01/05/2019
Door Ad Spijkers
Onderzoekers aan het Karlsruher Institut für Technologie (KIT) hebben een voeding voor huishoudelijke apparaten en laadpalen ontwikkeld die duidelijk langer meegaat dan de gangbare uitvoeringen.
Van het oplaadapparaat voor de smartphone via de trafo voor de laptop of wasmachine tot en met LED-lampen of het laadstation voor elektrische auto's. Bij de voeding van elektrische apparaten zijn schakelende voedingen alom tegenwoordig. Ze zetten de wisselstroom uit het stopcontact om in de voor het apparaat vereiste gelijkstroom. Het probleem is dat de voedingen gevoelig zijn voor fouten, wat ook de levensduur van de apparaten verkort.
De thans wijd verbreide schakelende voedingen zijn licht en compact, maar door de daarin toegepaste elektrolytische condensatoren ook gevoelig voor fouten. Foliecondensatoren zouden veel langer meegaan, maar ze hebben tot tien keer meer ruimte nodig. Wetenschappers van het Lichttechnisch instituut (LTI) aan het KIT hebben een digitale regelmethode ontwikkeld, die het mogelijk maakt foliecondensatoren te gebruiken, maar niet veel meer ruimte nodig hebben.
Nieuwe regelmethode
De regelmethode werkt op een in de voeding ingebouwde microprocessor. Deze herkent verstorende omgevingsinvloeden, zodat bijvoorbeeld grotere spanningsschommelingen kunnen worden gecompenseerd. Daardoor zijn condensatoren met geringere capaciteit voldoende. Het gebruik van deze foliecondensatoren elimineert de belangrijkste oorzaak van het uitvallen van apparaten die met het elektriciteitsnet zijn verbonden, namelijk de elektrolytische condensatoren. Afhankelijk van het ontwerp kan de levensduur daardoor verdrievoudigen. Dit leidt tot veel minder onderhoud. Dat is een groot voordeel, vooral op plaatsen waar de hoogst mogelijke betrouwbaarheid wordt geëist, zoals in de luchtvaart, bij elektrische auto's of industriële toepassingen.
Deze technologie is volgens de onderzoekers pas mogelijk geworden met de beschikbaarheid van krachtige microprocessoren. Ze vergelijken de digitalisering van de voedingen met de technologiesprong van analoge naar digitale fotografie. De technologie brengt alle voordelen van de digitalisering met zich mee, zoals de mogelijkheid van remote maintenance en de daarmee verbonden integratie in het Internet of Things.
De wetenschappers zijn nu op zoek naar partners in de industrie die op basis van de bestaande prototypen passende voedingen voor hun toepassingen ontwerpen.
Foto: Markus Breig, KIT