Power & Leistungselektronik Mit Power durch die Luft

26.03.2013

In der Elektronik-Entwicklung werden viele Besonderheiten berücksichtigt. Aber es treten immer wieder Fälle auf, in denen eine Anwendung ganz besondere Herausforderungen bewältigen muss - wie zum Beispiel die Stromversorgung.

Thermische Herausforderungen müssen sich nicht immer nur auf heiße oder feuchte Umgebungen beschränken. Diese Erfahrung machte der Stromversorgungs-Hersteller Globtek als es darum ging, eine Netzteil-Lösung für eine RFID-Anwendung zu entwickeln. In diesem Fall bestand die Herausforderung in den Problemen, die sich für die Elektronik in großen Höhen ergeben. Konkret ging es um eine Anwendung für die Transport-Industrie und Luftfracht. Denn es ist nicht unbedingt allgemein bekannt, dass das Innere eines Flugzeugs unter Druck einer Höhe von etwa 2.100 Metern entspricht.

Elektronik in großen Höhen

Die Probleme, die sich für Elektronik in großen Höhen ergeben, reichen von Kondensator-Schäden bis zu Soft-Errors. Damit setzen sich aber in der Regel nur Entwickler für Luftfahrt-Anwendungen auseinander. Dennoch werden im Flugzeug zahlreiche elektronische Geräte genutzt, die nie speziell für diese Umgebung entwickelt wurden. Tablets, Laptops oder MP3-Player werden hier eingesetzt, auch wenn bei der Entwicklung der Luftdruck vermutlich nicht berücksichtigt wurde. Bei Consumer-Geräten sind Probleme beim Betrieb in großer Höhe ärgerlich, bei professionellen Anwendungen können sie geschäftsschädigend oder sogar lebensbedrohlich sein. RFID-Technik hat die Logistik einen großen Schritt vorangebracht und die Vorteile intelligenter Sendungsverfolgung haben die Art, wie Lieferketten organisiert und verwaltet, dramatisch verändert. Aufgrund der vielseitigen Einsatzmöglichkeiten von RFID-Systemen ergeben sich aber auch immer wieder neue Herausforderungen aufgrund von ungewöhnlichen Umgebungsbedingungen, wie in diesem Fall der niedrige Druck während eines Fluges.

Wärmemanagement im Griff

In diesem Fall galten die Bedenken dem Wärmemanagement, das Globtek in seinen Stromversorgungen einsetzt und das auch bei dem geringeren Luftdruck in einem Flugzeug-Frachtraum fehlerfrei arbeiten sollte. Weniger dichte Luft kann Wärme schlechter aufnehmen und bewegen und stellt daher Kühlsysteme, die für die Luftdichte und thermischen Eigenschaften auf Meeresspiegel-Niveau entwickelt wurden, vor besondere Herausforderungen. Globtek löste dieses Problem, indem sichergestellt wurde, dass die Kühlung der Stromversorgung in einer Höhe bis zu 2.950 Metern fehlerfrei arbeitet. Dafür wurden die Stromversorgungen entsprechend getestet. Zudem bietet die Stromversorgung GlobTek GT-41083-4024-T2 einen universellen Eingang und ist in Versionen mit 24 VDC verfügbar (für diese Anwendung). Zu den weiteren Funktionen gehören eine Ausgangs-Lastregelung von ±5 Prozent, eine Ausgangswelligkeit von ±1 Prozent sowie Überspannungs- und Kurzschlussschutz. Neben der thermischen Kompensation wurden einige weitere �?nderungen vorgenommen, um den Anforderungen der Anwendung gerecht zu werden.

Alle Facetten im Blick haben

Man muss immer berücksichtigen, dass anspruchsvolle Umgebungen mit besonderen Anforderungen oft dort zu finden, wo man nicht mit ihnen rechnet. Zudem finden sich elektronische Systeme immer mehr in solchen Anwendungen, in denen sich die Anforderungen während der Betriebsphase ändern. Entwickler müssen die unterschiedlichen Facetten einer Anwendung bei der Entwicklung berücksichtigen, da sie ansonsten unter bestimmten Bedingungen mit Leistungseinbußen rechnen müssen.

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