Projekthintergrund
Bei Volllastbetrieb im Sommer mit hohen Umgebungstemperaturen löste die Übertemperatur der Leistungsdrossel beim kundenspezifischen String-Wechselrichter eine Leistungsreduzierung aus, was die Stromerzeugung beeinträchtigte. Die Drossel des ursprünglichen Lieferanten zeigte nach längerem Betrieb bei 85 °C eine Alterung der Lackschicht.
Technische Herausforderungen
- Dauerstrom 60 A, gleichzeitige Reduzierung von Gleichstromwiderstand und Temperaturanstieg erforderlich;
- Für den Außenbereich müssen Prüfungen bei hoher Temperatur/Luftfeuchtigkeit sowie Temperaturschock bestanden werden;
- Der Bauraum ist festgelegt, die Höhe der Drossel darf 40 mm nicht überschreiten;
- Eine Auslegungslebensdauer von 15 Jahren ist gefordert.
Unsere Lösung
Verwendung eines Magnetkerns mit großem Querschnitt in Kombination mit Flachkupferwicklung sowie optimierte Befestigungs- und Vergussstruktur:
- Flachkupfer statt Runddraht erhöht den Füllfaktor und reduziert den Gleichstromwiderstand um ca. 12 %;
- Auswahl eines Magnetkernmaterials mit hoher Curie-Temperatur, die Induktivitätsabnahme bei 85 °C wird auf unter 8 % begrenzt;
- Umstellung auf Isolierlack der Klasse H und Hochtemperatur-Vergussmasse verbessert die Wärmealterungsbeständigkeit;
- Optimierung der Anschlüsse und Befestigungsstruktur erhöht die Vibrationsfestigkeit.
Ergebnisse
- Der Temperaturanstieg der Drossel bei Volllast sank von 62 °C auf 48 °C, keine Leistungsreduzierung mehr erforderlich;
- Nach 1000 Stunden bei 85 °C/85 % relative Luftfeuchtigkeit beträgt die Induktivitätsänderung weniger als 5 %, keine Lackalterung;
- Bestanden im äquivalenten beschleunigten Lebensdauertest des Kunden für 15 Jahre;
- Wurde zum Hauptlieferanten für diese Plattform, Jahresliefermenge über 300.000 Stück.