One27 Bild Teaser 4000x1400px
Energieomvormers in een tijd van technologische veranderingen

Energieomvormers in een tijd van technologische veranderingen

Kleiner. Sterker. Slimmer

Nieuwe halfgeleidermaterialen, modulaire ontwerpconcepten en de integratie van extra functionaliteiten zorgen voor een nieuwe evolutiefase bij vermogensomvormers.

Vermogensomvormers staan voor een ommekeer: nieuwe materialen maken hogere schakelfrequenties en compactere ontwerpen mogelijk. Deze technologische vooruitgang stimuleert met name vermogensomvormers (AC/DC- en DC/DC-omvormers) – centrale bouwstenen van moderne toepassingen zoals e-mobiliteit en hernieuwbare energiesystemen. In het kader van deze ontwikkeling winnen ook innovatieve verbindingstechnologieën aan belang, die een hogere efficiëntie, miniaturisatie en functionaliteit mogelijk maken.

Hieronder belichten we de centrale technologische ontwikkelingen op het gebied van vermogensomvormers en laten we zien hoe deze trends de toekomst van de vermogenselektronica duurzaam zullen beïnvloeden.


Webseiten Menu Bilder M P A Produktfinder
Heeft u al een concreet idee van de benodigde stekkerverbinding?

Klik hier voor de productzoeker »

Technologische innovaties zijn kenmerkend voor moderne vermogensomvormers

Vermogensomvormers: de spil van de moderne energievoorziening

Afb. 1: PCI-configuratie op basis van (x8) lanes
Door het regelen van spanningsniveaus en het minimaliseren van energieverliezen vormen vermogensomvormers het hart van moderne energievoorzieningssystemen. Er zijn groeikansen op de markt voor vermogensomvormers, variërend van de opkomst van elektromobiliteit en de vooruitgang in industriële automatisering tot de uitbreiding van systemen voor hernieuwbare energie. De huidige technologische ontwikkelingen op het gebied van vermogensomvormers zijn erop gericht om te voldoen aan de toenemende eisen op het gebied van efficiëntie, miniaturisatie en functionaliteit.

Nieuwe halfgeleidertechnologieën zorgen voor hogere schakelfrequenties en compactere ontwerpen

Het gebruik van nieuwe halfgeleidertechnologieën zoals siliciumcarbide (SiC) en galliumnitride (GaN) maakt aanzienlijk hogere schakelfrequenties mogelijk, wat leidt tot compactere en efficiëntere ontwerpen met een verbeterde reactietijd en regelprecisie. Wide Bandgap (WBG) halfgeleiders, zoals SiC en GaN, hebben betere elektrische eigenschappen wat betreft schakelsnelheid, spanningsvastheid en verliezen, waardoor ze bij hogere temperaturen efficiënter kunnen werken. Door de schakelfrequentie te verhogen, kunnen het gewicht en de afmetingen van passieve componenten, zoals condensatoren, worden verminderd en kunnen ontwerpen compacter worden uitgevoerd. 

Miniaturisatie en efficiëntieverhoging

Nieuwe schakelingstopologieën en vooruitgang in de productietechnologie leiden tot steeds kleinere vermogensomvormers en stellen hoge eisen aan het thermisch beheer en de elektrische lay-out, aangezien een hoge pakkingsdichtheid en kortere elektrische geleiderbanen tegelijkertijd moeten leiden tot minder verliezen. Het gebruik van geoptimaliseerde koellichamen en geïsoleerde metalen substraten (IMS) verhoogt de betrouwbaarheid van de vermogensomvormers en verbetert de warmteafvoer. Geavanceerde energiebeheerfuncties maken een dynamische aanpassing van het energieverbruik aan de belastingseisen mogelijk. 

Modularisering en standaardisering van assemblages

Tegelijkertijd wint modularisering aan belang. Dankzij gestandaardiseerde onderdelen en modulaire systemen kunnen modules flexibel worden geconfigureerd, geschaald en eenvoudiger worden onderhouden, wat de ontwikkelingstijd verkort en de kosten verlaagt.

Slimme systemen met uitgebreide functionaliteiten

Deze vooruitgang wordt aangevuld door steeds intelligentere systemen met uitgebreide diagnose- en bewakingsfuncties, door digitale besturingstechnieken en door de integratie van uitgebreide veiligheids- en beveiligingsfuncties. De diagnose- en bewakingsfuncties maken preventief onderhoud mogelijk, zorgen voor een betere foutdetectie en dankzij digitale besturingstechnieken kan de prestatie van de omvormers via software-updates worden geoptimaliseerd. Beveiligingsfuncties tegen overstroom, oververhitting en overspanning zorgen voor een verhoogde betrouwbaarheid en een langere levensduur van de vermogensomvormers. 

Uitdagingen in de toeleveringsketen en een tekort aan onderdelen

Ondanks technologische vooruitgang worden fabrikanten van vermogensomvormers geconfronteerd met aanhoudende uitdagingen in de wereldwijde toeleveringsketen. De schaarste aan belangrijke onderdelen – met name vermogenshalfgeleiders, passieve componenten en besturings-IC’s – leidt tot vertragingen en stijgende kosten. Vooral moderne wide-bandgap-halfgeleiders zoals SiC en GaN worden hierdoor getroffen, omdat de grote vraag en de complexe productie de beschikbaarheid beperken. Om de leveringscapaciteit te waarborgen, zetten veel bedrijven in op strategieën zoals diversificatie van leveranciers, regionale productie en langdurige partnerschappen.

Eisen aan de verbindingstechniek van de toekomst  

De beschreven technologische ontwikkelingen op het gebied van vermogensomvormers hebben een directe invloed op de eisen die aan de verbindingstechniek worden gesteld. De toenemende eisen op het gebied van miniaturisatie, efficiëntie en functionaliteit veranderen niet alleen de lay-out van printplaten, maar ook de eisen die aan connectoren en aansluitcomponenten worden gesteld. Een centrale eigenschap van moderne vermogensomvormers en moderne connectoren is hun veelzijdigheid en daarmee het vermogen om zich aan te passen aan de verschillende eisen van diverse sectoren.

Minder ruimte, meer functionaliteit – vraag naar miniatuurconnectoren

De trend naar miniaturisering dwingt ontwikkelaars om ook bij de verbindingstechniek zuinig om te gaan met elke millimeter. Juist op sterk geïntegreerde printplaten is er nog maar beperkte ruimte beschikbaar voor connectoren. Er is daarom behoefte aan compacte, maar toch krachtige connectorsystemen die ondanks hun kleine vormgeving hoge stromen en spanningen kunnen overbrengen – en tegelijkertijd een betrouwbare elektrische verbinding bieden.

Hogere belastingen vragen om robuustere oplossingen

De toenemende elektrische eisen – bijvoorbeeld door hogere schakelfrequenties of bedrijfstemperaturen – zorgen ook voor een grotere mechanische en thermische belasting van connectoren. Daardoor groeit de behoefte aan robuuste, trillingsbestendige en temperatuurbestendige verbindingsoplossingen die ook onder veeleisende bedrijfsomstandigheden betrouwbaar functioneren. Mechanische coderingen, vergrendelingen en geoptimaliseerde contactgeometrieën helpen om verkeerd aansluiten en contactproblemen te voorkomen.

Efficiënt ontwerp dankzij modulaire verbindingsoplossingen

Modulaire ontwerpen winnen steeds meer aan belang in de vermogenselektronica, omdat ze flexibiliteit, schaalbaarheid en snelle aanpassingen mogelijk maken. Voor de verbindingstechniek betekent dit dat connectoren niet alleen betrouwbaar en krachtig moeten zijn, maar ook variabel schaalbaar, individueel aanpasbaar en onderhoudsvriendelijk. Door een brede keuze aan polenaantallen en uitvoeringen, de mogelijkheid voor speciale configuraties en robuuste mechanismen bij het solderen en aansluiten kan aan deze eisen worden voldaan. Zo dragen modulaire connectoren in belangrijke mate bij aan het verlengen van de levensduur van de systemen en het verlagen van de totale bedrijfskosten.

Uitdagingen in de toeleveringsketen en een tekort aan onderdelen

Ook in de verbindingstechniek laat het wereldwijde tekort aan onderdelen duidelijke sporen na. Edelmetalen, speciale contactmaterialen en hittebestendige kunststoffen zijn niet alleen moeilijker verkrijgbaar, maar ook aanzienlijk duurder geworden. Dit leidt tot langere levertijden en hogere materiaalkosten, evenals gestegen energiekosten in het productieproces. Om de leveringszekerheid te waarborgen, worden aspecten zoals nauwe samenwerking met leveranciers, vooruitziende planning en flexibele en aanpasbare ontwerpstrategieën steeds belangrijker.

Hoe moderne connectoren aan deze eisen kunnen voldoen

Naast de technologische ontwikkelingen en de eisen die aan het ontwerp van krachtige elektronische systemen worden gesteld, komen ook economische en strategische factoren steeds meer in beeld. Gebruikers en inkopers verwachten oplossingen die technisch overtuigend zijn en ook op het gebied van beschikbaarheid, standaardisatie en kosten op de lange termijn haalbaar zijn.

Hoge vermogensdichtheid op een zeer kleine ruimte

    Connectoren met een kleine rasterafstand zijn ideaal voor gebruik in vermogensomvormers; ze nemen slechts weinig ruimte in op de printplaat en maken daardoor het ontwerp van bijzonder ruimtebesparende en vermogensintensieve elektronische modules mogelijk. De rasterafstand van 1,27 mm van de One27-productgroep van ept vormt een ideaal compromis tussen miniaturisatie, elektrische prestaties en mechanische stabiliteit.

    Flexibiliteit dankzij een modulair systeem

    Het modulaire systeem van de One27-productgroep biedt talrijke mogelijkheden voor het individueel ontwerpen van verbindingsoplossingen. Een ruime keuze aan uitvoeringen, bouwhoogtes en polenaantallen maakt traploze horizontale printplaatafstanden van 8,0 tot 20,00 mm mogelijk – gerealiseerd door een contactoverlapping van 2,4 mm. Naast parallelle (horizontale) verbindingen zijn ook 90°- en 180°-opstellingen mogelijk, wat een hoge flexibiliteit bij de plaatsing op de printplaat biedt. Daarnaast maken kabelverbindingen een flexibele opstelling van de module mogelijk, evenals het compenseren van toleranties en het realiseren van individuele afstanden. De kabels zijn verkrijgbaar in verschillende lengtes en isolaties – afhankelijk van de mechanische of thermische eisen. Bovendien zijn speciale configuraties, zoals gedeeltelijke configuraties of achterliggende contacten, mogelijk om gericht in te spelen op specifieke elektrische of mechanische eisen.
    Bild 2
    One27-productgroep

    Robuustheid voor veeleisende omgevingen

    De One27-productgroep onderscheidt zich door zijn hoge robuustheid, wat met name van belang is voor toepassing in de automobielsector. Op mechanisch vlak overtuigt de One27-productfamilie door zijn hoge trillingsbestendigheid en stabiliteit, wat essentieel is voor gebruik in de automobielindustrie. Zelfs onder veeleisende omstandigheden blijft de elektrische verbinding betrouwbaar. Bovendien beschikt de One27-productgroep over praktische mechanische kenmerken, zoals een verdraaibeveiliging voor correcte steekverbindingen, positioneringspennen voor een exacte plaatsing en invoerschuinevlakken die hoek- en middenverspringingen bij het insteken compenseren. Deze kenmerken vergroten het montagegemak en zorgen voor een veilige, nauwkeurige en duurzame verbinding.
    Bovendien is de keuze van het isolatiemateriaal bepalend voor de temperatuurbestendigheid. LCP (Liquid Crystal Polymer) is vanwege de brandbaarheidsklasse UL 94 V 0 optimaal geschikt voor gebruikstemperaturen van -55 °C tot +125 °C en voldoet aan de hoge eisen van de automobielindustrie.

    stroomdraagvermogen

    Abbildung2
    Afbeelding xy: 
Stroomdraagvermogen per contact, afhankelijk van het aantal polen en het aantal stroomvoerende contacten
    Dankzij zorgvuldig geselecteerde materialen en een geoptimaliseerde contactgeometrie kan de One27-productgroep op betrouwbare wijze hoge stroomsterktes overbrengen, zonder dat dit leidt tot oververhitting of vermogensverlies. De afwerking van de contacten, met name het gebruik van speciale koperlegeringen, zorgt voor een lage overgangsweerstand en een efficiënte warmteafvoer. Dit garandeert een stabiele verbinding, zelfs onder extreme bedrijfsomstandigheden.
     
    De stroomdraagkracht is afhankelijk van het aantal polen en het aantal stroomvoerende contacten. Een van de redenen hiervoor is dat er minder hotspots ontstaan in de binnenkant van connectoren met een klein aantal polen.

    Betrouwbare toeleveringsketen dankzij regionale productie

    Een ander belangrijk voordeel van de One27-productgroep is dat de ontwikkeling en productie binnen de Europese Unie plaatsvinden, wat een betrouwbare toeleveringsketen met korte transportafstanden garandeert. Deze regionale productie staat voor de hoogste kwaliteitsnormen en zorgt tegelijkertijd voor een tijdige levering van de onderdelen – een doorslaggevende factor voor fabrikanten die afhankelijk zijn van snelle reactietijden.

    Conclusie en vooruitzichten

    icon info r
    Vermogensomvormers zijn essentiële bouwstenen van de moderne energievoorziening – van elektromobiliteit tot hernieuwbare energie. Toekomstige ontwikkelingen richten zich op een hogere vermogensdichtheid, compacte ontwerpen, betere rendementen en meer systeemintelligentie. Nieuwe halfgeleidermaterialen zoals SiC en GaN zullen daarbij de prestaties en het thermisch gedrag aanzienlijk verbeteren.

    Tegelijkertijd worden de eisen aan de verbindingstechniek steeds hoger. Modulaire connectoren moeten een hoog elektrisch vermogen en datacommunicatie combineren in een compact, robuust en flexibel systeem. Het One27-systeem van ept voldoet perfect aan deze eisen en is daarmee een doorslaggevende factor voor de volgende generatie krachtige en toekomstbestendige omvormers. De verbindingstechniek is tegenwoordig een centrale innovatiedrijver en niet langer een bijzaak.

    Bent u op zoek naar een specifieke stekkerverbinding?

    Selectie resetten
    Productlijst
    Motive Web Kurzbeschreibung Kontakt 1640x1195px
    Heeft u nog vragen?
    Neem dan gerust contact met ons op!

    Aanvraag via het formulier

    +49 8861 2501 0

    sales@ept.de
    Hartelijk dank!

    We nemen binnenkort contact met u op om uw wensen te bespreken. We zullen een gedetailleerd rapport opstellen met de HighSpeed-eigenschappen en S-parameters voor de simulatie van uw eigen ontwerp, en dit naar u toesturen.

    Vraag de HighSpeed-specificaties + S-parameters aan om uw eigen ontwerp te simuleren

    Velden met een * zijn verplichte velden.
    U kunt ons privacybeleid hier raadplegen.

    Uw bericht is verzonden.

    Hartelijk dank voor uw interesse – wij zullen uw aanvraag zo snel mogelijk in behandeling nemen.

    Contactformulier

    Velden met een * zijn verplichte velden.

    Persoonlijke gegevens

    Uw bericht

    Privacybeleid

    U kunt ons privacybeleid hier raadplegen.

    Uw bericht is verzonden.

    Hartelijk dank voor uw interesse – wij zullen uw aanvraag zo snel mogelijk in behandeling nemen.

    Contactformulier

    Velden met een * zijn verplichte velden.

    Persoonlijke gegevens

    Terugroepactie

    Uw bericht

    Ik ben geïnteresseerd in

    Informatiemateriaal

    Privacybeleid

    U kunt ons privacybeleid hier raadplegen.

    Hartelijk dank voor uw interesse

    Hier kunt u de whitepaper downloaden:

    Whitepaper downloaden

    Voordat u de whitepaper kunt downloaden, vragen wij u de volgende velden in te vullen. Hartelijk dank.

    Velden met een * zijn verplicht.

    Persoonlijke gegevens

    Privacybeleid

    U kunt ons privacybeleid hier raadplegen.

    Uw bericht is verzonden.

    Hartelijk dank voor uw interesse in ons netwerkevenement na de Electronica. We zullen uw aanvraag in behandeling nemen en u zo snel mogelijk een bevestiging van uw deelname sturen.

    Aanvraagformulier

    Velden met een * zijn verplichte velden.

    Persoonlijke gegevens

    Privacybeleid

    U kunt ons privacybeleid hier raadplegen.

    Hartelijk dank voor uw aanvraag

    We zullen uw verzoek beoordelen en zo snel mogelijk contact met u opnemen.

    Uw eisen voor de benodigde stekkerverbinding

    Velden gemarkeerd met * zijn verplichte velden; vul deze alstublieft in.

    Contactpersoon

    Uw verzoek

    Verkeerd bestandsformaat! Selecteer een PDF- of JPG-bestand.
    U kunt ons privacybeleid hier raadplegen.

    Hartelijk dank voor uw aanvraag

    We zullen uw verzoek beoordelen en zo snel mogelijk contact met u opnemen.

    Vraag een offerte aan voor het op maat maken van connectoren

    Velden gemarkeerd met * zijn verplichte velden; vul deze alstublieft in.

    Contactpersoon

    Uw verzoek

    Verkeerd bestandsformaat! Selecteer een PDF- of JPG-bestand.
    U kunt ons privacybeleid hier raadplegen.