Systemintegration in der Prüftechnik Integrierte Stromversorgung – Das Rückgrat moderner Prüfstände

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Schulz Electronic GmbH

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Moderne Prüfstände erfordern mehr als klassische Netzteile. Dynamische Lastwechsel und steigende Leistungsdichten verlangen nach hochpräzisen, stabilen und reproduzierbaren AC- und DC-Stromquellen. Gefragt sind integrierte Stromversorgungssysteme, die nicht nur Energie bereitstellen, sondern Messung, Analyse und Systemintegration zuverlässig miteinander verbinden.

Elektronische Baugruppen, Halbleiterbauelemente, Leistungselektronik sowie Batterien und Energiespeicher müssen heute unter realitätsnahen Bedingungen getestet werden. Prüfstände sollen verschiedenste Betriebszustände abbilden können – von schnellen Lastwechseln über komplexe Einschaltsequenzen bis hin zu Fehler- und Grenzfallsimulationen. Gleichzeitig steigen die Anforderungen an Messgenauigkeit, Reproduzierbarkeit, Effizienz und Betriebssicherheit.

«Spätestens ab diesem Punkt wird es nötig, dass nicht nur Einzelgeräte als klassische Stand Alone Lösung angeboten werden, sondern im Rahmen einer Systemintegration auch individuelle Lösungen im kundenspezifischen Rack», betont Stephan Wilde, Vertriebsleiter Region Mitte (PLZ 7) bei Schulz-Electronic. Das Unternehmen hat sich auf präzise AC- und DC-Stromversorgungslösungen für industrielle und wissenschaftliche Anwendungen spezialisiert. Er fügt hinzu: «Mehrere Komponenten müssen dafür synchronisiert, externe Messsysteme angebunden und komplexe Steuerungen implementiert werden, was mit erhöhtem Integrationsaufwand einhergeht.» Moderne Testumgebungen benötigen daher ganzheitliche Stromversorgungslösungen, die flexibel skalierbar sind und sich nahtlos in bestehende Prüf- und Produktionsumgebungen integrieren lassen.

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Steigende Anforderungen an Präzision und Dynamik

«Moderne Testumgebungen verlangen heute nach weit mehr als nur einer stabilen Spannungsquelle – gefragt sind stattdessen flexible, präzise und integrierbare Systeme, die komplexe Testszenarien zuverlässig abbilden können. Im Idealfall ein schlüsselfertiges System», erläutert Wilde. Denn insbesondere dynamische Lastwechsel stellen hohe Anforderungen an die Regelgüte von Stromversorgungssystemen. Spannungseinbrüche oder Überschwinger können Messergebnisse verfälschen oder empfindliche Bauteile gefährden. Programmierbare Stromversorgungen bieten hier entscheidende Vorteile. Sie ermöglichen nicht nur eine präzise Regelung von Spannung und Strom, sondern integrieren Mess- und Analysefunktionen direkt in das System. Dadurch lassen sich Prüfaufbauten kompakter gestalten und Testergebnisse konsistent dokumentieren.

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Von Einzelgeräten zu integrierten Systemen

Während klassische Netzteile meist für klar definierte, statische Aufgaben konzipiert sind, müssen moderne Prüfstände flexibel auf unterschiedliche Testanforderungen reagieren können. «Sobald Tests dynamischer und komplexer werden, ist das mit dem blossen Einsatz einzelner Geräte nicht mehr machbar. Es entstehen dabei schnell unübersichtliche Aufbauten mit hohem Abstimmungs- und Wartungsaufwand», betont zudem Moritz Dehn, Vertriebsleiter Region Mitte (PLZ 3) bei Schulz-Electronic.

Integrierte Stromversorgungssysteme hingegen vereinen Stromquelle, elektronische Last, Mess- und Analysefunktionen in einer Plattform. Modulare Konzepte erlauben es, Leistung, Kanäle und Funktionen exakt an die jeweilige Applikation anzupassen. Das erleichtert nicht nur die Skalierung von Laboraufbauten hin zu Serien- oder Produktionsumgebungen, sondern erhöht auch die Betriebssicherheit. Durch die modulare und kaskadierbare Architektur kann die Systemleistung bei Bedarf unkompliziert skaliert und für zukünftige Projekte erweitert werden.

Exemplarische Anwendungen aus Test und Entwicklung

Ein Beispiel für diese Entwicklung sind modulare DC-Leistungsanalysatoren wie das IT2705 von ITECH. Durch seinen modularen Aufbau lässt sich das System flexibel an unterschiedliche Anwendungen anpassen. In der Halbleiter- und Elektronikprüfung können mehrere Kanäle parallel betrieben werden, um Bauteile unter dynamischen Last- und Versorgungsszenarien zu charakterisieren. Hochauflösende Messfunktionen ermöglichen dabei eine detaillierte Analyse des elektrischen Verhaltens.

Auch in Batterielaboren spielt die Kombination aus präziser Stromversorgung und integrierter Analyse eine zentrale Rolle. Lade- und Entladeprofile lassen sich realitätsnah abbilden, während Batteriesimulationen den Betrieb unter unterschiedlichsten Bedingungen ermöglichen. Für die Charakterisierung von DC-DC-Wandlern wiederum vereint ein solches System Stromquelle, Last, Messung und Analyse in einem Gerät, was den Prüfaufbau deutlich vereinfacht und beschleunigt. «Gerade die Kombination aus Modularität, hoher Messauflösung und integrierter Analyse macht solche Plattformen für sehr unterschiedliche Testaufgaben interessant», so Dehn.

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Systemintegration als Schlüssel zur Effizienz

Mit zunehmender Komplexität der Tests rückt allerdings auch die Systemintegration stärker in den Fokus. Essenziell ist nicht nur die Leistungsfähigkeit einzelner Komponenten, sondern ihr Zusammenspiel im Gesamtsystem. Schnittstellen, Automatisierung und Fernsteuerbarkeit sind zentrale Voraussetzungen für den Einsatz in modernen Test- und Produktionslinien. Nur wenn Stromquellen, elektronische Lasten, Mess- und Steuerungstechnik sowie übergeordnete Softwarelösungen sauber aufeinander abgestimmt sind, lassen sich stabile, reproduzierbare und wirtschaftliche Testprozesse realisieren.

Darüber hinaus gewinnt die Standardisierung von Prüfaufbauten an Bedeutung. Einheitliche Schnittstellen, klar definierte Testsequenzen und eine konsistente Datenbasis erleichtern nicht nur die Vergleichbarkeit von Messergebnissen, sondern auch die Skalierung von Testkonzepten über verschiedene Entwicklungsstufen hinweg. Gerade bei der Überführung von Laboraufbauten in Vorserien- oder Produktionsumgebungen zeigt sich, wie wichtig eine durchdachte Systemarchitektur ist.

Ein Lösungsanbieter wie Schulz-Electronic fungiert daher in diesem Zusammenhang bewusst als Systemintegrator, der Unternehmen von der anwendungsnahen Beratung über die Auswahl geeigneter Stromversorgungs- und Testsysteme bis hin zum individuellen System- und Rackbau begleitet. Ziel ist es, schlüsselfertige Lösungen bereitzustellen, die exakt auf die jeweilige Applikation zugeschnitten sind und sich nahtlos in bestehende Prozesse integrieren lassen.

Dabei wird immer häufiger die Miete eines Systems dessen Kauf vorgezogen. Wilde nennt dafür die Gründe: «In Zeiten in denen Budgets knapp sind, aber Projekte realisiert werden müssen, greift man gerne auf temporäre Lösungen zurück.» Neben Mietkauf stehen zudem mit Leasing und kostenlosen Testgeräten weitere Bezugsmöglichkeiten zur Verfügung.

«Am Anfang steht dabei stets eine saubere Anforderungsanalyse, um später Zeit und Aufwand zu sparen. Daher muss bei einem Systemintegrator eine enge Abstimmung mit dem jeweiligen Unternehmen schon in der Konzeptphase ansetzen», erklärt Wilde.

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Service und Support über den gesamten Lebenszyklus

Neben der technischen Auslegung zu Anfang spielt der Service später im laufenden Betrieb eine ebenfalls entscheidende Rolle. Wartung, Reparaturen oder Anpassungen müssen schnell und zuverlässig umgesetzt werden, um Ausfallzeiten zu minimieren. Ein lokaler, autorisierter Service durch den Lösungsanbieter bzw. Systemintegrator bietet hier klare Vorteile.

Schulz-Electronic etwa unterhält zu diesem Zweck eine von internationalen Herstellern autorisierte Servicewerkstatt in Deutschland und bietet technischen Support über den gesamten Lebenszyklus der Systeme hinweg. Anwender profitieren von kurzen Reaktionszeiten und festen Ansprechpartnern. Für die Betriebssicherheit komplexer Prüfstände ist dies ein hochrelevanter Faktor.

«Unternehmen erhalten Beratung, Systemintegration (z.B. Systeme von wenigen Kilowatt bis hin zu mehreren hundert Kilowatt) und Service aus einer Hand. Dies reduziert Schnittstellen und erhöht die Zuverlässigkeit im Betrieb», fasst Wilde zusammen.

Trends treiben den Bedarf weiter an Elektrifizierung, steigende Leistungsdichten und zunehmende Automatisierung prägen derzeit viele Branchen: von der Halbleiterfertigung über die Elektromobilität bis hin zur Energietechnik und Datacenter-Industrie. Gleichzeitig wachsen die Anforderungen an Energieeffizienz, Wärmemanagement und Datenanalyse.

«Stromversorgungssysteme entwickeln sich zunehmend zu zentralen Analyse- und Testplattformen in Forschung und Entwicklung», beobachtet Dehn. Damit werden sie zu einem integralen Bestandteil moderner Prüf- und Produktionskonzepte. Nahezu jede elektrische Anwendung berührt im Laufe ihres Lebenszyklus ein Stromversorgungssystem.

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Fazit: Versorgung, Messung, Analyse und Systemintegration in einer Lösung vereint

Präzise AC- und DC-Stromversorgungssysteme sind heute weit mehr als nur reine Energiequellen. Sie bilden das Rückgrat moderner Test- und Prüfstände, indem sie Versorgung, Messung, Analyse und Systemintegration in einer Lösung vereinen. Integrierte, modulare Konzepte, wie z.B. das IT2705 von ITECH, ermöglichen reproduzierbare Testergebnisse, hohe Effizienz und eine sichere Skalierung von Labor- zu Produktionsumgebungen.

Lösungsanbieter und Systemintegratoren wie etwa Schulz-Electronic unterstützen Anwender dabei, diese Anforderungen umzusetzen, und zwar von der frühen Beratung über den individuellen System- und Rackbau bis hin zu Service und Support im laufenden Betrieb. So lassen sich selbst komplexe Testaufgaben zuverlässig, wirtschaftlich und zukunftssicher realisieren. Und Kunden dauerhaft mit massgeschneiderten, speziell für sie entwickelten Lösungen unterstützen.

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