Technologie

Netzteil mit besonders hoher Lebensdauer

22.11.2022 - Platzsparendes Schaltnetzteil mit Folienkondensatoren erreicht bis zu fünfzig Jahre Haltbarkeit.

Im Haushalt, im Büro, in der Industrie: Schalt­netzteile sind in unserem Alltag allgegenwärtig. Sie wandeln Wechsel­strom der Hausleitung in Gleichstrom um, den Smartphone, Laptop und ähnliche Geräte genauso benötigen wie Lade­stationen für E-Autos und ganze Logistik- oder Rechen­zentren. Bislang müssen diese nach üblicherweise neun Jahren Dauer­betrieb ausgetauscht werden. Die Ausgründung des Karlsruher Instituts für Technologie (KIT) Digital Power Systems (DPS) zeigte in Tests nun Netzteile mit fünfzig Jahren Lebens­dauer.

 

Heutige Schaltnetzteile sind zwar leicht und kompakt, wegen der darin verbauten Elektrolyt­kondensatoren aber auch fehleranfällig. Deutlich langlebiger sind Folien­kondensatoren. Diese benötigen aber bis zu zehnmal mehr Platz – bis jetzt: „Wir haben ein digitales Regelungsverfahren entwickelt, das es uns erlaubt, Folien­kondensatoren platzsparend einzusetzen“, sagt DPS-Geschäfts­führer Michael Heidinger. Dadurch entstehe ein viel geringerer Wartungsaufwand als bei gewöhnlichen Netzteilen: „Die Technologie ist ein Gamechanger für alle Bereiche, wo es auf Zuverlässigkeit ankommt“, sagt Heidinger. „Etwa bei Rechenzentren oder Logistikzentren oder der Flug­sicherheits­beleuchtung.“ Denn Service­einsätze, um defekte Netzteile auszutauschen, kosteten ein Vielfaches des Gerät­preises selbst.

Gemeinsame Tests mit dem Lichttechnischen Institut des KIT haben eine Lebensdauer der Netzteile von fünfzig Jahren bei vierzig Grad Umgebungs­temperatur nachgewiesen. „Damit wird die Lebensdauer von etablierten Netzteilen etwa um das Fünffache übertroffen“, sagt Heidinger. Dabei sei noch kein Netzteil ausgefallen, sodass die Tests fortgesetzt würden. „Es ist also noch Luft nach oben.“

Das neuartige digitale Regelungsverfahren, welches es erlaubt, Folien­kondensatoren bei nur leicht gesteigertem Platzbedarf einzusetzen, läuft auf einem im Netzteil eingebauten Mikroprozessor. Es erkennt störende Umgebungs­einflüsse, sodass beispielsweise höhere Spannungs­schwankungen am Folien­kondensator ausgeglichen werden können. Dadurch sind Speicherkondensatoren mit geringerer Kapazität ausreichend. Möglich sei diese Technologie erst mit der Verbreitung von sehr leistungsstarken Mikroprozessoren geworden, erklärt Heidinger.

Eingesetzt wird das Netzteil bereits bei der Sicherheitsbeleuchtung – auch Befeuerung genannt – an Hindernissen für Flugzeuge wie Industrie­kamine, Windräder oder Funkmasten. Ausgetauscht werden können defekte Netzteile dort meist nur umständlich und teuer mithilfe von Industrie­kletterern.

KIT / DE

 

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