Einbaunetzteil mit hoher Leistungsdichte

Ein Beispiel für den Bedarf einer Spannungsversorgung mit mehr als 1kW sind Roboter. Sie werden in der Industrie, aber zunehmend auch in medizinischen Anwendungen eingesetzt. Wenn ein Roboter den Chirurgen unterstützt, muss er genau und schwingungsfrei die gewünschte Position anfahren. Dafür werden steife Roboterarme verwendet, die mit drehmomentstarken Schrittmotoren bewegt werden. Die Motoren haben eine dementsprechend hohe Leistungsaufnahme. Schon aus hygienischen Gründen sind im OP Lüfter tabu. Die Netzteile müssen grundplattengekühlt sein. Und sie müssen erhöhte Isolationsanforderungen erfüllen wie die IEC/EN bzw. ANSI/AAMI 60601-1 (3. Ausgabe), also höhere Anforderungen erfüllen als für den industriellen Einsatz. Eine für medizinische Einsatzzwecke zertifizierte Spannungsversorgung kann in Industrieanwendungen eingesetzt werden – aber nicht umgekehrt.

Werden mit dem Netzteil Geräte versorgt, die direkt am Patienten eingesetzt werden, müssen sie die doppelte Isolierung und die doppelten Kriechstrecken aufweisen. Sie müssen die sogenannte 2 MOPP-Isolierung einhalten. „Die sichere Option ist die einzige Option“ lautet die Prämisse, die RECOM bei dem RACM1200-V konsequent umgesetzt hat. Der RACM1200-V hat bereits alle Freigabeprüfungen, die für den medizinischen Einsatz nötig sind.

Der RACM1200-V arbeitet in einem weiten Leistungsbereich ohne Lüfter und hat dafür eine bemerkenswert kompakte Bauform, die neue Maßstäbe setzt. Eine spezielle Grundplatte erlaubt die Wärmeabführung bis zu einer Dauerleistung von 1000W. Zwei weitere Ausgänge ersetzen in vielen Anwendungen zusätzliche Netzteile. Ein Ausgang ist von 5V bis 12V einstellbar und kann beispielsweise einen Lüfter versorgen. Der zweite Ausgang liefert 5V/1A und arbeitet auch im Bereitschaftsmodus des Netzteils.

Die hohe Isolationsfestigkeit von 4kVAC zwischen der Netzspannung und den Ausgangsspannungen erlaubt den Einsatz des RACM1200-V in fast allen Bereichen, in denen ein Netzteil benötigt wird. Das können Ladegeräte sein oder LED-Beleuchtungen, aber auch Lasergeräte, Analysegeräte, Hochfrequenzgeräte, Roboter oder medizinische Betten und Stühle bis hin zu Medizingeräten, die direkt am Patienten Anwendung finden. So steht Entwicklern der genannten Geräte ein Netzteil zur Verfügung, das die geforderten Spezifikationen bereits erfüllt.

Zwar garantiert das vollständig nach IEC 60601-1 zertifizierte Netzteil noch nicht die Einhaltung von IEC 60601-1 für das Gesamtgerät, ist aber Voraussetzung dafür. Das ist sehr hilfreich für einen reibungslosen Zertifizierungsprozess des Endproduktes und spart Entwicklungskosten.

Die Geräte sind so konstruiert, dass sie die 2MOPPP-Isolierung (MOPP = Means of Patient Protection) ge-währleisten. Diese Maßnahmen zum Patientenschutz zusammen mit den geringen Kriechströmen sind Garanten dafür, dass die medizinischen Sicherheitsnormen eingehalten werden können. Die Signalausgänge und der 5V-Ausgang haben eine 1,5kVAC-Isolierung zur Netzspannung.

Die Serie kommt mit eingebauter EMV-Filterung auf den Markt, die genügend Abstand zur Klasse B für die abgestrahlten und die leitungsgebundenen Störungen hat. Sie erfüllt die internationalen Sicherheitsnormen für Industrieanwendungen, für informationstechnische Produkte und für Medizingeräte.

Ein AC/DC-Wandler mit 1200W ist für viele Anwendungen ausreichend und kann mehrere kleinere Wandler vorteilhaft ersetzen. Die Betriebsleistung eines einzelnen Hochleistungs-AC/DC-Wandlers ist höher als die mehrerer kleiner Wandler. Jede Spannungsversorgung hat einen internen Stromverbrauch, den man zwar so gering wie möglich hält, dennoch summiert sich der Eigenverbrauch bei mehreren Netzteilen auf. Wenn beispielsweise ein Geräteträger zwölf einzelne 100W-Spannungsversorgungen enthält, die jeweils 2W Eigenverbrauch haben, summieren sich die Gesamtverluste auf 24W. Ein großer Wandler hat im Vergleich dazu nur 2W Verluste. Läuft der Geräteträger kontinuierlich, können rund 200kWh im Jahr eingespart werden. Der RACM1200-V hat einen Nulllast-Stromverbrauch von 0,75 Watt (Hauptausgang aus, Hilfsausgang noch aktiv). Er entspricht den Effizienzanforderungen „80 Plus Platinum“ und „Ecodesign Lot 6“.

Der Eingangsspannungsbereich reicht von 85VAC bis 264VAC. Der RACM1200-V liefert die 1000W Ausgangsleistung in einem Metallgehäuse mit Kontaktkühlung, das lediglich eine Grundfläche von 102mm x 229mm hat und 40mm hoch ist. Über die Dauer von 10s darf die Ausgangsleistung sogar 1200W sein. Für eine konstante Ausgangsleistung von 1200W wird jedoch ein Lüfter benötigt, der die Luft mit 2,5m/s durch das Gehäuse bläst. Dazu steht ein steuerbarer Zusatzausgang zur Verfügung, der eine Anpassung des Temperaturmanagements erlaubt.

Die wichtigsten Daten des RACM1200-V