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Ungeregelt und doch dauerkurzschlussfest – gibt’s das ? geht das ?

		…aus der täglichen Reklamationsbehandlung eines DC/DC Wandlerherstellers... Schon wieder eine Kundenreklamation dass 1 oder 2 Module ausgefallen sind, in einer Applikation, die seit Jahren unverändert ist, die an sich stabil läuft aber halt alle paar Monate einen Ausfall zeigt der nur durch Tausch des DC/DC Wandlers behoben werden kann. Sind tatsächlich Wandler immer schuld, sind Wandler gar schlechte Produkte? Oder war es ein Userfehler? Folgender Artikel sollte ein Randthema der galvanischen Trennung aus einem anderen Gesichtspunkt beleuchten und dem Entwickler eine Lösung anbieten, die nicht nur im eigenen Haus für gesteigerte Zufriedenheit sorgen wird.
Speziell ansprechen möchten wir hier alle Entwickler die vor der Aufgabe stehen Schnittstellen, Bus-Anbindungen etc. zu entwickeln, die so universell einsetzbar sein sollen dass Worst-Case Bedingungen, Einbau, Installation usw. in der Entwicklungsphase unmöglich alle bekannt sein können. Die Auswahl des Bauteils das für die galvanische Trennung verantwortlich zeichnet, des DC/DC Wandlers, ist immer ein schwieriges Abwägen zwischen Spezifikationen und späterer Betriebssicherheit einerseits und Kosten andererseits. Sehr oft ist es nötig die Ausgangsspannung des Wandlers auch extern über Anschlüsse, Stecker etc. zur Verfügung zu stellen und es kann somit durchaus vorkommen, dass ein Kurzschluss an den Ausgängen des Wandlers entsteht. Für die breite Masse an DC/DC Wandlern bedeutet das den unmittelbaren Überlasttod, denn der typische Schnittstellen-Wandler mit 0,5 - 2W ist in der Regel ungeregelt und somit nicht dauerhaft kurzschlussfest. Für maximal 1 Sekunde ist der Kurzschluss laut Datenblatt zwar zulässig, de facto ist das Design aber ohne jedwede Maßnahme für diesen Fall ausgelegt und diese 1 Sekunde ist rein auf die Robustheit des Designs zurückzuführen. Warum eigentlich? Ersteres ist klar, die Forderung nach möglichst stabiler Ausgangsspannung hat in Schnittstellenanwendungen selten höchste Priorität, eine Kurzschlusssicherung ist hier zwar gewünscht, definiertes Überlastverhalten des Wandlers wird aber nur von geregelten Wandlerdesigns geboten. Doch macht der deutliche Preisunterschied zwischen ungeregelt und geregelt (und somit dauerkurzschlussfest) es dem Entwickler beinahe unmöglich zu solch einem Bauteil zu greifen nur um den nicht alltäglichen Fehlerfall eines extern produzierten Kurzschlusses abzufangen. Wir von RECOM tragen diesem Umstand Rechnung indem wir unser gesamtes Spektrum an ungeregelten Wandlerserien von 0,25W bis 2W, zusätzlich zur bisherigen Standardausführung um eine so genannte P-Option, P für Protected, ergänzt haben. Der Wandler ist dadurch, obwohl nach wie vor ungeregelt, einfach aufgebaut und deutlich kostengünstiger als die geregelte Variante, in der Lage dauerhaft einem Kurzschluss zu widerstehen. Durch cleveres Ausbalancieren von gewählten Materialien für die Trafokerne und darauf abgestimmte Spezifikationen der im primärseitigen Oszillator verbauten Transistoren ist es uns gelungen eine Kurzschlussfestigkeit zu garantieren, ohne den ungleich aufwendigeren Weg einer Feedbackregelung mit Überlastüberwachung zu gehen. Mit nur wenigen Bauteilen wird so ein Wandler realisiert, der voll abgesichert ist gegen fast alles was für die breite Masse an am Markt erhältlichen Schnittstellenwandlern, den sicheren Ausfall bedeuten würde.Kurz gesagt, der durch Kurzschluss hervorgerufene deutlich höhere Sättigungsstrom kann von den Transistoren der P-Option-Wandler dauerhaft getrieben werden. So einfach wie die Lösung des Problems ist so einfach ist sie auch anzuwenden, alle Wandler-Spezifikationen gelten für die Standardvariante wie auch für die P-Option gleichermaßen. Wir konnten schon einige unserer klassischen „Schnittstellen-Produkt-Kunden“ von den Vorteilen dieses Lösungsansatzes überzeugen. So mancher Entwickler war davon derart begeistert, dass er veranlasst hat alle Wandler ab sofort nur noch als P-Option einkaufen zu lassen. Binnen kurzer Zeit konnte er seinen Kollegen aus der Qualitätsabteilung oder die Kollegin aus der Reklamationsbehandlung davon überzeugen, die P-Option überzeugte sie und auch der Einkauf fand den Mehrwert in einer sehr gesunden Relation zu einem vergleichsweise geringen Mehrpreis. Überzeugen Sie sich selbst, testen Sie die P-Wandler von RECOM, quälen Sie sie wie wir es getan haben…