Einbaunetzteil GXE600
Dauerläufer mit Kommunikationstalent
Konstruktion | TDK-Lambda entwickelt seit Jahren Netzgeräte auch für medizinische Anwendungen. Der jüngste Spross der Produktfamilie ist das Einbaunetzteil GXE600, das dank seiner RS-485-Programmierschnittstelle den Blick in das Innere erlaubt.
Eine wichtige Rolle in der Medizintechnik spielen die Stromversorgungsgeräte. Sie haben direkte Verbindungen zur Netzspannung und versorgen medizinisch relevante Komponenten wie Pumpen, Heizungen sowie Sensoren mit den nötigen Spannungen.
Dennoch können Geräte aufgrund von Netzteilproblemen ausfallen. Oft bleibt der Grund unklar, weil sich viele Netzteile wie eine »Black-Box« verhalten: Es gibt keine Informationen, wie es im Inneren aussieht. Anders beim Netzteil GXE600 von TDK-Lambda. Es verfügt über einen Fehlerspeicher, der über eine RS-485-Programmierschnittstelle ausgelesen werden kann. Dazu zählen die Historie der Ausgangswerte von Spannung, Strom, der Temperatur innerhalb des Netzteils und ein Betriebsstundenzähler.
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Zudem ermittelt das Netzteil selbsttätig die geschätzte Restlebensdauer der Elektrolyt-Kondensatoren, die meist für den vorzeitigen Ausfall eines Netzteils verantwortlich sind. TDK-Lambda hat sich für das ModBus-RTU-Protokoll entschieden, weil dieser Feldbus eine preisgünstige Anbindung an das medizinische Gerät ermöglicht. Für Medizingerätehersteller ergeben sich Möglichkeiten für ein erweitertes Wartungsmanagement, das Fernwartung, Fehlerdiagnose und präventive Servicemaßnahmen umfasst.
Rückverfolgbarkeit auch bei einem Gerätetausch
Zur Auswahl stehen Modelle mit 24 V und 48 V Nennausgangsspannung. Ausgangsspannung und -strom lassen sich von –80 % bis +20 % des Nennwertes programmieren. Das 48-V-Modell kann am Ausgang Spannungen von 9,6 V bis 57,6 V liefern. Die Geräte können entweder statisch mit ihrer fixen Ausgangsspannung betrieben werden oder als programmierbare Konstantspannungs- oder Konstantstrom-Quellen (CVCC) arbeiten. Auch verschiedene Schutz- und Recovery-Parameter sowie die Flankensteilheit sind über das ModBus-Interface einstellbar.
Das Auslesen der Seriennummer erlaubt die Rückverfolgbarkeit auch bei einem Gerätetausch durch den Service. Ist das Netzteil durch einen Fehler in einen Sicherheitszustand gewechselt, liefert der Fehlerspeicher Hinweise für die Analyse. Bem Ausfall der Netzspannung wird das »AC-Fail-Signal« aktiv und ermöglicht der Gerätesteuerung während einer ca. 20 ms dauernden »Gnadenfrist« ein geordnetes Herunterfahren des Systems, bevor das GXE abschaltet.
Für den Einsatz in medizinischen Geräten sprechen sein Wirkungsgrad von 95 % und dass es trotz der Leistung von 600 W mit einer Konvektionskühlung auskommt. Wo Patienten in engen Kontakt mit dem Gerät kommen, ist es entscheidend, dass sie nicht von Vibrationen oder Lüftergeräuschen gestört werden.
Die Netzteile verfügen über einen Weitbereichseingang von 85 bis 265 V(AC) bei einem Erdableitstrom unter 300 µA und sind mit doppelter Eingangssicherung (L und N) ausgerüstet. Die zulässige Betriebstemperatur liegt bei –20 °C (Startup –40 °C) bis +70 °C.
Zur Standardausstattung gehören auch ein isolierter Standby-Ausgang mit 5 V/1 A, ein Fern-Ein/Aus sowie isolierte DC-Good- und AC-Fail-Signalausgänge. Bei einer Umgebungstemperatur von 50 °C haben die Netzteile der GXE600-Serie eine Lebensdauer von sieben Jahren und ist damit identisch mit der Garantie.
Für B- und BF- Anwendungen geeignet
Die Geräte verfügen über Zulassungen gemäß IEC/EN/US/CSA 60601-1, IEC/EN/US/CSA 62368-1, IEC/EN/US/CSA 60950-1 sowie EN 62477-1 (OVC III) und tragen das CE-Zeichen gemäß Niederspannungs- , EMV- und RoHS2-Richtlinien. Die Isolationsspannung beträgt 4000 V(AC) (2 × MoPP) zwischen Ein- und Ausgang, 2000 V(AC) (1 × MoPP) zwischen Eingang und Masse und 1500 V(AC) (1 × MoPP) zwischen Ausgang und Masse, sodass sich die Netzteile im Medizinbereich sowohl für B- als auch für BF-Anwendungen eignen.
Autor: Udo Schweizer ist FAE & Product Manager bei TDL-Lambda
Schlagworte: Open-Frame-Netzteil, Stromversorgung für die Medizintechnik,
Genannte Firmen: TDK-Lambda
Originalpublikation: Dieser Artikel erschien zuerst in der Medizin+elektronik 5/2019 vom 6. September 2019.
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