Wie viele Schaltzyklen überlebt ein Schaltnetzteil

OP #7186024
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Trotz Google Recherche und Studium der Datenblätter mehrerer Hersteller 
finde ich leider nirgends Angaben, wie viele Schaltzyklen (Power Cycles) 
ein übliches Schaltnetzteil aushält (mit "üblich" meine ich z.B. 230V AC 
auf 12V DC, 50W, z.B. sowas: 
https://www.emea.lambda.tdk.com/de/products/ls ).

Auch die Hersteller sagen nix dazu wenn man sie direkt fragt, MTBF geben 
alle (besseren) Hersteller an, aber zu Schaltzyklen finde ich nix.

Es geht mir nur um die Größenordnung, klar dass es da keine genaue Zahl 
geben kann.
Hintergrund ist, dass ein Kunde einen krassen Dauerversuch fahren will, 
bei dem ein Gerät von uns im 15 Minuten Takt 25.000 mal ein- und 
ausgeschaltet wird, und er will wissen ob das Gerät das aushält.
Meine Vermutung ist, dass das Netzteil als erstes sterben wird.

Hat irgendwer Erfahrung mit sowas?

Ewiger Dank ist Euch sicher!
OP #7186092
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Georg schrieb:
> Stefan schrieb:
>> er will wissen ob das Gerät das aushält.
>
> Warum macht er dann noch den Versuch? Langeweile?
>
> Georg

Es ist eine Testvorschrift die der Kunde unseres Kunden (Großkonzern, 
keine "warum" fragen!) festgelegt hat. Ich hab es mir nicht ausgedacht.

Josef L. schrieb:
> 15 Minuten an, 15 Minuten aus, mal 25.000 = 750.000 Minuten = 521
> Tage...
>
> Frage: Wird das Gerät dann noch produziert, oder bereits sein
> verbessertes Nachfolgemodell?

An- und aus innerhalb von 15 Minuten, der Test dauert also "nur" ein 
gutes halbes Jahr. Und es soll danach noch mindestens 10 Jahre lang 
weiterlaufen (das gibt die MTBF auch her, aber eben ohne die 
Schaltzyklen).
#7186126
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Stefan schrieb:
> An- und aus innerhalb von 15 Minuten, der Test dauert also "nur" ein
> gutes halbes Jahr. Und es soll danach noch mindestens 10 Jahre lang
> weiterlaufen (das gibt die MTBF auch her, aber eben ohne die
> Schaltzyklen).

Ein Ausfallkandidat der Schaltnetzteile ist der Einschaltstrombegrenzer, 
denn der muss bei jedem Einschalten den Einschaltstom schlucken. Dann 
wird er im Betrieb heiß und niederohmig. Wenn er nicht genug Zeit zum 
Abkühlen vor dem nächsten Einschalten bekommt, geht der EInschaltstrom 
nach oben, bis jemand keine Lust mehr hat, z.B. die Dioden im 
Gleichrichter/PFC, Elkos etc.
Gast #7186128
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Stefan schrieb:
> Auch die Hersteller sagen nix dazu wenn man sie direkt fragt, MTBF geben
> alle (besseren) Hersteller an, aber zu Schaltzyklen finde ich nix.

Multiplizieren die MTBF mit der Schaltfrequenz.
Wenn dir diese Zahl etwas nützen soll, musst du zusätzlich auch die 
Randbedingungen einhalten.
Gast #7186216
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Stefan schrieb:
> Hat irgendwer Erfahrung mit sowas?

Ja.
Hängt davon ab.
Das kann man nicht pauschal sagen weil es keine zwei gleich designten 
Netzteile gibt.
Es kann der Einschaltstrombegrenzer sein oder eines der anderen 
Bauteile.
Beim Einschalten fliessen Ströme die weit höher sind als die Bauteile 
dauerhaft dürfen. Das ist okay, wenn man unter dem Wert des non repetive 
peak bleibt.
Aber der heißt 'non repetive' weil man das eben nicht 25.000 mal 
hintereinander, ein halbes Jahr machen sollte.

Natürlich kann man etwas bauen das Euern Test besteht, aber ich würde 
mir das Netzteil vorher ansehen und mal die Werte anhand der realen 
Bauteile durchrechnen.
Gleichrichter, NTC und Eingangselko, sofern vorhanden, müssen das 
aushalten und sollten nicht zu knapp dimensioniert sein.
Das sind die Bauteile die Werteveränderungen bei Überlast erfahren und 
mit der Zeit immer schlechter werden, von Puls zu Puls.
Das legt der eine vorsichtig aus und der andere überfährt gnadenlos 
seine Bauteile weil er nicht genau hingesehen hat oder der BWLer die BOM 
'kostenoptimiert' hat.

Man kann sich den Test auch sicher etwas hinbiegen, indem man 25.000 Mal 
mit Nulldurchgangsschalkter einschaltet.
Ist ein riesen Unterschied ob ich bei 0V einschalte und binnen 5ms auf 
325V peak steige, oder ob ich bei 325V einschalte, wenn die 
Eingangskondensatoren 0V haben.
(Firma: egal) #7186399
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Max M. schrieb:
> Ist ein riesen Unterschied ob ich bei 0V einschalte und binnen 5ms auf
> 325V peak steige, oder ob ich bei 325V einschalte, wenn die
> Eingangskondensatoren 0V haben.

Das "wie wird geschaltet" dürfte hier schon einen größeren Einfluss 
haben.

Best case: Es wird sauber (prellfrei) die Phase im Nulldurchgang 
geschaltet. Das Testobjekt ist das einzige Gerät das geschaltet wird.

Worst case: Schalter einer Billig Steckdosenleiste. Die prellen 
wunderbar. Es ist nicht definiert wann genau geschaltet wird. Es ist 
noch nicht mal definiert ob die Phase oder die Null geschaltet wird. 
Dazu am besten noch einige weitere Geräte die gleichzeitig mit 
geschaltet werden und schön viel Schmutz auch auf der getrennten Leitung 
hinterlassen.

Im extrem: Ein größerer Stromausfall (beides, Netzausfall und 
Wiederinbetriebnahme des Netzes) wo sie Spannung erstmal eine Zeitlang 
"rumzappelt" und hunderte von verschiedenen Geräten ihren Schmutz 
hinterlassen.
#7186436
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Falk B. schrieb:
> Dann wird er im Betrieb heiß und niederohmig.
Und sicher vergammeln bevor die 10 Jahre um sind. Der Kunde wünscht 
keinen Customerschrott.

Irgend W. schrieb:
> Best case:
Das wäre dann Selbstbetrug.
Ein brauchbarer Test sollte schon realitätsnahe sein.
"Worst case:" klingt da gut , das "Im extrem:" ist da schon eher 
schonend.
Eine "krumme" Welle ist weniger belastend als eine unterbrochene.
Gast #7186440
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Eine Frage vorweg habe ich: Ist in der Testsequenz denn das Wichtige, 
dass die Ausgangsspannung unterbrochen wird, oder soll ein 
Gesamtverhalten eines Gerätes geprüft werden, in diesen u. A. das 
Netzteil eingebaut ist? Für ersteren Fall würde ich ein ferngesteuertes 
Labornetzteil mittels GPIB oder LAN verwenden, welches per SCPI den 
Ausgang abschaltet.
Gast #7186580
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Thomas R. schrieb:
> Ist das nicht dasselbe was auch ein LED Leuchtmittel aushalten muß? Das
> wird doch an 230 Volt auch x-mal ein- und ausgeschaltet und enthält ein
> "Schaltnetzteil" in einfachster Form.

Nein, die allermeisten LED Leuchtmittel enthalten heutzutage keine 
Schaltnetzteile, sondern Brückengleichrichter, Kondensator, 
Serienschaltung vieler LEDs, und dahinter einen Linear-Längsregler.

Das ist mit einem Schaltnetzteil nicht zu vergleichen, erst recht nicht, 
wenn das Schaltnetzteil mehr als nur ein paar Watt Leistung abgeben 
können muss.
#7186595
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Allerdings schaltet wohl kaum jemand seine Lampe alle 1/4h on/off.
(Auch wenn angenommen über Switcher mit Stromausgang versorgt.)
Sowas ist für KEIN gewöhnliches SNT im sog. Normalbereich. :-(


Daß das praktisch alle Teile außergewöhnlich streßte, sollte doch
nach Falks und Max' guten Beschreibungen recht verständlich sein.

Wirkt ähnlich wie "Autoanlasser ersetzt Motor, Losfahren übrigens
immer im höchsten Gang - immer schöööön laaaaaangsam einkuppeln...
25000 mal wiederholen."

(V_Kofferraum~Starterbatterie. Oder reichte 13,8V@XkA Netzteil an
Originalbatterie bei vollem Lenkeinschlag in eine Richtung, weil's
zum Normalbetrieb=Fahrt weder wirklich kommen sollte noch könnte?

Egal: Alles ginge nur immer kaputter, bis sich nix mehr rührt. Und
zwar geschähe das sicher weitaus VOR Versuch No. 25000.)


Stefan schrieb:
> Meine Vermutung ist, dass das Netzteil als erstes sterben wird.

Mit absoluter Sicherheit.

O. g. Versuchsreihe ist genauso betriebszustandsfremd und sinnfrei,
und die erwartbaren Folgen gleichen ebenfalls auf frappierende Weise
der obigen Kfz-Horror-Story.

Mit SNT (NTC-Inrushlimiter sind echt der Normalfall, und solche
Spielchen ertragende Überdimensionierung sonstiger Bauteile ist es
absolut nicht):

K. v., kannst vergessen.


Nähmt Ihr ein Netzteil mit 50Hz-Trafo, so stürbe wohl sicherlich
zuerst der geheimnisvolle Gerät. Wann/wie schnell, kann angesichts
dessen geheimer Identität niemand hier wirklich erahnen.
Gast #7186609
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> wie viele Schaltzyklen (Power Cycles) ein übliches Schaltnetzteil aushält

Ganz genau ein Schaltzyklus weniger als man gedacht hat.


>> Wieso "der" Gerät?

In Deppenkreisen auch gerne "der Kabel" oder "der Poti".
Solche Schreiber sind geistig nicht satisfaktionsfaehig.
D.h. es ihnen vorzuhalten fuehrt zu keiner Veraenderung.
Siehe auch: "Merkbefreiung".
Gast #7186632
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Stefan schrieb:
> Hat irgendwer Erfahrung mit sowas?

Ich habe einen Laptop mit entprechendem externen Netzteil:19V/4A/60W 
(ungefaehr)
Das Netzteil wird von mir mindestens(!) 2 mal pro Tag (7 x die Woche) 
ein und ausgestoepselt ,weil ich den Lappy mal hier und mal dort 
verwende und ist dann insgesamt in der Regel 12 Stunden taeglich in 
Betrieb.Der Lappy ist 13 Jahre alt=>
365 Tage x 2 x 13 etwa 10000 mal ein/ausgeschaltet.
Den einzigen Grund den ich sehe,dass das Netzteil nicht auf 20000 oder 
gar 30000 Schaltzyklen kommen wird ist der Fakt,dass mein Lappy zuvor 
den Abgang macht....
Ob man jetzt dadurch generelle Schluesse auf diverse Netzteile 
schliessen kann steht in den Sternen geschrieben.

Sollte dein Netzteil eine Glassicherung besitzen koennte ich mir gut 
vorstellen,dass mit der Zeit der Sicherungsfaden Materialermuedung 
aufweisst und so bruechig wird,dass die Sicherung von sich aus den 
Loeffel abgibt.Der Eingangssiebelko koennte auch eine Schwachstelle 
darstellen.Man sollte dort hat schon auf Qualitaetsbauteile achten.
Warum testet ihr nicht einfach so ein Geraet?
Arduino,Blinkprogramm und ein Relais um zu testen.Einfach mal im 10 
Sekundentakt dem Netzteil einheizen.
Beitrag #7186641 wurde von einem Moderator gelöscht.
Gast #7186863
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Stefan schrieb:

> Auch die Hersteller sagen nix dazu wenn man sie direkt fragt, MTBF geben
> alle (besseren) Hersteller an, aber zu Schaltzyklen finde ich nix.

Das liegt bei den guten Produkten sehr wahrscheinlich daran, dass bei 
einem gut designten SNT die Zahl der Powerzyklen vollkommen irrelevant 
ist.

Nunja und bei den schlechteren wird halt nix spezifiziert, dann kann 
auch nix die Specs verletzen...
#7186890
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Kannst Du Vorgaben machen wie das Netzteil für diese Schaltversuche 
einzubauen ist?

Ich würde dann nämlich sagen daß die Schaltung im Nulldurchgang mit SSR 
gemacht werden muss, z.B. sowas hier:
https://www.findernet.com/de/deutschland/series/serie-77-elektronisches-relais-ssr-5-15-30a/

Außerdem würde ich einen externen Überspannungsschutz vorschreiben. Denn 
nach dem Stromstoß beim Einschalten ist ein durch Überspannung 
gestorbener Transistor im Netzteil auch eine gängige Fehlerursache. 
Taube Kondensatoren natürlich auch, aber bei qualitativ hochwertigen 
Netzteilen wie dem TDK-Lambda eher weniger.
#7186907
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c-hater schrieb:
> Stefan schrieb:
>
>> Auch die Hersteller sagen nix dazu wenn man sie direkt fragt, MTBF geben
>> alle (besseren) Hersteller an, aber zu Schaltzyklen finde ich nix.
>
> Das liegt bei den guten Produkten sehr wahrscheinlich daran, dass bei
> einem gut designten SNT die Zahl der Powerzyklen vollkommen irrelevant
> ist.
>
> Nunja und bei den schlechteren wird halt nix spezifiziert, dann kann
> auch nix die Specs verletzen...

Und vermutlich steht irgendwo etwas zur bestimmungsgemäßen Verwendung. 
Da wird sehr wahrscheinlich nicht von ständigem Ein-/Ausschalten 
ausgegangen. Denn die entsprechenden Prüfungen für diverse Normen 
berücksichtigen diesen Aspekt.

Wenn ein SNT per Design nicht für eine Reparatur vorgesehen ist, dann 
sollte da die MTTF stehen anstatt der MTBF.
#7186924
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in meiner jugendlichen Unbekümmertheit ;-) habe ich mal einen "Report" 
zum RS-50 von Meanwell angesehen. Die messen einiges nach, 
Bauteiltemperaturen und -Spannungen bei maximaler Netzspannung, würfeln 
sich eine MTBF zurecht, aber Zyklen... nööö.

Die einzige Angabe in die Richtung ist die maximale Schalthäufigkeit bei 
deren Einschaltstrombegrenzer ICL16, der darf je nach Last nur einmal 
alle 5 Minuten. Bestenfalls 5x pro Minute, das wären 2.6 Millionen pro 
Jahr. Das passt für mich nicht zu den typischen elekrischen Lebensdauern 
von Relais, die niedriger liegen.
#7186925
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Gerd E. schrieb:
> Kannst Du Vorgaben machen wie das Netzteil für diese Schaltversuche
> einzubauen ist?

Vermutlich sogar besser:

Stefan schrieb:
> einen krassen Dauerversuch fahren will,
> bei dem ein Gerät von

Also: Getestet wird das ganze Gerät, nicht nur das SNT alleine.

Insofern kann Stefan einfach entsprechende "defeat devices" mit 
integrieren, z.B. zusätzlicher Überspannungsschutz und eine "Nur im 
Nulldurchgang"-Einschaltverzögerung.
Gast #7188588
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Stefan schrieb:
> Hintergrund ist, dass ein Kunde einen krassen Dauerversuch fahren will,
> bei dem ein Gerät von uns im 15 Minuten Takt 25.000 mal ein- und
> ausgeschaltet wird

WENN bei Dir im Labor der Test einen Tag durchhält, wird der theoretisch 
auch länger funktionieren (Badewannenkurve). Allerdings findet das Leben 
nicht NUR im Labor statt!
Ein 3-Phasen-Netz in einer Werkhalle z.B. mit einer schönen 
Nullpunktverschiebung könnte auch mit wesentlich höheren Spannungen Dein 
Netzteil in Rauch auflösen. Das passierte z.B. öfters nach 
Abschaltungsübungen. Deswegen wäre ein externer Überspannungschutz zu 
diskutieren. Auch Schmutz und Wärmestau sind interessante Faktoren, die 
bei diesem Test nicht vorkommen.
Ergänzend würde ich wie oben schon beschrieben mir die Feinsicherungen 
im Einschaltmoment mal genauer ansehen. Falls sie schon glühen sollten, 
wird der Sicherungsdraht wie bei der Lötspitze mit der Zeit verzundern 
und immer dünner, was nach längerer Zeit zum Ausfall führt.

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