In Zeiten von stark wachsendem Umweltbewusstsein und rigiden Umweltvorschriften stellt der Wirkungsgrad von Stromversorgungen einen immer wichtigeren Faktor dar. Unabhängig von ökologischen Gesichtspunkten versuchen OEMs, die Leistungsfähigkeit ihrer Produkte zu erhöhen und suchen folglich Netzgeräte, die weniger Wärme erzeugen und weniger Platz einnehmen. Um den Wirkungsgrad signifikant zu verbessern, werden neue Topologien mit besseren Halbleitern, neuen Steuer-ICs, konstruktiv verbesserten Übertragern, innovativen Materialien und digitalen Regelkreisen kombiniert.
Abhängig von der Art des Netzgerätes werden einige oder auch alle dieser Kombinationsmöglichkeiten eingesetzt. Für ein Netzteil mit niedriger Leistung, das für kostensensitive Anwendungen mit hohen Stückzahlen vorgesehen ist, wird immer noch eine preiswerte, herkömmliche Sperrwandlerschaltung verwendet, allerdings mit neuen Steuer-ICs, welche die Einhaltung der Energieeffizienz-Mindeststandards nach der Ökodesign-Richtlinie erleichtern.
Im mittleren und hohen Leistungsbereich spielt der Einsatz digitaler Regelkreise eine entscheidende Rolle, etwa zur Vereinfachung mehrkanaliger PFC-Stufen und Echtzeit-Effizienz-Steigerungen durch dynamisch arbeitende Algorithmen, die kontinuierlich auf Netz- und Laständerungen reagieren, um jederzeit maximale Effizienz sicherzustellen. Tatsächlich ist durch digitale Lösungen der Einsatz von komplexen Topologien möglich, die mit analogen Techniken bisher nur sehr schwierig oder gar nicht umzusetzen waren. Mittlerweile gibt es immer mehr DSPs zu erschwinglichen Preisen mit ausreichende Funktionen für die Verwendung in Stromversorgungen. Die zusätzlichen Vorteile eines DSPs oder Mikrocontrollers, der für die digitale Leistungsübertragung geeignet ist, liegen in einem höheren Grad externer Überwachung und Steuerung, dort wo die Anwendung dies benötigt.Ein wachsender Marktanteil fordert zusätzliche Systemüberwachungs- und Kontrollfunktionen speziell für den Einsatz in großen, komplexen Anlagen wie in Rechenzentren, unabhängigen Industrieanlagen und intelligenten Netzen, die weit über denen eines normalen Netzgerätes liegen.
Für Standardanwendungen wird die digitale Leistungsübertragung in Zukunft eine Möglichkeit sein, um Netzteile mit höherer Leistungsdichte und besserem Wirkungsgrad zu bauen. Attraktiv für Kunden, die sich ihrer ökologischen Verantwortung bewusst sind, werden dagegen Lösungen, die Selbstüberwachung, Diagnosefunktionen sowie externe Steuerung anbieten. Digitale Steuerung und gesteigerte Effizienz werden dazu führen, dass es konvektionsgekühlte Geräte mittlerer und hoher Leistung zu deutlich geringeren Kosten mit stark reduzierten Baugrößen geben wird. Der Reiz eines Produktes ohne Lüftergeräusche mit sehr geringem Verschmutzungsrisiko steht dabei im Vordergrund.
Neue Siliziumkarbid(SiC)- und Galliumnitrid(GaN)-Leistungshalbleiter werden immer häufiger in AC/DC-Netzteilen anzutreffen sein. SiC-Dioden sind in Geräten mit hohem Wirkungsgrad bereits gebräuchlich. Dieser Trend wird sich ausweiten, zumal die Preise für die Komponenten durch steigende Mengen und die Tendenz zu größeren Wafern weiter fallen werden. Auch bei magnetischen Komponenten wird es Verbesserungen geben. Neue Ferrit-Materialien werden helfen, die Kerngrößen zu verringern und die Verluste weiter zu minimieren. Der Einsatz von Keramik wird sich besonders dort rechnen, wo das thermische Design eine große Herausforderung darstellt. Das gilt vor allem für robuste Industrie-Stromversorgungen, die in Steuerungssystemen im Bereich erneuerbarer Energien wie Windturbinen, Ladestationen für Elektrofahrzeuge und in Sonnenkollektor-Installationen zur Nachführung auf den maximalen Leistungspunkt vorkommen.Innovative Stromversorgungen mit einem hohen Wirkungsgrad werden in Zukunft die meisten Anwendungen dominieren, weil dadurch kompakte Bauformen und geringe Erwärmung erreicht werden. Die erfolgreichsten Unternehmen werden diejenigen sein, die aktiv an der Entwicklung fortschrittlicher Technologien arbeiten, insbesondere an der digitalen Leistungsübertragung.
