitig zu versorgen und etwa 10 Minuten an dieser Spannung zu belassen. Diese Prozedur soll bis +25°C mittlerer Lagertemperatur mindestens alle fünf Jahre und bei höheren Temperaturen alle drei Jahre durchgeführt werden. Die abgelaufene Lagerzeit hat einen Einfluss auf die Lebensdauer eines Gerätes. So verkürzt sich nach 15 Jahren Lagerung die zu erwartende Lebensdauer auf etwa die Hälfte.

Lebensdauerbestimmende Bauteile in einem Netzgerät sind:

• Elektrolytkondensatoren – wegen Austrocknung
• Mikrokontroller – wegen Datenverlust
• Optokoppler – wegen Verringerung der Transparenz

Die Lebenserwartung von Elektrolytkondensatoren lässt sich mittels der Basis-Lebensdauerangabe (meist im Datenblatt bei +105°C angegeben) und der Korrekturformeln für die tatsächlichen Einsatzbedingungen gut berechnen. Je höher die Temperatur desto kürzer die Lebensdauer. In der Regel gilt eine Verdoppelung der Lebensdauer bei einer Reduzierung der Temperatur um 10°C.

Beispiel:
Für einen Elektrolytkondensator der nach Datenblatt bei +105°C mit 2,000h spezifiziert ist, bedeutet eine Reduzierung der Temperatur um 10°C auf +95°C eine Verlängerung der Lebenserwartung auf 4,000h. Bei +85°C sind es dann 8,000h, bei +75°C 16,000h usw.

Für das Erreichen einer langen Lebensdauer sind das Design des Netzgerätes, die Qualität der verwendeten Bauteile sowie die Einsatzbedingungen verantwortlich:

• Kritische Bauteile an kühlen Stellen platzieren
• Luftstrom nicht behindern
• Erzeugte Wärme gut nach außen abführen
• Netzgerät an einer kühlen Stelle im Schaltschrank platzieren

Eine wichtige Designrichtlinie bei PULS ist die Mindestlebenserwartung von 50.000h. Diese ist bei Nennausgangsstrom, +40°C Umgebungstemperatur und Nenneingangsspannung definiert.

Die Lebensdauerstunden dürfen nicht mit den MTBF-Stunden verwechselt werden. PULS gibt für beide Eigenschaften detaillierte Werte in den Produktdatenblättern an.

Der Transistor arbeitet im Linearbetrieb und regelt seinen eigenen Spannungsabfall so, dass am Ausgang immer eine konstante Spannung zur Verfügung steht. Die Eingangsspannung muss dabei in allen Fällen (Netzunterspannung, Überlast, usw.) größer sein, als die gewünschte Ausgangsspannung. Linearregler haben daher keinen günstigen Wirkungsgrad und werden nur dann verwendet, wenn sie unbedingt benötigt werden. Der Vorteil von Linearreglern liegt in der geringen Brummspannung, minimalen Ausgangswelligkeit und geringen EMV.

Zur Berechnung des MTBF-Wertes stehen verschiedene Standards wie die SN 29500, IEC 61709, MIL HDBK 217 F, Belcore oder weitere zur Verfügung. Die Berechnung erfolgt immer nach dem gleichen Schema. Die Norm stellt eine Datenbank mit Basisfehlerraten der einzelnen Bauteile zur Verfügung, welche dann mit den Stressfaktoren aus der tatsächlichen Anwendung korrigiert werden. Die errechneten Fehlerraten aller Bauteile werden addiert und ergeben dann die Fehlerrate des gesamten Geräts.
Eine MTBF-Zahl von z.B. 1,000,000h bedeutet, dass wenn 1,000 Geräte im Einsatz sind, statistisch alle 1,000 Stunden ein Gerät ausfällt. Man kann jedoch keine Aussage treffen, ob ein ausgefallenes Gerät bereits 50,000h oder nur 100h im Einsatz war.
Die MTBF-Stunden dürfen nicht mit den Lebensdauerstunden verwechselt werden. PULS gibt für beide Eigenschaften detaillierte Werte in den Produktdatenblättern an.

Die NAMUR unterstützt den Erfahrungsaustausch der Mitglieder untereinander sowie mit anderen Vereinigungen und Verbänden. Die Arbeitsergebnisse werden in Form von NAMUR-Empfehlungen und NAMUR-Arbeitsblättern publiziert.

Wenn nicht anders angegeben, werden bei den Nennspannungen AC 100V, AC 220V, AC 230V, 3AC 380V und 3AC 400V 50Hz und bei den Nennspannungen AC 120V und 3AC 480V 60Hz als typische Nennfrequenz angenommen.

Auf dieser Website wird hierfür die folgende einheitliche Schreibweise verwendet:

• Wenn vor einer Zahl AC oder DC steht, handelt es sich um eine Nennspannung oder einen Nennspannungsbereich. (z.B.: AC 230V, AC 100-240V, 3AC 380-480V, DC 12V).
• Die Nennspannung oder der Nennspannungsbereich kann zusätzlich noch mit Toleranzangaben versehen sein. (z.B.: AC 230V ±10%, AC 100-240V -15 % / +10 %, DC 12V ±25 %). Der errechnete Gesamtbereich gibt dann den Arbeitsbereich des Gerätes an.
• Wenn nach der Zahl Vac oder Vdc steht, handelt es sich um einen Momentanwert der Spannung ohne zusätzliche Toleranzen.

Beispiel: DC 12V beschreibt eine 12V-Batterie, unabhängig ob diese voll geladen ist (13,7 Vdc) oder bereits entladen ist (10 Vdc).

NTCs können zur Einschaltstrombegrenzung genutzt werden. Beim Einschalten ist der Widerstandswert hoch und begrenzt den Ladestrom des Eingangs-Elektrolytkondensators. Der Stromfluss durch den NTC heizt den NTC auf und der Widerstandswert verringert sich. Dadurch reduzieren sich die Verluste im NTC auf <1W.

Die OVP-Spannung muss höher als die Ausgangsspannung sein. Die Schaltung hierfür muss redundant zum Hauptregelkreis aufgebaut sein, so dass bei Ausfall des Hauptregelkreises die Ausgangsspannung begrenzt und ein ausreichender Personen- und Geräteschutz vorhanden ist.

Voraussetzung für eine gleichmäßige Aufteilung des Laststromes ist, dass alle Geräte im Leerlauf auf kleiner ±100mV genau eingestellt werden oder in Werkseinstellung bleiben.

Der ''Parallel-Modus'' kann bei vielen PULS-Schaltnetzteilen mit einem ''Single Use / Parallel Use''-Jumper an der Front des Gerätes aktiviert werden. Ein nicht eingesteckter Jumper bedeutet ''Single Use''. Die Werkseinstellung ist ''Single Use''.

Da der Begriff PELV in verschiedenen Normen nicht einheitlich spezifiziert ist, ist hier der Hinweis notwendig, dass sich PULS bei dem Begriff PELV auf den eigenständigen Begriff aus der EN 60204-1 bezieht.

Die Nennspannung einer PELV Spannungsquelle darf nicht größer als 25V effektive Wechselspannung oder 60V oberschwingungsfreie Gleichspannung sein.

Eine Seite des PELV-Stromkreises muss an das Schutzleitersystem angeschlossen werden. Dies muss aber nicht zwingend am Netzgerät erfolgen.

Alle PULS-Schaltnetzteile mit einer Ausgangsspannung <60Vdc erfüllen die Anforderungen an eine PELV-Stromquelle.

Die Oberwellenströme können entweder durch eine zusätzliche Wandlerstufe (aktive PFC) oder mittels einer Drossel (passive PFC) reduziert werden. PULS bietet eine Auswahl an unterschiedlichen Stromversorgungen hierfür an.

Die Einhaltung der EN 61000-3-2, kann technische Nachteile z.B. im Wirkungsgrad, in der Erwärmung und in der Zuverlässigkeit mit sich bringen. Wegen des höheren Schaltungs- und Bauteileaufwands kann dies auch wirtschaftliche Nachteile bei den Kosten bedeuten. Da die Reduzierung der Oberwellenströme häufig keinen Nutzen für den Anwender bringt, ist es sinnvoll, zu verstehen, ob die Maßnahmen in dem jeweiligen Fall wirklich erforderlich sind oder nicht.

Die Einhaltung der EN 61000-3-2 ist nicht erforderlich, wenn

• die Oberschwingungsanforderungen in der für das Endgerät zuständigen Produktnorm enthalten sind und dort nicht verlangt werden
• die Eingangsleistung des Netzgerätes unter 75W liegt; (bei der Messung von Oberschwingungen darf über einen typischen Lastzyklus einschließlich der Pausen gemittelt werden)
• die Bemessungsleistung über 1000W bei professionell genutzten Geräten liegt
• die Versorgungsspannung < 220V ist
• das Endgerät außerhalb der EU betrieben wird
• die Maschine oder Anlage von einem Netz mit eigenem Trafo, d.h. von einem nichtöffentlichen Netz versorgt wird

Wenn in einem Gestell oder Gehäuse mehrere in sich abgeschlossene Verbraucher (z.B. Netzteile, Antriebsverstärker, usw.) eingebaut sind, dürfen sie wahlweise einzeln oder gemeinsam betrachtet werden.

Der Begriff ''Power Factor Correction'' (PFC) ist in Verbindung mit der EN 61000-3-2 irreführend, da es sich hauptsächlich um eine Reduzierung des Oberwellengehalts des Eingangsstroms handelt und nicht um eine Verbesserung des Power Faktors. Für den Power Faktor gibt es in der EN 61000-3-2 nur für spezielle Anwendungen (z.B. Beleuchtungsanlagen) Vorgaben oder Grenzwerte.

Die EN 61000-3-2: (Grenzwerte für Oberschwingungsströme) gilt für Geräte mit einem Eingangsstrom bis 16A je Leiter.

Die EN 61000-3-12: (Grenzwerte für Oberschwingungsströme) gilt für Geräte mit einem Eingangsstrom größer 16A und kleiner 75A je Leiter.

Der größte Vorteil einer PoE-Lösung ist, dass  ein Stromkabel eingespart werden kann. So können Ethernet-angebundene Geräte auch in schwer zugänglichen oder beengten Anwendungen installiert werden en kann.

Bei PoE-fähigen Geräten wird zwischen PSE-Geräten (Power Sourcing Equipment) und PD-Geräten (Powered Device) unterschieden. PSE-Geräte sind Versorger, die den Strom übertragen – dazu zählen Netzwerk-Switches und PoE-Injektoren. PD-Geräte nutzen den Strom wiederum als Verbraucher.

PoE ist für Netzwerkgeräten optimiert, die max. 100W (IEEE 802.3bt) Leistung benötigen. PoE wird in den unterschiedlichsten Bereichen eingesetzt. Bekannte Anwendungsfälle sind VoIP, Sicherheitskameras, Zutrittskontrollsysteme, Medizintechnik, Gebäudeautomatisierung, WLAN-Zugangspunkten, uvm.

Üblich sind bis zu 25% mehr Leistung, welche bei Umgebungstemperaturen kleiner +45°C sogar dauerhaft entnommen werden dürfen. Über +45°C soll die Kurzzeitleistung nicht länger als 10% (<1 Minute pro 10 Minuten) entnommen werden.

Fast alle DIMENSION-C-Serien Geräte verfügen über das Power-Boost-Feature.

Ein rein ohmscher Verbraucher (z.B. Heizspule) hat den maximalen Leistungsfaktor von 1. Der Leistungsfaktor kann entweder durch eine Phasenverschiebung zwischen Spannung und Strom (bei induktiven oder kapazitiven Verbrauchern) oder durch eine nicht-sinusförmige Kurvenform des Stroms (z.B. Netzgerät) verringert sein.

Die Eingangsscheinleistung (VA) kann mit einem Volt- und Amperemeter in den Eingangsleitungen gemessen werden. Das Produkt aus Strom und Spannung ergibt die Scheinleistung.
Zur Messung der Eingangswirkleistung (W) ist ein Wattmeter mit ausreichender Bandbreite erforderlich.

Der Eingangsstrom einer Stromversorgung kann mit dem Leistungsfaktor und dem Wirkungsgrad berechnet werden, wenn die Ausgangsleistung und die Eingangsspannung bekannt sind.

In den Datenblättern von PULS finden Sie Kennlinien für den Leistungsfaktor in Abhängigkeit von Eingangsspannung und Belastung.

Bei Ansprechen des Power-Fail-Signals ist die Ausgangsspannung noch für die Dauer der Pufferzeit verfügbar.

Für alle PULS-Standardgeräte veröffentlichen wir die REACH-Konformität über unsere Material Declaration of Conformity (M-DoC) im Produkt-Downloadbereich unserer Website.

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Die einzelnen Geräte müssen mit Redundanzmodulen entkoppelt werden, um zu verhindern, dass ein defektes Gerät (z.B. Kurzschluss in der Ausgangsdiode) zur Last für die funktionierenden Geräte wird und dann die Ausgangsspannung nicht mehr sichergestellt werden kann.

Meistens werden zwei gleiche Netzgeräte zu einer 1+1-Konfiguration zusammengeschaltet. Bei leistungsstärkeren Systemen ist auch eine N+1-Konfiguration möglich. Wird zum Beispiel ein Strom von 100A benötigt, können sechs Geräte mit je 20A redundant verschaltet werden. Wenn ein Gerät ausfällt, stehen immer noch fünf Geräte mit einem Gesamtstrom von 100A im Einsatz.

Jedes Netzgerät muss mit einer eigenen Eingangssicherung ausgestattet werden. Redundante Systeme müssen überwacht werden, um bei Ausfall eines Gerätes einen Serviceeinsatz auslösen zu können. Hierfür kann das DC-OK-Signal der Netzgeräte verwendet werden.

Resonanzwandler lassen sich systembedingt nur sehr schwer regeln, so dass Stromversorgungen, welche einen Resonanzwandler verwenden, meistens mehrstufig aufgebaut sind. Ein Schaltregler konditioniert die Eingangsspannung für den Resonanzwandler, welcher dann die Aufgaben der Energieübertragung, der galvanischen Trennung und der Spannungsanpassung übernimmt.

24V Netzgeräte von PULS vertragen maximal 35V an den Ausgangsklemmen. Während der Rückspeisung schaltet das Gerät nicht ab und nach Ende der Rückspeisung liefert es sofort wieder Strom, ohne dass die Ausgangsspannung einbricht.

Je nach Anordnung dieser Bauteile kann die Ausgangsspannung höher oder geringer als die Eingangsspannung sein. Auch Inverswandler mit negativen Ausgangsspannungen sind möglich.

Die Methoden zur Bewertung der Schockbelastbarkeit sind in der IEC 60068-2-27 festgelegt. Die Schockbelastbarkeit ist für die Betriebs- und Transportbedingungen der Geräte von Bedeutung. PULS-Stromversorgungen in Metallgehäusen halten typisch eine Schockbelastung von 30g für 6ms und 20g 11ms aus. Geräte im Kunststoffgehäuse sind mit 15g 6ms und 10g 11ms getestet und spezifiziert. In allen sechs Raumachsen werden jeweils drei Schläge durchgeführt.

Damit sollte ein komplett montierter Schaltschrank zur Einbaustelle transportiert werden können, ohne dass Geräte von der DIN-Schiene rutschen.

Die Methoden zur Bewertung der Vibrationsbelastbarkeit sind in der IEC 60068-2-6 und IEC 60068-2-64 festgelegt. PULS-Stromversorgungen werden üblicherweise mit einer sinusförmigen Vibrationsbelastung nach IEC 60068-2-6 im Frequenzbereich von 2Hz bis 500Hz von 2g und einem Breitbandrauschen nach IEC 60068-2-64 mit 0,5m2(s3) getestet.

Diese Werte sind für allgemeine Industrieanwendungen ausreichend. Alle Schock- und Vibrationstests werden am laufenden Gerät durchgeführt.

Mehr Informationen zur Schock- und Vibrationsbelastbarkeit finden Sie in den PULS-Datenblättern oder in den individuellen Schock- und Vibrationstestberichten.

Die Konstruktionsmerkmale von Geräten sind dabei den folgenden Schutzklassen zugeordnet:

• Schutzklasse 0:
  Kein Schutz. Derartige Geräte sind in der Europäischen Union nicht erlaubt.
• Schutzklasse I:
  Gerät mit Schutzleiteranschluss und Basisisolierung zwischen berührbaren Teilen und dem Schutzleiter.
  Ein korrekter Schutzleiteranschluss ist zwingend vorgeschrieben.
• Schutzklasse II:
  Gerät mit doppelter oder verstärkter Isolierung zwischen berührbaren und berührgefährlichen Teilen. Bei diesen Geräten besteht keine Anschlussmöglichkeit für einen Schutzleiter.
• Schutzklasse III:
  Gerät, welches von SELV- oder PELV-Kreisen versorgt wird und in dem keine höheren Spannungen erzeugt werden, als bei SELV oder PELV erlaubt sind.

PULS-Schaltnetzteile sind üblicherweise nach Schutzklasse I aufgebaut.

Bei Versagen einer Isolierung muss immer noch ein ausreichender Schutz vorhanden sein. Bei Netzgeräten wird dies durch eine galvanische Trennung mit doppelter oder verstärkter Isolierung zwischen der Primär- und Sekundärseite erreicht. Es ist kein zusätzlicher Schutz gegen direktes Berühren erforderlich.

Da der Begriff SELV in verschiedenen Normen nicht einheitlich spezifiziert ist, ist hier der Hinweis notwendig, dass PULS bei dem Begriff SELV sich auf den eigenständigen Begriff aus der EN 60950-1 bezieht.

Die Spannung einer SELV Spannungsquelle darf in trockenen Räumen und bei einem bestimmungsgemäßen Betrieb bei einer Wechselspannung oder überlagerten Wechselspannung den Scheitelwert von 42,4V und bei Gleichspannung den Wert von 60Vdc nicht überschreiten.

Bei einem einzelnen Fehler dürfen die genannten Spannungsgrenzen nicht länger als 200ms überschritten werden. Außerdem darf der Scheitelwert von 71V bei Wechselspannung und der Gleichspannungswert von 120Vdc nicht überschritten werden.

Eine Erdung der Sekundärseite ist nicht erforderlich, aber zulässig.

Alle PULS-Schaltnetzteile mit einer Ausgangsspannung <60Vdc (außer FIEPOS FPT & FPS Netzteile) erfüllen die Anforderungen an eine SELV-Stromquelle.

Stromversorgungen dürfen z.B. bei einem Einbruch der Netzspannung auf 50% der Nennspannung für eine Dauer von 200ms keinen Einbruch der Ausgangsspannung aufweisen. Solche Spannungseinbrüche können auftreten, wenn schwere Lasten zugeschaltet oder Versorgungsnetze umgeschaltet werden.

Viele PULS-Schaltnetzteile halten die SEMI-F47-Anforderungen ein, sind entsprechend geprüft und zertifiziert. Diese Geräte sind mit dem SEMI-F47-Prüfzeichen ausgestattet.

Im Ruhezustand schaltet die Stromversorgung gelegentlich kurz ein, um die Überwachungselektronik zu versorgen. Im Leerlauf oder bei sehr kleinen Ausgangsströmen können kleine Spannungen (<4V) und Ströme (<2mA) am Ausgang sichtbar sein.

Der Shut-down-Eingang erfüllt keine Sicherheitsanforderungen.

Anwender können so ihr Leistungsbudget direkt in der Anwendung überprüfen und spezifizieren. Dieses Wissen hilft bei der Auswahl der richtigen Stromversorgung und der Vermeidung von zu groß dimensionierten Leistungsreserven.

Spartransformatoren sind wesentlich kompakter und kostengünstiger als klassische Transformatoren. Man kann damit z.B. eine AC 600V Spannung auf eine AC 480V Spannung reduzieren, um Standard 3-Phasen-Netzgeräte am 600V Netz versorgen zu können.

Der Sperrwandler ist ein sehr einfaches Wandlerkonzept, hat aber den Nachteil, dass er die Kondensatoren stark belastet. Üblicherweise wird er nur für kleinere Leistungen bis 200W verwendet. Es können auch mit geringem Aufwand mehrere Ausgangsspannungen erzeugt werden.

Die Mindestanforderungen für Störfestigkeit gegen Stoßspannungen (Surge) sind in der EN 61000-6-2 festgelegt. Testbedingungen hierzu findet man in der EN 61000-4-5.

Bei teilgeregelten Stromversorgungen (z.B. DIMENSION X-Serie) wird der Kernbereich der Eingangsspannung
(360 bis 440Vac oder 432 bis 528Vac) auf eine konstante Ausgangsspannung geregelt.

Der proportionale Abfall oder Anstieg der Ausgangsspannung tritt erst außerhalb dieses Fensters auf.

Bei TN-System hat ein Pol der speisenden Einrichtung eine direkte elektrische Verbindung mit der Erde. Dies ist gewöhnlich der Sternpunkt oder, falls kein Sternpunkt vorhanden ist, ein Außenleiter.

Bei der Verbrauchereinrichtung sind die zu erdenden Teile elektrisch mit den Erdern der speisenden Einrichtung verbunden.

Bei TT-Systemen hat ein Pol der speisenden Einrichtung eine direkte elektrische Verbindung mit der Erde. Dies ist gewöhnlich der Sternpunkt oder, falls kein Sternpunkt vorhanden ist, ein Außenleiter.

Bei der Verbrauchereinrichtung sind die zu erdenden Teile der Einrichtung mit eigenen Erdern verbunden, die von den Erdern des Stromversorgungssystems elektrisch unabhängig sind.

Getaktete Netzteile begrenzen den Ausgangsstrom bei Überlast elektronisch. Wird der Maximalstrom erreicht, schaltet das Gerät automatisch vom Spannungsregelmodus in den Stromregelmodus.

Im Stromregelmodus unterscheidet man folgende Varianten:

• Rückfallende, eingezogene oder ''Fold-back''-Kennlinie:
  Hier reduziert sich der Strom je nach Höhe der Überlast. Dieses Verhalten ist ungeeignet zum Starten von schwierigen Lasten und man findet es hauptsächlich bei linear geregelten Netzgeräten.
• Gerade oder U/I-Kennlinie:
  Hier bleibt der Strom bei Überlast annähernd konstant.
• Ausgezogene oder ''Fold-forward''-Kennlinie:
  Gilt als gutmütigstes Überlastverhalten, birgt aber das Risiko eines hohen Kurzschlussstroms.
• Hiccup-Verhalten:
  Bei Überlast oder Kurzschluss schaltet die Stromversorgung ab und macht periodische Startversuche, bis der Fehler beseitigt ist.
  Siehe auch ''Hiccup-Verhalten''.
• Hiccup^plus-Verhalten:
  Eine Kombination aus Hiccup-Verhalten und ausgezogener Kennlinie, welche von PULS entwickelt wurde und bei Kurzschluss die Leitungen nicht überlastet.
  Siehe auch ''Hiccup^plus-Verhalten''.

   

Die transiente Überspannung vom Versorgungsnetz ist die Grundlage für die Mindestluftstrecken der Isolierung in Primärstromkreisen.

• Überspannungskategorie I:
  Einrichtung zum Anschluss an einen besonderen Netzanschluss, in dem Maßnahmen getroffen sind, die transienten Überspannungen zu vermindern (z.B. ein Computer, welcher über eine gefilterte Steckdose angeschlossen wird).
• Überspannungskategorie II:
  Einrichtung mit Steckanschluss oder Einrichtung mit Festanschluss, die zum Anschluss an die feste elektrische Installation eines Gebäudes bestimmt sind (z.B. Haushaltsgeräte, Werkzeuge, welche direkt an die Steckdose angeschlossen werden).
• Überspannungskategorie III:
  Einrichtung ist Bestandteil der festen elektrischen Installation eines Gebäudes (z.B. Steckdosen, Sicherungs- und Schalttafeln, Einrichtungen zur Überwachung elektrischer Werte).
• Überspannungskategorie IV:
  Einrichtung wird in der Nähe der Einspeisung der Netzspannung in die Elektroinstallation von Gebäuden angeschlossen (z.B. Elektrizitätszähler).

Die Anforderungen (z.B. Werte der Spannungsfestigkeit, Mindestluftstrecken) für die Tauglichkeit eines Gerätes für eine bestimmte Überspannungskategorie wird in den Produktnormen individuell festgelegt.
So erfüllen PULS-Stromversorgungen üblicherweise die Überspannungskategorie II nach IEC/EN 60950-1 und Überspannungskategorie III nach IEC 60664-1.

Die Ansprechschwelle des Übertemperaturschutzes liegt typischerweise deutlich höher als der spezifizierte Arbeitstemperaturbereich. Der Temperatursensor/die Sensoren ist/sind an sicherheitstechnisch kritischen Stellen wie z.B. im Transformator eingebaut.

Nach einem Ansprechen des Übertemperaturschutzes schaltet das Netzteil aus, kühlt ab und macht bei Unterschreitung einer bestimmten Temperatur wieder einen automatischen Startversuch.

• AC-USV:
  Eine AC-USV liefert am Ausgang eine Wechselspannung zum Puffern der AC-Netzspannungen.

• DC-USV:
  Eine DC-USV liefert am Ausgang eine Gleichspannung (meistens 24Vdc).
  Eine DC-USV kann entweder nur ein Steuergerät zum Laden und Überwachen der Batterie sein. Sie kann auch ein Steuergerät mit eingebauter Batterie sein oder sie kann komplett, zusammen mit der Batterie, in ein AC-Netzteil integriert sein.

Die VDE-0160-Norm ist zwar nicht verbindlich, der Impuls ist aber nach wie vor ein Qualitätsmerkmal von Netzgeräten. Der Puls überlagert die Sinusspannung im Scheitelwert mit einer Überhöhung des 2,3-fachen Scheitelwertes. Die Länge des Pulses ist entweder 0,3ms (Klasse 1) oder 1,3ms (Klasse 2) lang.

Ein VDE-0160-Impuls kann mit klassischen Filtern nicht ausreichend gedämpft werden. Hier sind aktive Filter (Ausblendschaltungen) oder eine Überdimensionierung der Netzteile erforderlich.

Alle PULS-Netzgeräte sind gegen diese energiereichen Eingangstransienten geschützt.

• Verschmutzungsgrad 1:
  Es tritt keine oder nur trockene, nichtleitfähige Verschmutzung auf.
• Verschmutzungsgrad 2:
  Es tritt nur nicht leitfähige Verschmutzung auf, die zeitweise aufgrund gelegentlicher Kondensation leitfähig wird.
• Verschmutzungsgrad 3:
  Es tritt leitfähige Verschmutzung auf oder trockene, nichtleitfähige Verschmutzung, die leitfähig wird, da Betauung zu erwarten ist.
• Verschmutzungsgrad 4:
  Die Verschmutzung führt zu einer dauernden Leitfähigkeit, hervorgerufen durch leitfähigen Staub, Regen oder Nässe.

Für einen industriellen Einsatz haben sich Schaltnetzteile bewährt, die in Klasse 2 eingeordnet werden können. PULS-Schaltnetzteile sind für diese Klasse konstruiert.

VRLA-Batterien haben eine ausgezeichnete Lecksicherheit und können in beliebiger Lage benutzt werden. Sie sind absolut wartungsfrei. VRLA-Batterien sind auch als SLA-(engl.: Sealed Lead Acid) Batterien bekannt.

Es gibt zwei Arten von VRLA-Batterien:

• AGM-Batterien:
  AGM steht für Absorbent Glass Mat. Bei diesem Batterietyp wird der Elektrolyt durch Kapillarwirkung in einem Vlies aus feinen Glasfasern absorbiert. AGM-Batterien sind die gebräuchlichsten VRLA-Batterien und können auch kurzzeitig mit hohen Entladeströmen belastet werden.

• Gelbatterien:
  Hier wird der Elektrolyt in einem Gel aus Silikaten gebunden. Gelbatterien haben im Allgemeinen eine längere Lebensdauer, geringere Selbstentladung und sind besser für zyklische Belastungen geeignet. Nachteil ist eine höhere Empfindlichkeit gegenüber mechanischen Belastungen (Schock, Vibration) sowie ein ungünstigeres Verhalten bei hohen Entladeströmen.

Neben den verschlossenen VRLA-Batterien gibt es noch die geschlossenen Blei-Säure-Batterien, wie sie als Starterbatterien in Fahrzeugen bekannt sind.

Wirkungsgradwerte werden normalerweise bei Nennlast und bei den Nennspannungen angegeben. In den PULS-Datenblättern finden Sie zusätzlich Kennlinien, in denen Wirkungsgrade bei Teillast oder unterschiedlichen Eingangsspannungen abgelesen werden können. Hohe Teillastwirkungsgrade gewinnen immer mehr an Bedeutung, da eine Stromversorgung üblicherweise nie unter permanenter Volllast betrieben wird.

Modernste Technologien im Design von Stromversorgungen ermöglichen es, Wirkungsgrade bis zu 96% wirtschaftlich umzusetzen. Diese Technologien werden von PULS konsequent verfolgt, weiterentwickelt und den Anwendern in verschiedenen Gerätefamilien angeboten. Hohe Wirkungsgrade sorgen für eine geringe Erwärmung, lange Lebensdauer und eine hohe Zuverlässigkeit aller Komponenten im Schaltschrank. Außerdem sind hohe Wirkungsgrade auch die Grundlage für eine kleinere Dimensionierung der Geräte.

Hier erfahren Sie mehr zu den FIEPOS-Lösungen.

In der Praxis ist es vorteilhaft, die Stromversorgung an den Zwischenkreis und nicht an die AC-Spannung anzuschließen. Bei Netzausfall wirken die rotierenden Motoren wie Generatoren und speisen in den Zwischenkreis zurück. Damit ist auch ohne DC-USV eine Versorgung von Steuerungen und Bremsen sichergestellt, bis der Motor den Ruhezustand erreicht hat.

Zwischenkreise sind oft nur wenig gefiltert und mit hohen Stör- und Ableitströmen belastet. 3-Phasen-Netzgeräte, auch wenn diese eine Speisung mit Gleichspannung erlauben, sind hier oftmals überfordert und können zerstört werden.

PULS hat für diese Anwendung spezielle Schaltnetzteile (QTD-Serie) entwickelt.