Netzteile

IP67 + IP64 Power Supplies

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Netzteile wandeln den Strom aus der Steckdose in die vom zugehörigen Gerät benötigte Spannung um. Die Netzteile sind als eigenständiges Gerät und integrierte Baugruppen erhältlich, die direkt im Gerät verbaut sind.

Ungeregelte Netzteile sind kostengünstig erhältlich, können aber keine konstante Ausgangsspannung zur Verfügung stellen. Geregelte Netzteile hingegen stellen immer eine Gleichspannung bereit. Zu den geregelten Netzteilen in einfacher Bauweise gehören lineare Netzteile. Schalternetzteile hingegen machen höhere Frequenzen als die aus der Steckdose zur Verfügung gestellte Netzfrequenz möglich. Im Haushalt sind Steckernetzteile am weitesten verbreitet, die zum Aufladen von Mobiltelefonen oder kleinen Elektrogeräten genutzt werden.

Netzteile sind heute im Fachhandel in sehr großer Auswahl für alle Anwendungszwecke erhältlich. IP-Netzteile entsprechen hierbei internationalen Normen: IP steht für International Protection, also die Internationale Schutzklasse. Die Schutzklassen werden jeweils über die IP-Normen definiert, die den Ansprüchen bestimmter Arbeitsumgebungen entsprechen. Die IP-Nummer des Geräts gibt mit der ersten Ziffer den Schutzgrad gegen das Eindringen von Staub und mit der zweiten Ziffer gegen das Eindringen von Wasser an. Für IP67 Power Supplies bedeutet dies, dass sie staubdicht und wasserdicht (bei kurzem Eintauchen in das Wasser) sind. IP64 Power Supplies sind ebenfalls staubdicht, jedoch nur gegen Spritzwasser geschützt. Anhand dieser Schutzklassen können die Netzteile für verschiedene Arbeitsumgebungen klassifiziert werden.

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Netzteile

Open Frame Medizinische Netzteile

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An die Stromversorgung medizinischer Geräte in Kliniken und Praxen werden ganz besondere Anforderungen gestellt. Das Regelwerk EN60601 definiert alle technischen Anforderungen ganz genau. Medizinische Netzteile, die diesem Regelwerk nicht entsprechen, erhalten in Deutschland und anderen Ländern mit vergleichbaren Vorgabekatalogen keine Zulassung.

Medizinische Netzteile dürfen die gesetzlich vorgegebenen Ableitungsströme nicht überschreiten. Diese Eigenschaft ist für den medizinischen Bereich besonders relevant, da die normalen Ableitströme die Sicherheit des Patienten, der an das Medizingerät angeschlossen ist, nicht gefährden dürfen. Auch medizinische Geräte zur Mehrfachversorgung von Patienten erfüllen trotz erhöhtem Energiebedarf die hohen Anforderungen an die maximale Toleranzgrenze für Ableitströme.

Handelsübliche Netzteile für die Medizin sind mit einem Überleitungsschutz, einer Überstromerkennung und einem Überhitzungsschutz ausgestattet. Sie müssen in jedem Fall auch bei unterbrochenen Schutzleitern eine reibungslose Funktionalität des medizinischen Gerätes gewährleisten.

Das Angebot für medizinische Netzteile ist aufgrund der strengen gesetzlichen Bestimmungen und hohen Anforderungen an die Patientensicherheit überschaubar. Die Entwicklungskosten für medizinische Netzteile sind sehr hoch. Open Frame Medizinische Netzteile und weitere Geräte zur reibungslosen Stromversorgung von Medizingeräten werden über den Fachhandel angeboten. Die hochentwickelten Netzteile erreichen oft eine lange Betriebsdauer und werden auf Basis langfristig angelegter Produktzyklen von den Herstellern entwickelt.

Medizinische Netzteile erreichen Betriebstemperaturen von bis zu etwa 70 Grad. Die Netzteile mit Recovery-Funktion nehmen automatisch wieder ihren gewohnten Betriebszustand an.

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Netzteile

Qualtitätsmerkmale von Medizinischen Netzteilen

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Netzteile versorgen bestimmte Baugruppen oder ganze Geräte mit Strom. Die Netzteile agieren dabei als Energieversorgung zwischen der Netzspannung aus der Steckdose und dem Gerät: Sie wandeln den Strom in die vom Gerät benötigte Spannung um. Netzteile sind vielfältig im Haushalt anzutreffen – sie gehören zum Lieferumfang aller Mobiltelefone und versorgen als Spannungsnetzteile Notebooks mit Strom. Besonders hohe Anforderungen werden an medizinische Netzteile gestellt, um der Sicherheit von Patienten gerecht zu werden.

Medizinische Netzteile müssen gesetzliche Normen wie das Regelwerk EN60601 erfüllen, um überhaupt in Deutschland zugelassen zu werden. Die Netzteile unterliegen sehr strengen Grenzwerten und müssen durchgängig funktionieren – auch bei unterbrochenem Schutzleiter. Die Qualitätsmerkmale von medizinischen Netzteilen sehen maßgeblich auch eine Begrenzung der Ableitströme für die Patientensicherheit vor. Über angeschlossene Bauteile könnten diese Ströme ansonsten auch den Patienten auf dem Krankenbett erreichen. Hochwertige Netzteile aus dem medizinischen Segment erreichen einen Wirkungsgrad von über 90 Prozent.

Aufgrund der hohen Sicherheitsstandards und Zulassungen ist die Entwicklung von medizinischen Netzteilen vergleichbar kostspielig. Die Qualitätsmerkmale von medizinischen Netzteilen umfassen unter Anderem Schutzfunktionen wie einen Überspannungsschutz, Überhitzungsschutz, Überstromerkennung und Recovery.
Medizinische Netzteile werden an Medizingeräte in Krankenhäusern oder Arztpraxen angeschlossen. Die sensiblen Werte für den maximalen Patientenableitstrom und Erdkriechstrom werden nicht überschritten.

Moderne Netzteile können auch für medizinische Geräte konzipiert werden, die einen höheren Stromverbrauch haben: An die Mehrfachversorgung werden neue Anforderungen gestellt.

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Netzteile

Dimensionierung von Schaltnetzteilen

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Schaltnetzteile sind elektronische Baugruppen, die Eingangsspannung in eine Gleichspannung umwandeln. Das Schaltnetzteil richtet die eingehende Netzspannung gleich und wandelt sie anschließend in eine Wechselspannung mit höherer Frequenz um. Dann wird die Wechselspannung im Schaltnetzteil wieder gleichgerichtet. Zur Spannungstransformation verwendet das Schaltnetzteil einen integrierten Transformator.

Die Dimensionierung von Schaltnetzteilen umfasst einen geschlossenen Regelkreis. Innerhalb dieses Regelkreises wird die Spannung gleichgerichtet, geglättet, in eine Wechselspannung umgewandelt, wiederum gleichgerichtet und gesiebt. Schaltnetzteile zeichnen sich durch einen hohen Wirkungsgrad aus, der deutlich über herkömmlichen Netzteilen liegt.

Dimensionierung von Schaltnetzteilen: Das Netzteil besteht aus einem Netzfilter, Gleichrichter, Glättungskondensator, Leistungstransistor und einem Trafo. Zusätzlich arbeiten im Netzteil ein Optokoppler und die Steuerelektronik.

Schaltnetzteile werden in Computernetzteilen, bei Monitoren und Fernsehern verbaut. Sie eignen sich auch als Steckernetzteile und werden in handelsüblichen PC-Druckern verbaut. Schaltnetzteile zeichnen sich durch einen hohen Wirkungsgrad von etwa 90 Prozent aus und sind auf unterschiedliche Netzspannungen ausgelegt. Sie benötigen nur einen geringen Anteil von Kupfer und sind sehr leicht. Mithilfe kleindimensionierter Transformatoren und Siebkondensatoren konnte mit Schaltnetzteilen auch das Volumen des Bauteils reduziert werden. Die Schaltnetzteile sind zudem preisgünstiger als ein normaler Trafo und zeichnen sich durch einen äußerst niedrigen Stromverbrauch im Stand-By-Modus aus. Im Betrieb müssen die anfallenden Störemissionen jedoch aufwendig heraus gefiltert werden. Schaltnetzteile sind vergleichbar komplex aufgebaut und fallen theoretisch schneller aus als einfach konstruierte Netzteile.

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