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DC/DC-Wandler der neuen Serien VCB48_QBO-xxWR3A(D)-N können einzeln und im Parallelverbund verwendet und mit einem PMBus komfortabel überwacht und konfiguriert werden.

Mornsun hat das Segment seiner Quarter-Brick Gleichspannungs-Wandler um die Serien VCB48_QBO-800WR3A(D)-N und VCB48_QBO-1300WR3A-N erweitert. Die neuen Module liefern Leistungen bis 800W bzw. 1300W und Ausgangsspannungen von 10,8V oder 12V. Ihre Eingänge sind ausgelegt für Eingangsspannungen von 40-60V (nominell 48V und 53V) bei 800W und 45-60V (nominell 53V) bei 1300W. Wirkungsgrade von 90% bis 97,3% bei Ausgangsleistungen zwischen 10% und 100% unterstreichen ihre beeindruckende Effizienz vor allem auch im Teillastbereich. Für einen sicheren Betrieb verfügen sie über leistungsfähige Schutzsysteme vor Unterspannung (Eingang), Überstrom, Kurzschluss und Überspannung (Ausgang) und vor Übertemperatur.

Die neuen Wandler können einzeln verwendet werden oder Teil eines Parallelverbunds sein, in dem sie den Gleichlauf ihre Ausgangsströme per “Droop load sharing“ (Suffix-“D“-Artikel im Lieferzustand) oder per “Active current sharing“ (Suffix-“A“-Artikel im Lieferzustand) verbessern. Über ein PMBus-Interface können sie komfortabel überwacht, konfiguriert und auf eine andere Betriebsart umgestellt werden. Die Wandler der neuen Serien VCB48_QBO-xxWR3A(D)-N verfügen über eine 1500V-Isolation zwischen dem Eingangs- und dem Ausgangskreis und sind für Temperaturen von -40°C bis +85°C zugelassen.

Betriebsarten

Die DC/DC-Wandler der Serien VCB48_QBO-xxWR3A(D)-N unterstützen die Betriebsarten Einzelbetrieb, Parallelbetrieb mit “Droop load sharing (DLS)“ und Parallelbetrieb mit “Active current sharing (ACS)“. Bei Auslieferung verfügen sie über Konfigurationsdaten für einen aktivierten DLS-Parallelbetrieb (Suffix “D“) oder für einen deaktivierten ACS-Parallelbetrieb (Suffix “A“). Die folgende Tabelle liefert einen Überblick über die Zugriffsmöglichkeiten auf die einzelnen Betriebsarten:

* PB: Parallelbetrieb

Zur Umstellung auf eine andere Betriebsart müssen entweder nur ein Aktivierungszustand oder mehrere Parameter der Konfiguration geändert werden. Dabei kann jederzeit auch die mitgelieferte Originalbetriebsart wieder aufgerufen werden.

Konfiguration und Monitoring per PMBus

Die Wandler-Serien VCB48_QBO-xxWR3A(D)-N können per PMBus mit einem Rechner verbunden und mit Hilfe einer Power Software Suite von Mornsun oder einer anderen geeigneten Software umfassend konfiguriert und überwacht werden. Dabei kann der Anwender über 100 Kommandos nutzen und mehr als 60 technische Parameter kontrollieren und ggf. auch ändern. Der Bus-Zugriff ist sowohl vor dem Einsatz eines Wandlers als auch während des laufenden Betriebs möglich, bei letzterem allerdings mit eingeschränkter Funktionalität. Konfigurierbare Parameter sind u.a. die Höhe der Ausgangsspannung, die Lage von Auslöseschwellen für diverse Sicherheitssysteme, die Schaltfrequenz, das Tastverhältnis und die Betriebsart. Einige Beispiele für das Monitoring von Parametern zeigt die folgende Übersicht

Parallelbetrieb mehrerer Wandler

Zur Erhöhung des Ausgangsstroms oder zur Erreichung von Redundanz können zwei oder mehr Wandler parallel betrieben werden. Dazu werden jeweils ihre Eingangs- und ihre Ausgangsanschlüsse polaritätsgerecht miteinander verbunden.

In einer solchen Konstellation haben alle Wandler die gleiche Ausgangsspannung. Dennoch liefern sie infolge differierender Ausgangskennlinien leicht voneinander abweichende Ausgangsströme. Das ist unproblematisch im Teillastbereich, führt aber zu Einschränkungen bei Volllast. Denn bei der Kalkulation des maximalen Ausgangsstroms eines Parallelverbunds muss die Toleranz der Ausgangsströme der einzelnen Wandler als Abschlag in voller Höhe berücksichtigt werden, um eine Überlastung einzelner Wandler sicher zu vermeiden! Die Wandler der Produktserien VCB_QBO-xxWR3A(D)-N verfügen über zwei Möglichkeiten zur Verbesserung des Gleichlaufs ihrer Ausgangsströme in einem Parallelverbund:

1.) Stromaufteilung per “Droop load sharing (DLS)“

Funktionsprinzip: Der Ausgang eines DLS-Wandlers liefert eine Spannung, die bei steigendem Strom leicht abfällt. Dieser “Voltage Droop“ führt bei parallel geschalteten Wandlern zu einer verbesserten Egalisierung ihrer Ausgangsströme. Die erhöhte Lastabhängigkeit der Ausgangsspannung muss als unerwünschter Nebeneffekt in Kauf genommen werden.

Mornsun-Serie VCB48_QBO-800WR3D-N: Diese Wandler sind bei Auslieferung auf die Betriebsart DLS und eine Spannungsdrift von 3mV/A eingestellt. In einem DLS-Verbund bleiben die Differenzen ihrer Ausgangsströme unter 10%. Die strombedingte Toleranz der gemeinsamen Ausgangsspannung sollte nicht allzu stark vom entsprechenden Wert bei Einzelbetrieb (±1,25%) abweichen.

2.) Stromaufteilung per “Active current sharing (ACS)“

Funktionsprinzip: Parallel geschaltete ACS-Wandler sind über einen Bus miteinander verbunden und tauschen Zustandsdaten aus. Dadurch sind sie in der Lage, ihre Ausgangskennlinien im laufenden Betrieb so anzupassen, dass die Egalisierung ihrer Ausgangsströme und die Stabilisierung der gemeinsamen Ausgangsspannung zu bestmöglichen Ergebnissen führt.

Mornsun-Serien VCB48_QBO-800WR3A-N und VCB48_QBO-1300WR3A-N: Diese Wandler sind bei Auslieferung auf einen Einzelbetrieb eingestellt und müssen vor ihrer Parallelschaltung noch auf die Betriebsart ACS umgestellt werden. Dazu ist ein Programmierzugriff über den PMBus erforderlich. Außerdem müssen die Anschlüsse PMBus_CTRL und Ctrl jeweils miteinander verbunden werden. In einem ACS-Verbund bleiben die Differenzen der Ausgangsströme unter 7,5% (800W) bzw. 5,6% (1300W). Die strombedingte Toleranz der gemeinsamen Ausgangsspannung sollte nicht allzu stark vom entsprechenden Wert bei Einzelbetrieb (±0,5%) abweichen.

Ein Zugriff auf die Wandler über den PMBus im laufenden Betrieb ist in beiden Betriebsarten nicht erforderlich, bei Bedarf kann dieser Bus aber z.B. für Monitoring-Zwecke zum Einsatz kommen.

Wirkungsgrade

Mit ihrer nominellen Eingangsspannung von 48V eignen sich die DC/DC-Wandler der Serien VCB48_QBO-xxWR3A(D)-N vor allem auch für den Bereich Telekommunikation. Anwendungen in diesem Sektor haben wegen wechselnder Datenraten nicht selten stark schwankende Stromaufnahmen. Dieser Anforderung entsprechen die neuen Wandler mit hohen Wirkungsgraden in einem weiten Leistungsbereich zwischen Leerlauf und Volllast.

Anwendungsbereiche

DC/DC-Wandler der neuen Serien VCB48_QBO-xxWR3A(D)-N sind ideale Komponenten für besonders leistungsfähige und zuverlässige Stromversorgungen im Bereich Telekommunikation. In Mobilfunk-Basisstationen können sie z.B. sehr vorteilhaft für Basisband-Ausrüstungen (Base band units – BBU) und Antennentechnik (Active antenna units – AAU) verwendet werden.

Eigenschaften

- Eingangsspannung (800W): 48V, 53V (40V-60V)

- Eingangsspannung (1300W): 53V (45V-60V)

- Ausgangsspannung 10,8V oder 12V

- Isolationsfestigkeit (I/O): 1.500 VDC

- Konfiguration und Monitoring per PMBus

- Parallelbetrieb mit Droop load sharing (DLS)
- Parallelbetrieb mit Active current sharing (ACS)

- hohe Wirkungsgrade bis 97,3%

- Betriebstemperaturbereich -40°C bis +85°C

- Abmessungen 58,4 x 36,8 x 14,2 mm (Quarter Brick)

- Gehäuse und Pin-Out gemäß DOSA-Standards

- Schutz vor Unterspannung (Eingang)

- Schutz vor Überstrom, Kurzschluss und Überspannung (Ausgang)

- Schutz vor Übertemperatur

- EM-Störaussendungen gemäß CISPR32/EN55032, Klasse A oder B (mit ext. Komp.)

- Sicherheit kompatibel mit EN62368

*Der vorstehende Bericht ist rein informativ. Detaillierte Produkteigenschaften können dem aktuellen Datenblatt entnommen werden.