JavaScript is currently disabled.Please enable it for a better experience of Jumi.
 Annonsera Utgivningsplan Månadsmagasinet Prenumerera Konsultguide Om oss  About / Advertise
onsdag 22 maj 2019 VECKA 21
ImageStandard, skräddarsytt eller något steg där emellan ger den bästa strömförsörjningen – valet bör ske förutsättningslöst innan konstruktionen tar fart.
Ibland får jag frågan vilket som är bäst, standardiserade eller kundanpassade kraftlösningar. Det är en fråga som inte har något generellt svar. Om det fanns ett sådant skulle inte båda alternativen finnas på marknaden. Mellan standard och kundanpassat finns också modifierad standard och så kallad value add. Det första är när man utgår från en standardlösning och inför några modifieringar. Det senare är en lösning där ett eller flera standardbyggblock kombineras med, och kanske binds samman av, en kundanpassad del.
Örjan Blomberg är Sverigechef för Powerbox och Craftec.

Powerbox tillverkar kraftlösningar, både kundanpassade och standard, medan Craftec distribuerar standardkraftlösningar från bland annat Powerbox.

Örjan Blomberg har arbetat inom powerboxgruppen sedan 1995 och har tidigare varit produktionschef. Han har även arbetat på Cewe Instrument, som exempelvis utvecklar energimätare och mätomvandlare.

Vilken lösning som är bäst i ett specifikt fall beror ibland på något så enkelt som att bara en kan uppfylla specifikationen. Vanligare är dock att man väljer lösning efter hur man prioriterar mellan deras olika styrkor och svagheter. Naturligtvis är det också så att det som är standard från en tillverkare kan kräva olika grader av kundanpassning från en annan. Det är inte heller något självändamål att söka standard eller kundanpassning. Det viktiga är vilka egenskaper lösningen har, hur väl den passar, vad den kostar, och hur supporten fungerar.

Det finns ett läge där valet är enkelt. Det är när det finns en välrenommerad standardlösning som i alla avseenden passar perfekt. En standardlösning har normalt ett övertag i form av time-to-market, att vara avlusad och stabil, att redan ha erforderliga godkännanden och certifieringar, samt att vara i produktionsvolym med vad det innebär för kostnaden. Om den dessutom passar perfekt är den mycket svårslagen.

Nu inträffar de ytterst sällan att en standardlösning passar helt perfekt. Överprestanda gör inte så mycket, om priset är rätt. Det är värre om prestanda är i underkant, eller om viss önskad funktionalitet saknas eller är löst på ett sätt som inte är optimalt för tillämpningen. Ibland är det fysiska mått, eller kylprinciper, som inte är optimala för den omgivning lösningen ska integreras i. Det är i dessa lägen man måste börja göra överväganden. Konsekvenserna av att en standardlösning inte passar perfekt vägda mot tid och kostnad för att ta fram en mer eller mindre kundanpassad lösning. Om misspassningen mellan standard och vad man helst vill ha är liten kan valet vara svårt. Är den större blir det ganska givet. Vi har redan konstaterat att det finns flera alternativ när man av någon anledning inte väljer standard. Det finns inget generellt svar på vilket som är bäst, utan man måste göra en helhetsbedömning i varje enskilt fall. För att illustrera hur man kan söka sig fram till det bästa alternativet tar jag här upp fyra olika tillämpningar och beskriver vilken lösning som valdes och varför.

Den första tillämpningen är ett nätaggregat till en pump som används för att vätska ut sår. Det är alltså inom det medicinska området. Pumpen kan användas både i sjukhus- och hemmiljö. Marknaden är internationell och volymen strax över 10 000 enheter per år. Kombinationen av medicinsk tillämpning, hemmiljö och internationell marknad innebär att ett ovanligt stort antal godkännanden och certifieringar behövs. Av flera skäl, där certifieringsförfarande och fysisk hanterbarhet är två, vill man ha ett separat nätaggregat som inte är integrerat i pumpen. Ett separat aggregat innebär ytterligare höjda krav avseende till exempel säkerhets- och EMC-provning, men gör samtidigt certifieringen av tillämpningen enklare. Det tekniska gränssnittet mellan aggregatet och tillämpningen reduceras till DC-pluggen och den spänning som levereras där. Här är alltså det tekniska gränssnittet enkelt, godkännandekraven omfattande och volymen måttlig. Samtidigt gör hemmiljöaspekten att enheten behöver vara behändig, robust och helst vara utformad så den upplevs som en naturlig del av tillämpningen. Här föll valet på ett standardaggregat ur en serie framtagen för medicinska tillämpningen, med ett designat hölje och utbytbara AC-pluggar. Genom det valet slipper man alla frågetecken runt tidsåtgången för att få erforderliga godkännanden, man kan tillgodogöra sig volymen från många andra tillämpningar för att hålla ner kostnaden, och man får en snygg kapsling som bidrar till hela imagen.

Nästa exempel är ett nätaggregat som ska integreras i en POS-terminal (point-of-sales). Det är en terminal som vi kanske oftast ser på hamburgerrestaurangernas diskar, där serveringspersonalen matar in vår beställning, men den finns på i stort sett alla restauranger. Restauranger är en tuff miljö med mycket damm och fettpartiklar. Av den anledningen skulle ett helkapslat externt aggregat vara att föredra. Kunderna är dock vana vid att nätaggregatet är integrerat. Ett externt aggregat skulle minska terminalens konkurrenskraft. Ett integrerat aggregat i en relativt liten tillämpning som står på ett bord mitt framför både operatör och kund, i en miljö med mycket partiklar i luften, gör fläktkylning olämplig. Både ljudet och luftflödet skulle vara störande. POS-terminaler måste därför klara hög intern arbetstemperatur.

I det specifika fallet var uppdraget att ersätt ett befintligt aggregat från en tillverkare som inte levt upp till förväntningarna. Det fysiska utrymmet och mekaniska gränssnitt var givna och baserade på kortstorleken 3 5 5 tum. Volymen var drygt 50 000 per år. Jämfört med föregående exempel är de formella godkännandekraven enklare samtidigt som miljön är tuffare. Här föll valet på en modifierad standard. Vi utgick från ett standardaggregat med mycket hög verkningsgrad, byggt i 2 5 4 tums storlek. Den höga verkningsgraden gav låg värmeavgivning. Kortstorleken ökades till 3 5 5 tum vilket ytterligare förbättrade värmesituationen. Aggregatet gavs också rätt kontakteringar för att passa i den befintliga tillämpningen. Resultatet blev en snabb och enkel anpassningsfas och plug-and-play i produktionen.

Med det tredje exemplet återvänder vi till den medicinska världen, men nu i en markant mer komplex tillämpning än i det första exemplet. Dels är den mer kritisk – det handlar om en utrustning som används vid avancerade kirurgiska ingrepp och som är kritisk för ingreppets genomförande. Dels är kraftlösningens uppgift mer komplex med integrerad batteribackup och flera utspänningar.

En avancerad och komplex kravbild drar gärna tankarna mot total kundanpassning. Omfattande godkännandekrav i kombination med tidsbrist och en prispressad tillämpning med måttlig volym drar åt andra hållet. Den lösning som valdes kombinerar olika styrkor i kundanpassning och standard genom en så kallad value-add-lösning. Som byggblock användes tre olika standardaggregat från två tillverkare, ett AC/DC-aggregat och två DC/DC-moduler. Dessa byggdes ihop med en kundanpassad enhet där, utöver att koppla ihop omvandlarna, komplexa krav på exempelvis styrning, övervakning och kommunikation löstes. Då omvandlarna redan vid starten var färdiga och hade alla erforderliga godkännanden blev både tidsåtgång och kostnad för konstruktion och godkännande av den kompletta lösningen låg.

För vårt fjärde exempel går vi till transportsektorn, närmare bestämt den spårbundna delen. Tillämpningen är DC/DC-omvandlare som matar styrutrustningen för drivmotorerna i Intercity-, regional- och lokaltåg. Utrustningen monteras under vagnarna i en mycket krävande miljö. Temperaturvariationer på –40°C till +70°C, kraftiga vibrationer med varierande frekvens, och en allmän miljö som milt uttryckt lämnar en del övrigt att önska ingår i livet på undersidan av ett tåg. Marknaden är global. Underhållsintervallen på tåg är långa, 500 000 kilometer till första service ger inte speciellt många tillfällen att testa enheterna för att upptäcka eventuella begynnande svagheter. Dessutom är driftsäkerhetskraven mycket höga. Om matningen av styrutrustningen falerar så falerar hela drivenheten. Att ta ett tåg ur drift för att ett strömförsörjningsaggregat gått sönder är inte acceptabelt.

De ovanligt hårda kraven på främst miljötålighet och tillförlitlighet gjorde att man valde full kundanpassning. Då kunde aggregaten skräddarsys för exakt det de skulle göra och den miljö de skulle arbeta i. I det här fallet var det alltså miljö och tillförlitlighet som styrde valet, men det kunde också ha varit andra faktorer som till exempel utdata eller dimensioner. Full kundanpassning är det naturliga valet när några viktiga parametrar ligger utanför vad som är tillgängligt som standard, eller lätt åstadkoms med modifierad standard. Ett annat läge där man också ofta väljer en kundanpassad lösning, även om det skulle fungera med standard, är om volymen är hög och det går att göra besparingar i tillämpningen genom att skräddarsy strömförsörjningen.

i har tittat på fyra olika tillämpningar med global spridning. Alla fyra finns också i vår omedelbara närhet, som inslag i vår vardag. POS-terminalerna finns på många svenska restauranger. Drivenheterna rullar både på våra järnvägar och i Stockholms tunnelbana. Även de medicinska exemplen finns här, men där får vi snarare hoppas vi slipper stöta på dem. De här tillämpningarna illustrerar inga absoluta sanningar men ger exempel på hur man kan resonera i valet mellan standard, kundanpassning eller något av stegen däremellan. Att välja alternativ är en viktig och integrerad del i framtagningen av en strömförsörjningslösning. Ibland görs valet av kunden, ibland av den som tillhandahåller strömförsörjningen. Många gånger görs det av båda tillsammans. Oavsett vem som gör valet är det viktigt att både förstå och kunna hantera alla alternativ. Om valet baseras på att kunden är van vid en viss lösning, eller att leverantören favoriserar en, missar man kanske möjligheten att göra ett optimalt val.

Förhoppningsvis kan den här artikeln uppmuntra till tankar runt ett viktigt steg i specificering och framtagning av strömförsörjningslösningar. Ett steg som bör tas förutsättningslöst, innan man börjar välja aggregat eller konstruera något nytt.

 

 

 

 

 

 

MER LÄSNING:
 
Branschens egen tidning
För dig i branschen kostar det inget att prenumerera på vårt snygga pappers­magasin.

Klicka här!
SENASTE KOMMENTARER
Kommentarer via Disqus

Vi gör Elektroniktidningen

Anne-Charlotte Sparrvik

Anne-Charlotte
Sparrvik

+46(0)734-171099 ac@etn.se
(sälj och marknads­föring)
Per Henricsson

Per
Henricsson
+46(0)734-171303 per@etn.se
(redaktion)

Anna Wennberg

Anna
Wennberg
+46(0)734-171311 anna@etn.se
(redaktion)

Jan Tångring

Jan
Tångring
+46(0)734-171309 jan@etn.se
(redaktion)