Von SI48-10 bis zu modernen DC-Stromversorgungssystemen – die Entwicklung der Stromversorgungstechnologie für die Telekommunikation

Auf einer Ausstellung zur Geschichte der Technik an der Schlesischen Technischen Universität in Gliwice ist ein Gerät zu sehen, das für MERAWEX von besonderer Bedeutung ist – der Gleichrichter SI48-10, eines der ersten von dem Unternehmen entwickelten Modelle für Telekommunikations-Stromversorgungssysteme.

Heute unterscheidet sich seine Konstruktion deutlich von modernen DC-Stromversorgungssystemen. Verändert haben sich die Technologien der Energieumwandlung, die Art der Steuerung, die Diagnosemöglichkeiten und die Kommunikationsmethoden. Die grundlegende Funktion ist jedoch unverändert geblieben: die zuverlässige Versorgung der Verbraucher mit stabiler Energie sowie die Aufrechterhaltung ihres Betriebs bei einem Ausfall der Netzversorgung.

Der Vergleich des SI48-10 mit den modernen SI48-Systemen ermöglicht es, nachzuverfolgen, wie sich die Technologie in Telekommunikations-Stromversorgungssystemen über mehr als 30 Jahre hinweg entwickelt hat.

In Telekommunikationssystemen muss das Stromversorgungssystem mit der Batterie zusammenarbeiten und die richtigen Bedingungen für deren Ladung gewährleisten.

Im SI48-10 wurden unter anderem Schaltungen zur Spannungsstabilisierung und zur Überwachung des Ladevorgangs eingesetzt.

Eine der Lösungen war die Temperaturkompensation der Ladespannung. Die Spannung wurde abhängig von der Batterietemperatur korrigiert, wodurch das Risiko einer Überladung oder unzureichenden Ladung der Akkumulatoren reduziert werden konnte.

Das System war außerdem mit einer RGR-Schaltung, einem Tiefentladeschutz, ausgestattet. Bei einem übermäßigen Abfall der Batteriespannung wurde die Batterie von der Last getrennt. Dadurch wurden die Akkumulatoren vor den Folgen einer zu starken Entladung geschützt.

Bei Konstruktionen aus den 1990er-Jahren erforderte die Realisierung dieser Funktionen entsprechende Mess-, Regel- und Leistungsschaltungen.

Bei älteren Konstruktionen hatten magnetische Komponenten und andere bei niedrigen Frequenzen arbeitende Baugruppen einen erheblichen Anteil am Gewicht und an den Abmessungen der Geräte. Die Weiterentwicklung der Schaltnetzteiltechnik ermöglichte den Einsatz deutlich höherer Betriebsfrequenzen in den Schaltungen zur Energieumwandlung.

Dadurch wurde es möglich:

• die Abmessungen und das Gewicht der Geräte zu reduzieren,
• die Leistungsdichte zu erhöhen,
• Energieverluste zu reduzieren,
• einen höheren Wirkungsgrad zu erzielen,
• fortschrittlichere Regelungsverfahren einzusetzen.

Moderne Gleichrichtermodule, die in SI48-Stromversorgungssystemen eingesetzt werden, erreichen einen Wirkungsgrad von über 90 %.

Beim SI48-10 wurden die Regelungsfunktionen und Schutzschaltungen mithilfe klassischer analoger Schaltungen realisiert.

Moderne Stromversorgungssysteme verwenden Mikroprozessorsteuerungen, die gleichzeitig die Messung zahlreicher Parameter und die Umsetzung komplexerer Regelalgorithmen ermöglichen.

Der Controller kann unter anderem Folgendes überwachen:

• Ausgangsspannung und -strom,
• Eingangsparameter,
• Zustand der einzelnen Module,
• Temperatur,
• Batteriespannung,
• Alarmzustände,
• Betriebsparameter der Gleichrichter.

Diese Veränderung wirkte sich nicht nur auf die Art der Spannungsregelung aus. Sie ermöglichte auch die Verbindung von Steuerung, Diagnose und Kommunikation.

In älteren Systemen wurden Informationen über den Gerätezustand hauptsächlich lokal über Anzeigen und Alarmkontakte bereitgestellt.

Moderne Stromversorgungssysteme können über digitale Schnittstellen wie RS485 oder Ethernet mit übergeordneten Geräten kommunizieren. Je nach Konfiguration ist auch der Zugriff auf Geräteparameter über ein Netzwerk sowie die Integration in Überwachungssysteme möglich.

Informationen über den Systemzustand können an ein Überwachungszentrum übertragen werden, während historische Daten für die Diagnose genutzt werden können.

Die Batterie bleibt eines der wichtigsten Elemente eines Systems zur unterbrechungsfreien Stromversorgung. Die Möglichkeiten ihrer Überwachung haben sich jedoch weiterentwickelt.

Bei älteren Lösungen standen die Überwachung der Spannung und eine entsprechende Steuerung des Ladevorgangs im Mittelpunkt. Außerdem wurde ein Schutz vor Tiefentladung eingesetzt.

Moderne Systeme können eine deutlich größere Anzahl von Parametern analysieren, die den Zustand der Batterie betreffen. Je nach verwendeter Konfiguration ist unter anderem die Überwachung von Spannung, Strom, Temperatur sowie von Parametern möglich, die eine Beurteilung des Batteriezustands erlauben.

Damit hat sich auch der Ansatz bei der Diagnose verändert – von der Reaktion auf das Auftreten eines Alarms hin zur frühzeitigen Erkennung von Unregelmäßigkeiten.