Dansk mini-strømforsyning får verdenspremiere
more_vert
close
close

Vores nyhedsbreve

close
Ved at tilmelde dig accepterer du vores Brugerbetingelser, og at Mediehuset Ingeniøren og IDA-gruppen lejlighedsvis kan kontakte dig om arrangementer, analyser, nyheder, tilbud mm via telefon, SMS og email. I nyhedsbreve og mails fra Mediehuset Ingeniøren kan findes markedsføring fra samarbejdspartnere.

Dansk mini-strømforsyning får verdenspremiere

Strømforsyninger har været omdrejningspunktet for Mickey Madsens karriere. Først som kandidat- og ph.d.-studerende på DTU, siden som medstifter og adm. direktør i Nordic Power Converters, der udvikler strømforsyninger til bl.a. belysningsindustrien. Illustration: NPC

Strømforsyninger har det med at være en klods om benet, når man skal designe elegante elektronik­produkter.

De er årsagen til, at fjernsynsfladskærmen ofte buler ud på midten, fordi der skal være plads til en strømforsyning. De er den tunge, grimme boks, der følger med det slanke, elegante LED-armatur, og den ubehjælpelige mursten, der ofte er mere besværlig at få plads til i tasken end den bærbare computer.

Derfor er det noget af en verdensnyhed, som et konsortium af DTU-forskere og fem danske virksomheder præsenterede i slutningen af februar: En strømforsyning i miniformat, der skal finde anvendelse i morgendagens løsninger til IoT og smart belysning.

»Switchmode-strømforsyninger blev opfundet i 1970’erne og er basis i rigtig meget elektronik. Siden 1980’erne har man forsket i at udvikle nye typer strømforsyninger for at øge switch-frekvensen, men få er kommet lige så langt som os,« lyder det fra Mickey Madsen, medstifter og adm. direktør i Nordic Power Converters, som er én af partnerne i projektet.

Høje frekvenser er nøglen

Nordic Power Converters blev stiftet i 2014, hvilket falder nogenlunde sammen med TinyPower-projektets start. En del af forskningen er da også baseret på Mickey Madsens kandidat- og ph.d.-studie i højfrekvente strømforsyninger.

De høje frekvenser er nemlig årsagen til, at det er lykkedes Mickey Madsen og hans kolleger at udvikle en funktionel prototype på en strømforsyning til LED-belysning, der kun fylder en fjerdedel af tilsvarende kommercielle strømforsyninger.

TinyPower-strømforsyningen er baseret på traditionelle siliciumkomponenter, men fordi strømforsyningen kan operere med meget høje frekvenser – 1-5 MHz, hvilket er en faktor 10-50 i forhold til andre strømforsyninger – kan man reducere størrelsen på spoler og kondensatorer betragteligt.

Sådan ser NPC’s strømforsyning ud, når låget løftes af. Strømforsyningen er en 30 W-driver med to kanaler til regulering af hvidt lys, der indeholder et Bluetooth-interface til trådløs kommunikation. Illustration: DTU

Netop disse komponenter udgør ellers typisk 80 procent af størrelsen og 60 procent af omkostningerne i en strømforsyning.

»Så hvis man kan reducere størrelsen på dem, kan man virkelig rykke på såvel størrelse som pris på de her strømforsyninger,« siger Mickey Madsen, der tilføjer, at de mindre komponenter også medfører færre råmaterialer og dermed en lavere produktionspris.

Høj frekvens med minimalt tab

Normalt er skiftetabet højt, når strømforsyninger skal operere i så høje frekvenser, men ifølge Mickey Madsen er det lykkedes at minimere det skiftetab og dermed øge frekvensen uden at miste den høje virkningsgrad på cirka 88 procent.
Han påpeger desuden, at hele konstruktionen bliver mere mekanisk robust, når man reducerer spolernes og kondensatorernes masse. Netop de komponenter er ellers sårbare over for vibrationer.

Et tosporet projekt

Da TinyPower-projektet blev søsat for nu tre et halvt år siden, var det med et mål om at udvikle én strømforsyning, der kunne finde bred anvendelse inden for forskellige applikationer til både IoT og belysning.

Sådan er det dog ikke gået. Hurtigt fandt man ud af, at de forskellige applikationer krævede vidt forskellige effekter. Hvor mange IoT-applikationer kan nøjes med få watt, kræver strømforsyninger til belysning ofte 40-50 watt.

Derfor blev projektet delt op i to spor: DTU’s forskere har koncentreret sig om en strømforsyning til IoT, mens Nordic Power Converters har stået i spidsen for udviklingen af en strømforsyning målrettet belysning. De to strømforsyninger bygger dog på den samme teknologi­platform.

DTU’s udviklingsarbejde har blandt andet omfattet integrerede chips med lange udviklingstider, og derfor er man nået længere med belysningsstrømforsyningen, forklarer Mickey Madsen. Første generation testes p.t. i nogle pilotprojekter, og nu står Nordic Power Converters klar med en funktionel prototype på anden generation, der kan konvertere elnettets 230 volt til et output på 24-36 volt.

Kæmpe LED-marked

For Nordic Power Converters består næste skridt i at tage på roadshow med strømforsyningen under armen og finde nogle interesserede kunder. Enheden skal bl.a. vises frem på verdens største belysningsmesse i Frankfurt sidst i marts.

LED-markedet ventes ifølge markedsanalyser at vokse fra en 2016-værdi på mellem 18 og 26 mia. dollars til op mod 54 mia. dollars i 2022. Ifølge en dansk opgørelse fra Energistyrelsen havde mere end seks ud af ti husstande LED­belysning i 2016. Så der burde i udgangspunktet være kunder nok.

Mickey Madsen anslår, at det vil tage mellem seks og ni måneder at produktionsmodne den nuværende funktionelle prototype. Første generation ministrømforsyning blev produceret hos Nordic Power Converters’ faste EMS-leverandør i Polen, og det vil næste generation sandsynligvis også blive.

»Men vi bevæger os i retning af noget, der måske kunne produceres i Danmark. I og med at vi bruger mindre komponenter, giver det mulighed for at bruge SMT-processer, som er højere automatiseret end de manuelle processer, der ellers tit bliver anvendt.«

Jeg kunne egentlig også godt tænke mig at vide hvordan strømforsyningen performer rent EMC-messigt? Specielt når switchfrekvensen er oppe i MHz.

  • 4
  • 0