Intelligente Steuerungssysteme für industrielle Prozesse, Kommunikation, Zugangskontrolle etc. werden täglich wichtiger. Es ist notwendig, die sichere und unterbrechungsfreie Versorgung dieser 12/24/48-VDC-Anwendungen zu gewährleisten. Gleichzeitig werden wir uns der Bedeutung der Energieeffizienz und der Verbesserung der verwendeten elektronischen Geräte bewusst. Um diesen Anforderungen gerecht zu werden, hat MEAN WELL diese Produktreihe weiterentwickelt und neue hocheffiziente Redundanzmodule für DIN-Schienen (DRDN20/40-Serie) und Grid-Format (ERDN20/40-Serie) entwickelt. Die Module DRDN20/40 und ERDN20/40 können sowohl zur Ergänzung von Stromversorgungen und zur Schaffung redundanter Systeme als auch zur Parallelisierung von Quellen verwendet werden, wenn mehr Leistung benötigt wird. Redundanz bedeutet im einfachsten Fall, dass zwei Netzteile parallel geschaltet werden, die jeweils für sich alleine die Last bewältigen können. Dieses Schema wird als 1+1-Redundanz bezeichnet.Für höhere Ausgangsströme werden N+1-redundante Systeme verwendet.Bei einem Laststrom von 200A arbeiten beispielsweise sechs 40A-Geräte im redundantenModus.
Wenn ein Gerät ausfällt, können die verbleibenden fünf Netzteile das 200-A-System sicher weiter mit Strom versorgen. Grundsätzlich bestehen redundante Stromversorgungssysteme aus parallel geschalteten Einzelstromversorgungen. Da solche Quellen normalerweise keine Ausgangsentkopplungsdioden haben, müssen diese Geräte an Redundanzmodule angeschlossen werden. Dadurch bleibt das System auch bei Kurzschluss oder Ausfall einer oder mehrerer Stromversorgungen betriebsbereit. Die Redundanzmodule verfügen über einen unabhängigen DC-OK-Ausgang pro Kanal, der die Überwachung des Systemstatus und die Fehlererkennung ermöglicht.
Die Module DRDN-20/40 und ERDN-20/40 haben einen Spannungsabfall zwischen 200-300mV
Die Dioden wandeln Wechselstrom (AC) in Gleichstrom (DC) um und verursachen Spannungsabfälle von 500 bis 800 mV zwischen Eingang und Ausgang. Je nach Laststrom können die Leistungsverluste sehr hoch sein und Hitzeprobleme verursachen. Bei den neuen Redundanzmodulen DRDN20/40 und ERDN20/40 wurden die herkömmlichen Dioden durch MOSFETs ersetzt. Dioden haben sich im Prinzip für Leistungsstufen in Netzteilen durchgesetzt, ohne dass dies einen wesentlichen Fortschritt darstellte. Bei externen Redundanzmodulen müssen wir verschiedene Faktoren wie Kurzschlüsse, Rückspeiselasten und Verpolung berücksichtigen, die nicht einfach zu lösen sind. Bei Kurzschluss der Spannungsversorgung durch Last- oder Verdrahtungsfehler steht am Redundanzmodul keine Spannung mehr zur Verfügung. Die Einbeziehung der MOSFETs in das Modul ermöglicht jedoch, dass der Kurzschlussstrom mit geringen Leistungsverlusten fließt. Wenn die Versorgung in den MOSFETs ausfällt, fließt Strom durch die MOSFET-Dioden, was zu bis zu 15-mal höheren Verlusten führt.
Um diese Situation zu vermeiden, wird eine Schaltung verwendet, um aus der minimalen Restspannung eine geeignete Spannung zu erzeugen. Dadurch ist beim Einschalten der Netzteile dieser Vorgang zwingend erforderlich, solange ein Kurzschluss vorliegt oder die Eingangsspannung vertauscht ist. Die Vorteile der Verwendung dieser MOSFET-Redundanzmodule liegen auf der Hand. Sein niedriger Widerstand verursacht einen geringeren Spannungsabfall als bei Verwendung von Dioden. Bei den erneuerten DRDN- und ERDN-Serien mit 20-40 A Ausgangsstrom gibt es nur 200-300 mV Unterschied zwischen Eingangs- und Ausgangsanschlüssen. Bei herkömmlichen Dioden würde in derselben Situation ein Spannungsabfall von 3000 mV auftreten. Das Ergebnis dieser Verluste ist mindestens 10-mal höher und wir müssten leistungsstarke Kühlkörper zur Kühlung verwenden. Die Module DRDN und ERDN erzeugen bei einem Ausgangsstrom von 1,5-20A Verluste von 40W, sie benötigen keinen Kühlkörper.
20/40A MOSFET-Redundanzmodul ohne Kühlkörper
Die Redundanzmodule DRDN20/40 und ERD20/40 haben eine Eingangsspannung von 12 VDC, 24 VDC und 48 VDC, mit zwei 20/40-A-Eingängen (30/60 A für 5 Sekunden) und einem 20/40-A-Ausgang. Die ERDN20-Version hat auch eine 5-V-Spannung, was auf dem Markt üblich ist, aber sehr interessant ist, um kritische Lasten wie Mikroprozessoren redundant mit Strom versorgen zu können. Wir können 1 + 1 oder N + 1 redundante Systeme mit Ausgangsstromversorgungen bis 20/40A mit einem einzigen Redundanzmodul installieren. Dank der geringen Verluste sind bei den DRDN20/40-Modulen für die Hutschiene keine Kühlkörper erforderlich, wobei die Gerätebreite nur 32 mm (DRDN20) und 55 mm (DRDN40) beträgt. Die Module sind kurzschlussfest, verpolungssicher und können zwischen -40°C und +80°C mit voller Leistung betrieben werden. Mit der Integration des DC-OK-Signals erkennen wir eventuell auftretende Fehler und können so eine effektivere Wartung durchführen. Redundante Systeme können aufgrund der breiten Palette von MEANWELL-Produkten für Netzteile und dieser redundanten Module für jede Art von Anwendung konfiguriert werden: DRDN und ERDN.
