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Redundanzsysteme

Funktionelle Redundanz zielt darauf ab, sicherheitstechnische Systeme mehrfach parallel auszulegen, damit - beim Ausfall einer Komponente - die anderen den ungestörten Dienst gewährleisten. Deshalb werden redundante Stromversorgungen durch Dioden oder p-Kanal-Power-MOSFETs voneinander im Ausgang entkoppelt. Alle QUEL-Einzelspannungsgeräte sind für den redundanten Betrieb einsetzbar. Je nach Kundenwunsch können Systeme für heiße (mehrere Leistungswandler parallel – fällt einer aus, bleibt der Betrieb ununterbrochen gewährleistet) oder kalte Redundanz (Reserve-Leistungswandler wird im Fehlerfall mit definierter kurzer Unterbrechung zugeschaltet) ausgelegt werden. 


Mehrfache Redundanz

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Mehrfache Redundanz

Heiße Redundanz (engl. Hot-Spare) bedeutet, dass im System mehrere Systeme die Funktion parallel ausführen. N+1-Redundanz bedeutet, dass ein System aus N funktionierenden Einheiten, die zu einem Zeitpunkt aktiv sind, und einer nicht Strom führenden - Einheit besteht. Fällt eine aktive Einheit aus, so übernimmt die nicht stromführende Einheit die Funktion der ausgefallenen Einheit und speist zusätzlich ein. Bei einem weiteren Ausfall einer aktiven Einheit steht das System nicht mehr voll zur Verfügung und wird in der Regel als ausgefallen betrachtet. Bei einer homogenen Redundanz arbeiten gleiche Komponenten parallel miteinander. Mit dieser Auslegung lässt sich der Entwicklungsaufwand durch identische Komponenten reduzieren. Diese Auslegung sichert gegen zufällige Ausfälle, z.B. Alterung, Verschleiß und erhöht die Gesamtzuverlässigkeit. Bei einer inhomogen Redundanz koppelt man Stromversorgungen unterschiedlicher Hersteller zusammen, um das Restrisiko von Entwicklungs- und Fertigungsmängeln gleicher Hersteller noch zusätzlich auszuschließen. Wir bieten sowohl heiße als auch N+1-Redundanz und empfehlen die Nutzung homogener Redundanz.


Konvektionskühlung

Konvektionskühlung

Damit die Geräte zu einer sehr hohen Ausfallsicherheit kommen, wird auf bewegte (elektro)mechanische Bauelemente wie Lüfter verzichtet, zusätzlich werden die internen Temperaturen sehr gering gehalten durch einen bewusst "luftigen" Aufbau. Trotzdem werden beispielsweise 400 W in nur 21TE bei 220 mm Baugruppentiefe realisiert im 48V-DC-DC Betrieb bei Einspeisung mit 220Vdc.


Baugruppenträger

Baugruppenträger

In einem 3 HE 360 mm tiefen oder 6 HE 260 mm tiefen Rack können 1600 W oder bis zu 4 Stromversorgungen zusammen mit einer Anzeige– und Über­wachungseinheit platziert werden. Im Baugruppenträger stehen diverse Einspeisemöglichkeiten, von oben, unten oder auch seitlich zugentlastet zur Verfügung. Neben der DC-Einspeisung ist auch wahlweise AC- oder auch AC- und DC-Mischbetrieb möglich.
Die am Rack befestigte Anschussplatine übernimmt die elektrische Verbindung der bis zu vier Stromversorgungen mit zusätzlicher gemeinsamer Ein- und Aus­gangs­filterung. Bei Verdrahtung über die Anschlussplatine ist zu beachten, dass alle Stromversorgungen auf einem gemeinsamen Bezugspotential liegen.


Hot-Plug oder Hot-Swap

Hot-Plug oder Hot-Swap

Im Eingang und im Ausgang einer Stromversorgung sind hochkapazitive Kondensatoren eingebaut. Damit beim Laden dieser Kondensatoren keine hohen Spitzenströme über die Kontakte der Steckverbindungen fließen wird die Stromversorgung über den frontseitigen - im Ziehgriff integrierten - Schalter vom Versorgungsnetz zugeschaltet.


Redundanzüberwachung

Redundanzüberwachung

Bei einer N+1 Redundanz steht immer ein Gerät als Ausfallsicherheit parat, um im Notfall den Strom eines Gerätes zu ersetzten. Über einen DIP Schalter am Baugruppenträger wird die Anzahl der Geräte eingestellt. N= 2 ... 4. Der Controller misst den Gesamtstrom der Anlage und kann aus der Geräteanzahl und dem Gesamtstrom das Vorhalten der Redundanz berechnen, mitteln und anzeigen. Bei Unterschreitung des Redundanzstromes von einem Gerät gibt es eine Alarmmeldung, die alle 10 sec überprüft wird. Es wird über DIP Schalter eingestellt, ob die Anlage paarweise überwacht werden soll oder als Gesamt­einheit. Die Spannungen der bis zu vier Ausgänge werden angezeigt sowie deren Ströme. Als Relaisfunktionen stehen vier DC-OK Signale für jeden Ausgang und, die Netzüberwachung für max. zwei Einspeisenetze, Redundanz-OK und Summenmeldung OK zur Verfügung mit max. 1A Kontaktbelastung bei 60V.