Redundanzmodul Redundante Systeme ohne Redundanzmodul

Redakteur: Andreas Leu

Ein Ausfall der Stromversorgung kann bei den immer sensibler und komplexer werdenden Systemen zum Datenverlust oder Anlagenstillstand führen, der lange Neustartzeiten und hohe Kosten verursacht.

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45 Prozent Platzersparnis: Puls-Lösung im Vergleich.
45 Prozent Platzersparnis: Puls-Lösung im Vergleich.
(Bild: Puls Electronic GmbH)

Redundante Stromversorgungssysteme steigern die Anlagenverfügbarkeit und vermeiden ausfallbedingte wirtschaftliche Verluste. Prinzipiell basieren redundante Stromversorgungssysteme auf parallelgeschaltete Einzelnetzgeräten. Dabei ist wichtig, dass die Netzgeräte untereinander durch Dioden oder MOSFETs entkoppelt sind, damit ein fehlerhaftes Gerät im Kurzschlussfall nicht zur Last aller anderen Geräte wird. Die Aufgabe der Entkopplung übernimmt üblicherweise ein externes Redundanzmodul.Der Stromversorgungshersteller Puls ist Spezialist für Redundanzsysteme und arbeitet stets daran, die Systeme noch anwenderfreundlicher und kompakter aufzubauen. Bei der Entkopplungsfunktion hat Puls ein grosses Einsparpotenzial für die Anwender erkannt. Die nächste Entwicklungsstufe sind DIN-Schienen-Stromversorgungen mit integrierter Entkopplungsfunktion. Anwender können so 1 + 1 und n + 1 Redundanzsysteme ohne zusätzliche Redundanzmodule aufbauen. Das bedeutet eine enorme Platz- und Kostenersparnis und verringert die Komplexität der Redundanzsysteme.

Enorme Platzersparnis, reduzierter ­Zeitaufwand, geringere Komplexität

Puls hat diese Funktion bereits in Varianten der 1-Phasen-Stromversorgungen CP10 (24 V/10 A) und CP20 (24 V/20 A) integriert. Dabei ist es gelungen, die Entkopplungsfunktion in die Geräte zu integrieren, ohne die Baubreite der Standardgeräte verändern zu müssen. Das bedeutet, dass die CP-Stromversorgungen mit integrierter Entkopplung genauso breit sind wie das Standard-CP10 (39 mm) und -CP20 (48 mm). Durch das schlanke Geräte-Design und den Wegfall des externen Redundanzmoduls ist eine Platzersparnis von mehr als 45 % gegenüber herkömmlichen Redundanzsystemen möglich. Auch in Sachen Wirkungsgrad und Langlebigkeit übernehmen die Stromversorgungen die Rekordwerte der Ursprungs-CPs.

Durch den verringerten Verkabelungsaufwand kostet die Installation der Stromversorgungen mit integrierter Entkopplungsfunktion weniger Zeit. Zudem sinkt die Komplexität des Systems. Diese Einfachheit wirkt sich auch positiv auf die Anlagenverfügbarkeit aus. Denn durch eine geringere Anzahl an Verdrahtungsvor­gängen sinkt das Ausfallrisiko aufgrund von fehlerhaften Verbindungen. Das bedeutet, dass die Zuverlässigkeit des kompletten Systems steigt.

Auch im Einkauf und der Logistik bringen die Geräte eine spürbare Vereinfachung mit sich. Es muss nur noch ein Gerätetyp bestellt und auf Lager gelegt werden. Auch der Aufwand für die Pflege der Gerätestammdaten halbiert sich.

Lange Lebensdauer durch automatische Lastaufteilung und MOSFETs

Die Stromversorgungen wurden für den Plug-and-Play-Einsatz entwickelt. Sie müssen nicht konfiguriert werden und verfügen über hilfreiche Zusatzfunktionen. Alle CP-Stromversorgungen mit integrierter Entkopplungsfunktion sind beispielsweise mit einer automatischen Laststromaufteilung ausgestattet. Diese Funktion kompensiert ein gewisses Spannungsungleichgewicht zwischen den einzelnen, parallel geschalteten Stromversorgungen. Daraus ergibt sich ein optimiertes Temperaturgleichgewicht zwischen beiden Stromversorgungen, was sich in einer längeren Lebensdauer der Geräte bemerkbar macht.

Durch den Einsatz von MOSFETs — anstatt Dioden — als Entkopplungselemente werden zudem die Spannungsabfälle im Gerät reduziert. Dioden von üblichen Redundanzmodulen verursachen einen Spannungsabfall zwischen Ein- und Ausgang von 500 mV. Durch die MOSFET-Technologie konnte diese Situation drastisch entspannt werden. Der Spannungsabfall zwischen Ein- und Ausgang beträgt hier weniger als 50 mV.

Sowohl die integrierte Laststromaufteilung als auch der Einsatz von effizienten MOSFETs ermöglichen eine geringere Eigenerwärmung der Stromversorgungen. Das hat einen positiven Einfluss auf die Langlebigkeit der Netzgeräte und senkt die Kosten für Austausch und Wartung.

Höchste Anlagenverfügbarkeit durch Hot Swap

Für Redundanzanwendungen, die den schnellen Austausch von defekten Geräten erfordern, ohne dabei den laufenden Systembetrieb zu unterbrechen, sind Varianten mit Hot-Swap-Steckverbindern (CP10.241-R2, CP20.241-R2) verfügbar. Nach dem Austausch des defekten Geräts ist die Redundanz sofort wieder hergestellt. Dies ist für hochverfügbare Anlagen unabdingbar. Für den Einsatz unter besonders harten Umweltbedingungen — beispielweise in landwirtschaftlichen Betrieben, papierverarbeitenden Anlagen, geschützten Aussenbereichen usw. — sind Varianten mit schutzlackierten Leiterplatten verfügbar.

Wenn Hot Swap nicht benötigt wird oder in der Anwendung anhaltende Vibrationen auftreten, sind die Varianten CP10.241-R1 und CP20.241-R1 die richtige Wahl. Sie sind mit robusten Federkraftklemmen ausgestattet.

Redundanzrevolution

Mit der Integration der Entkopplungsfunktion in die Netzteile ermöglicht Puls den Aufbau von Redundanzsystemen ohne Redundanzmodul. Durch die Platzersparnis, die hohe Effizienz und den vereinfachten Aufbau eröffnen sich Anwendern beim Aufbau von redundanten Stromversorgungssystemen völlig neue Möglichkeiten.

pulspower.com

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