Wenn eine Anwendung mehr Leistung benötigt, als ein einzelnes Netzteil liefern kann, oder wenn Redundanz gefordert ist, liegt der Parallelbetrieb mehrerer Geräte nahe. Die XDR-480E, -960E, XDR-240, 480 und 960-Serien unterstützen genau das: Bis zu vier identische Netzteile lassen sich kombinieren, um Ausgangsleistung und -strom zu erhöhen.
Allerdings setzen beide Serien auf unterschiedliche Verfahren zur Lastaufteilung – mit Konsequenzen für Verdrahtung, Genauigkeit und Auslegung der Anwendung. Um diese Unterschiede anschaulich zu verdeutlichen, betrachten wir im Folgenden die Modelle XDR-480E-24 und XDR-480-24 als Beispiele.
In diesem Beitrag zeigen wir, wie der Parallelbetrieb bei beiden Modellen funktioniert, was bei der Inbetriebnahme zu beachten ist und welches Verfahren für welchen Anwendungsfall besser passt.
Zwei Verfahren, ein Ziel
Beide Netzteile verteilen die Last automatisch auf alle parallel geschalteten Geräte, ohne dass ein externes Lastverteilungsmodul nötig wäre. Der Unterschied liegt darin, wie diese Verteilung geregelt wird:
Parallelbetrieb des XDR-480E-24
Der XDR-480E-24 verfügt über eine integrierte Funktion zur Lastaufteilung („Droop Mode Current Sharing“) und kann für höhere Leistungen mit bis zu vier identischen Netzteilen parallel betrieben werden.
Voraussetzungen für den Parallelbetrieb
Damit mehrere XDR-480E-24 zuverlässig zusammenarbeiten, sind folgende Punkte zu beachten:
1. Gleiche Ausgangsspannung einstellen
Die Ausgangsspannungen aller parallel geschalteten Geräte dürfen sich um maximal 0,1 V unterscheiden. Vor der Inbetriebnahme sollten die Ausgangsspannungen daher kontrolliert und gegebenenfalls angeglichen werden.
2. Maximaler Ausgangsstrom
Der Gesamtstrom aller parallel betriebenen Netzteile darf den folgenden Wert nicht überschreiten:
Gesamtstrom = Nennstrom eines Gerätes × Anzahl der Geräte × 0,9
Der Faktor 0,9 dient als Sicherheitsreserve für eine stabile Stromaufteilung.
3. Maximale Anzahl von Geräten
Es dürfen maximal vier XDR-480E-24 parallel betrieben werden.
4. Leitungsführung
Die Netzteile sollten mit möglichst kurzen und ausreichend dimensionierten Leitungen parallel verbunden werden. Erst danach erfolgt die Verbindung zur Last. Dadurch werden Spannungsverluste minimiert und eine gleichmäßige Lastverteilung sichergestellt.
5. Mindestlast beachten
Die angeschlossene Last muss mindestens 7 % der gesamten verfügbaren Ausgangsleistung betragen.
Berechnung:
Mindestlast > 7 % × Nennstrom pro Gerät × Anzahl der Geräte
6. Verhalten bei geringer Last
Liegt die Last unter diesem Mindestwert, kann es vorkommen, dass nur ein Netzteil als „Master“ arbeitet. Die übrigen Geräte („Slaves“) wechseln in den Standby-Betrieb. In diesem Zustand leuchten deren Ausgangs-LEDs nicht und die Ausgangsrelais bleiben deaktiviert.
7. P-LINK-Verbindung
Die P-LINK-Anschlüsse aller Netzteile müssen miteinander verbunden werden. Die Verbindungsleitungen sollten dabei möglichst kurz gehalten werden.
8. Verhalten nach Fehlern
Nach einer Überlast oder einem Kurzschluss muss die Versorgungsspannung der Geräte kurz abgeschaltet und anschließend wieder eingeschaltet werden, damit der Parallelbetrieb wieder aufgenommen wird.
Funktionsweise des Droop Mode
Der XDR-480E-24 verwendet zur Lastaufteilung den sogenannten Droop Mode. Dabei wird die Ausgangsspannung eines Netzteils mit zunehmender Belastung leicht abgesenkt. Dadurch gleichen sich kleine Unterschiede zwischen den Geräten automatisch aus und der Laststrom verteilt sich auf alle Netzteile.
Im Parallelbetrieb regelt das Netzteil seine Ausgangsspannung so, dass die Spannung bei Nennlast etwa 4 % niedriger ist als im Leerlauf. Bei der 12-V-Version beträgt die Absenkung etwa 8 %.
Beispiel für die 24-V-Version:
Bei korrekter Verdrahtung und Einhaltung der genannten Bedingungen ermöglicht der Droop Mode einen einfachen und zuverlässigen Parallelbetrieb von bis zu vier XDR-480E-24-Netzteilen.
Parallelbetrieb des XDR-480-24
Der XDR-480-24 verfügt über eine integrierte Funktion zur aktiven Stromaufteilung (Active Current Sharing). Dadurch können bis zu vier identische Netzteile parallel betrieben werden, um die verfügbare Ausgangsleistung und den Ausgangsstrom zu erhöhen.
Voraussetzungen für den Parallelbetrieb
Für einen zuverlässigen Parallelbetrieb sind folgende Punkte zu beachten:
9. Active Current Sharing aktivieren
Vor der Inbetriebnahme muss sichergestellt werden, dass die Funktion zur Spitzenstrombereitstellung (Transient Peak Current Capability) deaktiviert ist.
Hierzu darf der TC-Pin nicht mit GND verbunden werden.
Die CS- und GND-Leitungen sollten als verdrilltes Adernpaar (Twisted Pair) ausgeführt werden, um Störeinflüsse zu minimieren und eine stabile Stromaufteilung zu gewährleisten.
Vor der Inbetriebnahme sollten die Ausgangsspannungen daher kontrolliert und gegebenenfalls mit dem Spannungseinsteller (Vo Adj.) angeglichen werden.
Gesamtstrom = Nennstrom pro Gerät × Anzahl der Geräte × 0,9
Der Faktor 0,9 berücksichtigt die notwendige Reserve für eine sichere und stabile Lastaufteilung.
Dadurch werden Spannungsverluste und Unterschiede zwischen den einzelnen Geräten minimiert.
Berechnung:
Mindestlast > 5 % × Nennstrom pro Gerät × Anzahl der Geräte
Die übrigen Geräte wechseln in den Standby-Betrieb. In diesem Zustand bleiben die grünen Ausgangs-LEDs sowie die Ausgangsrelais dieser Geräte deaktiviert.
Funktionsweise des Active Current Sharing
Im Gegensatz zu einfachen Parallelbetrieben überwacht das XDR-480-24 über die CS-Leitung kontinuierlich die Stromabgabe aller angeschlossenen Netzteile.
Die Geräte tauschen Informationen über ihren aktuellen Ausgangsstrom aus und regeln ihre Leistung aktiv nach. Dadurch wird die Last möglichst gleichmäßig auf alle Netzteile verteilt.
Die Vorteile dieser Methode sind:
Vergleich zwischen XDR-480E-24 und XDR-480-24
Obwohl beide Netzteile einen Parallelbetrieb von bis zu vier Geräten unterstützen, unterscheiden sich die Verfahren zur Lastaufteilung deutlich.
XDR-480E-24 – Droop Mode Current Sharing
Beim XDR-480E-24 erfolgt die Stromaufteilung über das sogenannte Droop-Verfahren.
Dabei sinkt die Ausgangsspannung eines Netzteils mit steigender Belastung geringfügig ab. Durch diese Spannungsabsenkung verteilt sich der Laststrom automatisch auf die parallel geschalteten Geräte.
Vorteile:
Beim XDR-480-24 erfolgt die Stromaufteilung aktiv über die CS-Schnittstelle.
Die Netzteile kommunizieren miteinander und gleichen ihre Stromabgabe kontinuierlich ab.
Vorteile:
Für Anwendungen, bei denen eine robuste, unkomplizierte Lösung mit minimalem Verkabelungsaufwand im Vordergrund steht, ist der XDR-480E-24 mit Droop Mode die naheliegende Wahl. Wo es dagegen auf eine möglichst gleichmäßige und präzise Stromverteilung ankommt, etwa bei dynamischen Lasten oder höheren Anforderungen an die Regelgenauigkeit, spielt der XDR-480-24 mit Active Current Sharing seine Stärken aus.
In beiden Fällen gilt: Bei korrekter Verdrahtung und Einhaltung der genannten Bedingungen ermöglichen beide Serien einen zuverlässigen Parallelbetrieb von bis zu vier Geräten, ganz ohne zusätzliche externe Lastverteilungsmodule.
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Allerdings setzen beide Serien auf unterschiedliche Verfahren zur Lastaufteilung – mit Konsequenzen für Verdrahtung, Genauigkeit und Auslegung der Anwendung. Um diese Unterschiede anschaulich zu verdeutlichen, betrachten wir im Folgenden die Modelle XDR-480E-24 und XDR-480-24 als Beispiele.
In diesem Beitrag zeigen wir, wie der Parallelbetrieb bei beiden Modellen funktioniert, was bei der Inbetriebnahme zu beachten ist und welches Verfahren für welchen Anwendungsfall besser passt.
Zwei Verfahren, ein Ziel
Beide Netzteile verteilen die Last automatisch auf alle parallel geschalteten Geräte, ohne dass ein externes Lastverteilungsmodul nötig wäre. Der Unterschied liegt darin, wie diese Verteilung geregelt wird:
- XDR-480E-24 nutzt Droop Mode Current Sharing: Die Ausgangsspannung sinkt mit steigender Last leicht ab. Über diesen kontrollierten Spannungsabfall gleichen sich die Geräte untereinander automatisch ab, rein passiv, ohne zusätzliche Kommunikationsleitung.
- XDR-480-24 nutzt Active Current Sharing: Die Geräte sind über eine CS-Leitung (Current Sharing) direkt miteinander verbunden, tauschen kontinuierlich Informationen über ihren aktuellen Ausgangsstrom aus und regeln aktiv nach.
Parallelbetrieb des XDR-480E-24
Der XDR-480E-24 verfügt über eine integrierte Funktion zur Lastaufteilung („Droop Mode Current Sharing“) und kann für höhere Leistungen mit bis zu vier identischen Netzteilen parallel betrieben werden.
Voraussetzungen für den Parallelbetrieb
Damit mehrere XDR-480E-24 zuverlässig zusammenarbeiten, sind folgende Punkte zu beachten:
1. Gleiche Ausgangsspannung einstellen
Die Ausgangsspannungen aller parallel geschalteten Geräte dürfen sich um maximal 0,1 V unterscheiden. Vor der Inbetriebnahme sollten die Ausgangsspannungen daher kontrolliert und gegebenenfalls angeglichen werden.
2. Maximaler Ausgangsstrom
Der Gesamtstrom aller parallel betriebenen Netzteile darf den folgenden Wert nicht überschreiten:
Gesamtstrom = Nennstrom eines Gerätes × Anzahl der Geräte × 0,9
Der Faktor 0,9 dient als Sicherheitsreserve für eine stabile Stromaufteilung.
3. Maximale Anzahl von Geräten
Es dürfen maximal vier XDR-480E-24 parallel betrieben werden.
4. Leitungsführung
Die Netzteile sollten mit möglichst kurzen und ausreichend dimensionierten Leitungen parallel verbunden werden. Erst danach erfolgt die Verbindung zur Last. Dadurch werden Spannungsverluste minimiert und eine gleichmäßige Lastverteilung sichergestellt.
5. Mindestlast beachten
Die angeschlossene Last muss mindestens 7 % der gesamten verfügbaren Ausgangsleistung betragen.
Berechnung:
Mindestlast > 7 % × Nennstrom pro Gerät × Anzahl der Geräte
6. Verhalten bei geringer Last
Liegt die Last unter diesem Mindestwert, kann es vorkommen, dass nur ein Netzteil als „Master“ arbeitet. Die übrigen Geräte („Slaves“) wechseln in den Standby-Betrieb. In diesem Zustand leuchten deren Ausgangs-LEDs nicht und die Ausgangsrelais bleiben deaktiviert.
7. P-LINK-Verbindung
Die P-LINK-Anschlüsse aller Netzteile müssen miteinander verbunden werden. Die Verbindungsleitungen sollten dabei möglichst kurz gehalten werden.
8. Verhalten nach Fehlern
Nach einer Überlast oder einem Kurzschluss muss die Versorgungsspannung der Geräte kurz abgeschaltet und anschließend wieder eingeschaltet werden, damit der Parallelbetrieb wieder aufgenommen wird.
Funktionsweise des Droop Mode
Der XDR-480E-24 verwendet zur Lastaufteilung den sogenannten Droop Mode. Dabei wird die Ausgangsspannung eines Netzteils mit zunehmender Belastung leicht abgesenkt. Dadurch gleichen sich kleine Unterschiede zwischen den Geräten automatisch aus und der Laststrom verteilt sich auf alle Netzteile.
Im Parallelbetrieb regelt das Netzteil seine Ausgangsspannung so, dass die Spannung bei Nennlast etwa 4 % niedriger ist als im Leerlauf. Bei der 12-V-Version beträgt die Absenkung etwa 8 %.
Beispiel für die 24-V-Version:
- Leerlaufspannung: ca. 24,0 V
- Spannung bei Nennlast: ca. 23,0 V
Bei korrekter Verdrahtung und Einhaltung der genannten Bedingungen ermöglicht der Droop Mode einen einfachen und zuverlässigen Parallelbetrieb von bis zu vier XDR-480E-24-Netzteilen.
Parallelbetrieb des XDR-480-24
Der XDR-480-24 verfügt über eine integrierte Funktion zur aktiven Stromaufteilung (Active Current Sharing). Dadurch können bis zu vier identische Netzteile parallel betrieben werden, um die verfügbare Ausgangsleistung und den Ausgangsstrom zu erhöhen.
Voraussetzungen für den Parallelbetrieb
Für einen zuverlässigen Parallelbetrieb sind folgende Punkte zu beachten:
9. Active Current Sharing aktivieren
Vor der Inbetriebnahme muss sichergestellt werden, dass die Funktion zur Spitzenstrombereitstellung (Transient Peak Current Capability) deaktiviert ist.
Hierzu darf der TC-Pin nicht mit GND verbunden werden.
- CS- und GND-Leitungen verbinden
Die CS- und GND-Leitungen sollten als verdrilltes Adernpaar (Twisted Pair) ausgeführt werden, um Störeinflüsse zu minimieren und eine stabile Stromaufteilung zu gewährleisten.
- Ausgangsspannungen angleichen
Vor der Inbetriebnahme sollten die Ausgangsspannungen daher kontrolliert und gegebenenfalls mit dem Spannungseinsteller (Vo Adj.) angeglichen werden.
- Maximaler Ausgangsstrom
Gesamtstrom = Nennstrom pro Gerät × Anzahl der Geräte × 0,9
Der Faktor 0,9 berücksichtigt die notwendige Reserve für eine sichere und stabile Lastaufteilung.
- Maximale Anzahl von Geräten
- Leitungsführung
Dadurch werden Spannungsverluste und Unterschiede zwischen den einzelnen Geräten minimiert.
- Mindestlast beachten
Berechnung:
Mindestlast > 5 % × Nennstrom pro Gerät × Anzahl der Geräte
- Verhalten bei geringer Last
Die übrigen Geräte wechseln in den Standby-Betrieb. In diesem Zustand bleiben die grünen Ausgangs-LEDs sowie die Ausgangsrelais dieser Geräte deaktiviert.
Funktionsweise des Active Current Sharing
Im Gegensatz zu einfachen Parallelbetrieben überwacht das XDR-480-24 über die CS-Leitung kontinuierlich die Stromabgabe aller angeschlossenen Netzteile.
Die Geräte tauschen Informationen über ihren aktuellen Ausgangsstrom aus und regeln ihre Leistung aktiv nach. Dadurch wird die Last möglichst gleichmäßig auf alle Netzteile verteilt.
Die Vorteile dieser Methode sind:
- Sehr gleichmäßige Stromaufteilung zwischen den Geräten
- Höhere Genauigkeit als bei passiven Verfahren
- Geringere Belastung einzelner Netzteile
- Stabiler Betrieb auch bei wechselnden Lasten
Vergleich zwischen XDR-480E-24 und XDR-480-24
Obwohl beide Netzteile einen Parallelbetrieb von bis zu vier Geräten unterstützen, unterscheiden sich die Verfahren zur Lastaufteilung deutlich.
XDR-480E-24 – Droop Mode Current Sharing
Beim XDR-480E-24 erfolgt die Stromaufteilung über das sogenannte Droop-Verfahren.
Dabei sinkt die Ausgangsspannung eines Netzteils mit steigender Belastung geringfügig ab. Durch diese Spannungsabsenkung verteilt sich der Laststrom automatisch auf die parallel geschalteten Geräte.
Vorteile:
- Einfache Verdrahtung
- Keine zusätzliche Current-Sharing-Leitung erforderlich
- Robuste und bewährte Technik
- Spannungsabfall unter Last ist gewollt
- Lastverteilung erfolgt indirekt über die Ausgangsspannung
- Ausgangsspannungen müssen auf maximal 0,1 V abgeglichen werden
- Mindestlast im Parallelbetrieb: 7 %
Beim XDR-480-24 erfolgt die Stromaufteilung aktiv über die CS-Schnittstelle.
Die Netzteile kommunizieren miteinander und gleichen ihre Stromabgabe kontinuierlich ab.
Vorteile:
- Präzisere Lastverteilung
- Höhere Regelgenauigkeit
- Bessere Stromgleichverteilung bei dynamischen Lasten
- Geringere Spannungsänderungen am Ausgang
- Zusätzliche CS-Verkabelung erforderlich
- TC-Funktion muss deaktiviert sein
- Ausgangsspannungen dürfen bis zu 0,2 V voneinander abweichen
- Mindestlast im Parallelbetrieb: 5 %
Für Anwendungen, bei denen eine robuste, unkomplizierte Lösung mit minimalem Verkabelungsaufwand im Vordergrund steht, ist der XDR-480E-24 mit Droop Mode die naheliegende Wahl. Wo es dagegen auf eine möglichst gleichmäßige und präzise Stromverteilung ankommt, etwa bei dynamischen Lasten oder höheren Anforderungen an die Regelgenauigkeit, spielt der XDR-480-24 mit Active Current Sharing seine Stärken aus.
In beiden Fällen gilt: Bei korrekter Verdrahtung und Einhaltung der genannten Bedingungen ermöglichen beide Serien einen zuverlässigen Parallelbetrieb von bis zu vier Geräten, ganz ohne zusätzliche externe Lastverteilungsmodule.
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