2U-programmierbare Gleichspannungsversorgung: Leistung und Platz in der Mittelserienfertigung ins Gleichgewicht bringen

Kurzüberblick

• 2U-Gleichspannungsversorgungen kombinieren hohe Leistungsdichte mit 19″-Rackmontage – ideal für mittelgroße Produktionsumgebungen mit begrenztem Platz.

• Parallelschaltung mit Leader-Follower-Steuerung (Master/Slave) ermöglicht das bedarfsgerechte Skalieren der Ausgangsleistung mit mehreren 2U-Einheiten – ohne zusätzliche Stellfläche.

• Programmierbarkeit und Präzision (typisch: geringe Welligkeit/Rauschen, enge Toleranzen) unterstützen reproduzierbare Prüf- und Fertigungsprozesse.

• Konfigurierbare Schutzfunktionen (z. B. OVP/OCP/OPP) und gängige Schnittstellen (z. B. LAN/USB/RS-485) erleichtern die Integration.

• Praxisfelder: Elektronikfertigung/Prüfung, Automotive-Komponenten, (modell-/normabhängig) medizinnahe Anwendungen, Forschung & Entwicklung.

Warum 2U? Problemstellung in der Mittelserienfertigung

In mittelgroßen Produktionsumgebungen (Elektronikmontage, Automotive-Komponentenprüfung, industrielle Gerätefertigung) treffen hohe Leistungsanforderungen auf knappen Rack- und Bodenplatz. Klassische Tischgeräte verschwenden Stellfläche, große Stand-alone-Systeme blockieren Racks und sind wenig flexibel.
2U-programmierbare Gleichspannungsversorgungen nutzen den Standard-Formfaktor (2U = 3,5″) im 19″-Rack und bieten Platzersparnis bei hoher Leistungsdichte.

Was ist eine 2U-programmierbare Gleichspannungsversorgung?

„2U“ bezeichnet die Bauhöhe im Rack (1U = 1,75″ → 2U = 3,5″). 2U-Geräte sind für 19″-Racks ausgelegt und integrieren sich nahtlos.
Sie vereinen drei Kernfähigkeiten:

1) Programmierbarkeit – flexibel für wechselnde Anforderungen

• Digitale Einstellung von Spannung, Strom und Leistungsgrenzen via Frontbedienung, Software oder Fernschnittstelle.

• Sequenzen ermöglichen automatische Profilwechsel (z. B. 12 V/5 A PCB-Test → 24 V/2 A Burn-in).

• Optional mehrkanalig (2-Kanal-Modelle) für Verbraucher mit mehreren Versorgungsschienen.

• Konfigurierbare Schutzfunktionen (z. B. OVP/OCP) und geregelte Anstiegszeit (Slew-Rate) helfen, DUT-Spezifika einzuhalten.

2) Präzision – stabil für qualitätskritische Prozesse

Typische Leistungsdaten (modellabhängig):

• Spannungsgenauigkeit: ca. ±0,1 % vom Endwert

• Langzeitstabilität/Drift: z. B. < 0,05 %/h

• Welligkeit/Rauschen: z. B. < 10 mVpp
  Diese Werte reduzieren Störeinflüsse auf empfindliche Elektronik (z. B. IoT-Niederspannungssignale) und unterstützen reproduzierbare Prüfergebnisse.

3) Leistungsdichte – viel Output auf wenig Höheneinheiten

Viele 2U-Modelle liefern 1–5 kW in nur 2U.
Beispiel: Zwei 3 kW-Einheiten ergeben in 4U 6 kW – häufig platz- und kosteneffizienter als eine große 6U-Einheit.

Parallelschaltung mit Leader-Follower-Steuerung: Skalierung ohne Gerätewechsel

Wenn die Produktion wächst, lässt sich die Ausgangsleistung modular erhöhen.

Funktionsprinzip

• Leader (Master) gibt Spannungs-/Strom-Sollwerte vor, Follower (Slaves) folgen synchron.

• Gleichmäßige Lastverteilung schützt vor Überlast einzelner Geräte.

• Fehlertoleranz: Fällt eine Einheit aus, reduziert sich die Gesamtleistung, der Betrieb kann oft weiterlaufen (modell-/applikationsabhängig).

Vorteile gegenüber einer einzelnen Großversorgung

• Skalierbarkeit in 2U-Schritten im vorhandenen Rack

• Schrittweise, bedarfsgerechte Skalierung statt hoher Einmalinvestition

• Geringeres Ausfallrisiko durch verteilte Architektur

• Portabilität: Einheiten können zwischen Linien/Racks umgesetzt werden

Platzfaktor: Warum 2U der „Sweet Spot“ ist

• 1U stößt thermisch oft früh an Grenzen (typisch ≤ 1 kW).

• ≥ 4U bietet zwar mehr Leistung, verbraucht aber unnötig Platz.

• 2U balanciert Kühlreserve (Lüfter, Kühlkörper) und Leistung (typisch 1–5 kW) – ideal für Mittelserienfertigung.
  Ein 42U-Rack bietet z. B. Raum für zahlreiche 2U-Module, ohne andere Mess-/Steuergeräte zu verdrängen.

Anwendungen

Elektronikfertigung & Test

• PCB-Funktionstest mit stabilen Spannungen (z. B. 5/12/24 V)

• Burn-in/Langzeittest mit eng geregeltem Strom

• Halbleiternahe Prüfaufgaben (modellabhängig auch Hochspannung)

Automobilkomponentenfertigung

Automotive-Komponenten

• Batterietests/Module (Leistungsbündelung via Parallelschaltung)

• Sensor-Kalibrierung (ADAS) mit rauscharmen Ausgängen

• Motor-/Aktorenprüfstände mit variablen Profilen

Medizinnahe Gerätefertigung*

• Sehr niedrige Welligkeit/Rauschen für empfindliche Messketten

• Protokollierung von Spannungs-/Stromverläufen für Nachvollziehbarkeit
  *Einsatz nur im Rahmen der jeweils zutreffenden Normen und Freigaben; Konformität ist modellabhängig.

Forschung & Entwicklung / Labore

• Prototyping mit Mehrkanal-Versorgung

• Material-/Oberflächentechnik (z. B. elektrochemische Prozesse, je nach Spannungsbereich)

• Universitäten/Institute mit breitem Applikationsmix und knappem Platz

Auswahlleitfaden: So finden Sie die passende 2U-Einheit

Leistungsbedarf definieren

• Max. Spannung/Strom/Leistung (z. B. 50 V, 100 V, 500 V; 10 A, 50 A).

• Wachstum einplanen → Parallelschaltung berücksichtigen.

Präzision & Stabilität priorisieren

• Zielwerte (z. B. ±0,1 %, < 10 mVpp, < 0,05 %/h), je nach Applikation.

Steuerung & Integration prüfen

• Schnittstellen: Ethernet/LAN, USB, RS-485/Modbus, ggf. PLC-Anbindung.

• Software-Kompatibilität (z. B. LabVIEW/MATLAB/Hersteller-Suite).

• Kanalkonfiguration (1-Kanal vs. 2-Kanal; Parallel-/Serienschaltung).

Umgebungs- & Sicherheitsmerkmale berücksichtigen

• Kühlkonzept (geregelte Lüfter, thermisches Design).

• Schutzmechanismen: OVP/OCP/OPP, Sanftanlauf/Anstiegszeit.

• Schutzarten und EMV-Eigenschaften passend zur Umgebung (modellabhängig).

Hersteller & Service

• Erfahrung mit Industrie-/Produktionsanwendungen.

• Garantie und Support-Reaktionszeiten.

• Optionen/Anpassungen (z. B. spezielle Spannungsbereiche, kundenspezifische Schnittstellen).

Zusammenfassung

2U-programmierbare Gleichspannungsversorgungen verbinden Leistungsdichte, Präzision und 19″-Platzökonomie und sind damit eine starke Option für Mittelserienfertigung und Labore. Durch Parallelschaltung mit Leader-Follower-Steuerung wachsen Systeme modular mit – ohne Rackfläche zu verschwenden.
Wer reproduzierbare Tests, flexible Profile und gute Integrationsfähigkeit benötigt, profitiert von der Kombination aus Programmierbarkeit, Schutzfunktionen und Schnittstellenvielfalt.

Hinweis zu Normen & Compliance

Normenkonformitäten (z. B. IEC-Standards, medizinische Normen) sind modell- und ausstattungsabhängig. Für Einsätze in regulierten Umgebungen sollten Herstellerangaben, Datenblätter und Zertifikate der konkreten Geräteversion geprüft werden. Aussagen zu IP-Schutzarten, medizinischer Eignung oder Industrienormen gelten nicht generell, sondern nur, sofern im Datenblatt des jeweiligen Modells ausgewiesen.

Wie TPS Elektronik unterstützen kann

TPS Elektronik bietet 2U-Lösungen im Bereich 1–5 kW (modellabhängig), unterstützt Parallelschaltungen und die Integration in bestehende Prüf- und Fertigungssysteme.
Teilen Sie uns Anwendungsprofil, Schnittstellen und Leistungsbedarf mit – wir empfehlen geeignete Modelle und Optionen.

 Besuchen Sie TPS Elektronik oder kontaktieren Sie unser technisches Team heute noch.