Stromversorgungen für Test- und Messtechnik

Das Testen und Messen (T+M) deckt einen weiten Bereich industrieller Anwendungen ab, umfasst jedoch im Wesentlichen das Erfassen einer physikalischen Größe (z. B. Strom, Spannung, Temperatur) unter verschiedenen Betriebsbedingungen – im Normalbetrieb, an den Betriebsgrenzen oder bei Überlast – sowie das anschließende Aufzeichnen und Analysieren der Ergebnisse.

Häufig ist eine galvanische Isolierung der Messung von der Bezugsmasse erforderlich, da sich das zu prüfende oder zu messende Teil auf einer anderen Erdreferenzspannung befindet als das Aufzeichnungs- oder Analysegerät. Wenn die T+M-Ausrüstung netzgespeist ist, sorgt ein AC/DC-Wandler für die sichere Netztrennung. Zusätzlich kann ein DC/DC-Wandler nachgeschaltet werden, um eine funktionale oder verstärkte Isolation zwischen separaten Stromversorgungs-Schienen für die Eingänge von Mehrkanal- oder Mehrparameter-Messgeräten bereitzustellen. Dies verhindert Interferenzen, Gleichtaktstörungen oder Übersprechen zwischen den Signaleingängen. Daher sind DC/DC-Wandler auch dann erforderlich, wenn die Messeinheit selbst batterie- oder akkubetrieben ist.

Analoge Eingangs-Messtastersensoren benötigen normalerweise eine Doppelschienenversorgung, um die Operations- oder Präzisionssignalverstärker mit Strom zu versorgen. Der verstärkte und konditionierte Ausgang wird üblicherweise in Analog-Digital-Wandler (ADC) eingespeist, und der Datenstrom anschließend mithilfe von Digital-Isolatoren isoliert. Für ADCs und DIs sind unabhängige 3,3V- oder 5V-Schienen erforderlich, die von der Hauptversorgungsschiene (typischerweise 12V oder 24V) herunter konvertiert werden. Schließlich sind digitale Bustrenner (USB, CAN, GPIB usw.) häufig unerlässlich, um Masseschleifen zu vermeiden und die Sicherheit oder eine Einzelfehlertoleranz im Messtechniksystem zu gewährleisten.

Netzbetriebene T+M-Geräte können von kompakten Desktop-Produkten bis hin zu Rack-Installationen mit Eingangsspannungen von nominal 100VAC bis 277VAC – oder sogar höher für industrial applications – reichen. Bei geringen Leistungsanforderungen von 3W bis 20W werden häufig PCB-bestückte AC/DC-Wandler eingesetzt, etwa die Serien RAC03-K, RAC04-K/277, RAC04NE-K/277, RAC05-K/480, RAC10-K/277, RAC15-K/480, RAC20-K, RAC20NE-K/277 und RAC25-K/480. Für höhere Leistungen von 40W bis 550W eignen sich chassis- oder gehäusemontierte Varianten wie RACM60-K, RACM90-K, RACM230-G, RACM550-G und RACM1200-V die eine passive Kühlung über die Grundplatte unterstützen.

Oft ist in T+M-Umgebungen ein lüfterloser Betrieb erwünscht, und alle diese Teile sind bis in hohe Temperaturbereiche ohne forcierte Luftkühlung nutzbar, wobei die 230W- und 550W-Produkte zusätzlich mit Grundplattenkühlung betrieben werden können. Je nach Produkt sind Sicherheitszertifizierungen für verschiedene Anwendungsumgebungen verfügbar, z.B. IEC/EN 61010, IEC/EN 62368, IEC/EN 60601 und EN 60335. Die EMV-Normen werden ohne zusätzliche Komponenten erfüllt, und alle Bauteile weisen einen niedrigen Netzableitstrom auf, was bei T+M-Anwendungen, besonders im medizinischen Bereich, von kritischer Bedeutung ist. Ebenso kann das geringe Ausgangsrauschen der RECOM AC/DC-Stromversorgungen bei empfindlichen Messungen von Vorteil sein.

Für präzise Test- und Messsysteme bietet die RACPRO1-S-Serie stabile Stromversorgung mit 120W, 240W und 480W Ausgangsleistung. Sie kombiniert hohen Wirkungsgrad, geringe Restwelligkeit und große Leistungsreserven für dynamische Lasten. Rückspeiseschutz und zertifizierte Sicherheit gemäß IEC/EN/UL 61010 gewährleisten einen zuverlässigen Betrieb in Labor- und Prüfstandsumgebungen. Das kompakte DIN-Schienenformat ermöglicht eine einfache Integration in modulare Messsysteme.

Für Test- und Messgeräte, die in rauen Industrieumgebungen wie Chemieanlagen, Raffinerien oder Kraftwerken betrieben werden, ist die RACPRO1-Txx-Serie von AC/DC-Hutschienen-Stromversorgungen mit hoher Leistungsdichte ideal geeignet. Sie wurde speziell für anspruchsvolle industrielle Sensor- und Messanwendungen entwickelt und bietet einen Leistungsboost von 150% für 5 Sekunden, um hohe Einschaltströme zu bewältigen. Der Eingang kann als 3-Phasen-Wechselstrom oder mit 450–850VDC erfolgen. Die Ausführungen mit 240W, 480W und 960W verfügen über 24VDC- oder 48VDC-Ausgänge, die mithilfe des RACPRO1-4SP e-Fuse Moduls sicher an nachgelagerte Multi-Sensor-Systeme verteilt werden; dabei wird jeder Ausgangskanal individuell strombegrenzt und geschützt.

RECOM bietet hochisolierte DC/DC-Wandler in kompakten Gehäusegrößen an. Die RHV2/RHV3-Serien bieten eine Isolation von 20kVDC (12,5kVAC/1 Minute) in einem SIP16-Gehäuse für Anwendungen mit extremen Isolationsanforderungen, wie etwa Hartvakuum-Ionenpumpen, Röntgengeräte oder Hochspannungs-Staubfilter.

Die REM-Serie bietet eine Isolation von bis zu 10kVDC (5kVAC/1 Minute) und ist zertifiziert, um dauerhaft 230VAC über die Isolationsbarriere hinweg zu widerstehen. Ausgangsleistungen von 1W bis 30W stehen zur Verfügung. Eine typische Anwendung ist die Isolation von Temperaturmessthermoelementen, die an Transformatoren, Transistoren, Dioden oder Kondensatoren angeschlossen sind, die mit Netzspannung betrieben werden. Für Messtechnik-Anwendungen, bei denen eine funktionale Trennung erforderlich ist, um Erdschleifen oder Störungen in Niederspannungssystemen zu vermeiden, bietet die RKE-Serie ein hervorragendes Preis-Leistungs-Verhältnis mit Isolationsoptionen von 3kV, 4kV oder 6kV.

Ein isolierter Datenbus-Transceiver benötigt eine separate, isolierte Stromversorgung für den seriellen Kommunikationsbus. Diese wird üblicherweise von einem isolierten DC/DC-Wandler bereitgestellt, der über die Isolationsbarriere geführt und aus der primären Eingangsspannung gespeist wird. Typische Eingangs- und Ausgangsspannungskombinationen sind 3,3V bis 3,3V, 5V bis 5V oder 3,3V bis 5V.