Das innovative Grundplattendesign in AC/DC-Wandlern von RECOM ist für Anwendungen in Industrie und Medizintechnik die perfekte Alternative zur Verwendung von Lüftern.

Lüfter schaffen außerdem noch andere Probleme; sie haben eine begrenzte Lebensdauer von typischerweise 30.000 Stunden bei 50°C für Gleitlager und etwa doppelt so lange für die teureren Kugellagerausführungen. Bei höheren Temperaturen sinkt die erwartete Lebensdauer drastisch. Abbildung 2 zeigt eine typische Kurve der Lebenserwartung für eine Überlebensrate von 90% in einem Bestand von Kugellager-Lüftern.

Auch die mit dem Alter der Bauteile zunehmende Geräuschentwicklung kann ein Problem sein. In manchen Anwendungsbereichen wie Medizintechnik und Rundfunkübertragung sind jegliche Hintergrundgeräusche unerwünscht. Lüfter können die Staubverunreinigung der Elektronik zusätzlich beschleunigen. Intelligente Lösungen über Temperatur-geregelte Lüfter mindern diese Probleme in gewissem Umfang.

Eine Lösung um mechanische Lüfter zu umgehen, ist es überdimensionierte Netzgeräte zu spezifizieren um diese unter reduzierter Leistungsentnahme mit Konvektionskühlung einzusetzen. Leider zeigen die für Lüfterkühlung konstruierten Produkte bei fehlendem Luftstrom häufig eine starke Leistungsminderung.

Abbildung 3 stellt ein typisches Beispiel dar, wo für eine Nennleistung von 500W 21 CFM Luftstrom erforderlich ist, und bei natürlicher Konvektion lediglich maximal 125W zu Verfügung stehen.

Ein offensichtlicher Nachteil sind die zusätzlichen Kosten für einen überdimensionierten Wandler, und es gibt noch weitere Aspekte; ein bei nur 125W betriebener 500W-Wandler wird bei geringer Belastung unter suboptimalem Wirkungsgrad betrieben.

Ein gutes Beispiel einer Produktreihe, die das erreicht, sind die neuen Wandler RACM230-G und RACM550-G von RECOM bei deren Entwicklung besonderes Augenmerk gelegt wurde auf die Minimierung des thermischen Widerstands zwischen kritischen Bauteilen wie den Leistungsschaltern und Stromwandlern zu ihren Grundplatten.

Die resultierende Leistung des RACM550-G ist in Abbildung 4 dargestellt. Die Baureihe erlaubt volle 300W Dauerleistung bis zu 50°C. Das sind 50% mehr gegenüber dem Beispiel in Abbildung 3 und mit 225W mehr als doppelt so viel Leistung bei 70°C Umgebungstemperatur. Darüber hinaus ist auch die Leistung mit Konvektionskühlung wesentlich besser, da die thermisch eng gekoppelten Grundplatten eine gute Oberfläche für die Wärmeabgabe in ruhender Luft bilden, verglichen mit den heißen Stellen lokaler Bauteile im Beispiel der Abbildung 3.

Bei einigen Anwendungen kann es, je nach Lastzyklus, Anforderungen für eine hohe Spitzenlast oder hohen Anlaufstrom geben sowie eine Möglichkeit, mehr kurzfristige Leistung zu erzielen. Im Datenblatt des RACM550-G gibt RECOM eine hilfreiche Anleitung zur Berechnung der maximalen durchschnittlichen Last anhand der Kühlbedingungen, Spitzenlast und Einschaltdauer.

Eine Beispielberechnung für das Produkt zeigt, dass eine Last mit 550W Spitze und 81W Entlastungsphase sowie einer Einschaltdauer von 10 Sekunden Spitze und 40 Sekunden Erholung die durchschnittliche Ausgangsleistung mit etwas Sicherheitspuffer auf 245W bringt. Gemäß Abbildung 4 wird das vom Produkt mit natürlicher Konvektion bis zu 40°C Umgebungstemperatur oder mit Grundplatten-Leistungskühlung bis fast 65°C erzielt.

Der Wandler RACM230-G bietet eine Spitzenausgangsleistung von 230W in einem kompakten 4”x 2”-Gehäuse und kann auch eine Dauerleistung von 135W bei bis zu 50°C Umgebungstemperatur einfach mit Grundplatte und natürlicher Konvektionskühlung bereitstellen. Eine weitere wichtige Angabe ist die maximale Ausgangsleistung bei geringerer Eingangsspannung; alle AC-Module liefern unter 230V AC Netzspannung mehr Ausgangsleistung als mit 115V AC, weil sich die Eingangsstrombelastung bei doppelter Eingangsspannung halbiert. Die Modelle RACM230-G und RACM550-G sind Netzteile für Universal-Eingangsspannung. Mit Fremdkühlung ist die Nennleistung unabhängig von der Eingangsspannung, solange diese nicht unter 110V AC fällt. Für den RACM230-G besteht bei Kühlung über die Baseplate kein Unterschied der Nennleistung von 160W über den Bereich von 230V AC bis 115V AC Eingangsspannung.