Spitzenlast bei Netzteilen – Was ist möglich?

Was bedeutet „Spitzenlast“ überhaupt?

In der Stromversorgung beschreibt der Begriff „Spitzenlast“ (engl. Peak Load) die kurzzeitige Überschreitung der regulären Nennleistung eines Netzteils. Dabei handelt es sich um Lastzustände, bei denen das Netzteil für eine begrenzte Zeit deutlich mehr Strom liefern muss, als im Dauerbetrieb vorgesehen. Diese Überlastungen treten typischerweise für wenige Millisekunden bis einige Sekunden auf. Ausgelöst werden sie meist durch spezifische Lastprofile – etwa beim Hochlauf von Motoren, dem Einschalten kapazitiver Lasten oder durch schnelle Schaltvorgänge.

Leistungsbereich	Beschreibung
Dauerleistung	Leistung, die kontinuierlich bereitgestellt werden kann (z. B. 240 W)
Spitzenlast	Kurzzeitige Mehrleistung (z. B. 360 W für 5 s = 150 %)

Anders als die Dauerleistung, die ein Netzteil kontinuierlich bereitstellen kann, ist die Spitzenlast eine temporäre Leistungsreserve. Diese kann in gewissen Grenzen und Zeitfenstern genutzt werden, ohne die Sicherheit oder Lebensdauer des Netzteils zu gefährden – vorausgesetzt, das Netzteil ist dafür ausgelegt.

Warum sind Spitzenlasten in der Industrie relevant?

In industriellen Umgebungen ist der Stromverbrauch selten konstant. Die meisten Systeme erzeugen dynamische Lastprofile mit kurzzeitigen Leistungsspitzen. Diese Spitzen sind oft unvermeidlich und entstehen beispielsweise:

• beim Einschalten von Antriebssystemen (hoher Anlaufstrom)
• beim Laden großer Kondensatoren in Umrichtern oder Pufferstufen
• beim Schalten induktiver oder kapazitiver Lasten
• in taktgesteuerten Maschinen und automatisierten Fertigungsprozessen

Wenn Netzteile diese Lastspitzen nicht zuverlässig abdecken können, führt dies zu unerwünschten Effekten: Spannungseinbrüche, Abschaltungen, Störungen in der Steuerungselektronik oder im schlimmsten Fall zum Ausfall der gesamten Anlage.

Daher ist die Fähigkeit eines Netzteils, kurzfristig höhere Leistungen zu liefern, ein entscheidender Faktor bei der Planung industrieller Stromversorgungen.

Technische Grenzen – Wie viel ist zu viel?

Die Spitzenlastfähigkeit eines Netzteils ist technisch immer begrenzt – sowohl in Bezug auf die Höhe der Überlast als auch auf deren Dauer und Häufigkeit. Typische Herstellerangaben sehen wie folgt aus:

• Überlastniveau: z. B. 120–150 % der Nennleistung
• maximale Dauer: z. B. 2–5 Sekunden pro Lastspitze
• Abkühlzeit oder Wiederholfrequenz: z. B. alle 10–30 Sekunden

Ein Netzteil, das 240 W Dauerleistung liefert, darf z. B. für 5 Sekunden 360 W abgeben – sofern das thermische Management (Kühlkörper, interne Sensorik) dies erlaubt.

Zusätzlich greifen Schutzmechanismen, wenn die zulässigen Grenzen überschritten werden:

Schutzmechanismus	Funktion	Wirkung bei Überlast
Thermische Abschaltung	Gerät schaltet bei Überhitzung ab	Schutz vor thermischer Zerstörung
Strombegrenzung (Foldback)	Reduzierung des Ausgangsstroms auf Minimalwert	Verhindert dauerhafte Überlast
Automatischer Neustart	Neustart nach Abkühlung oder Fehlerbeseitigung	Selbstheilung nach temporärem Fehler
Hiccup-Mode	Pulsweise Versuch, erneut zu starten	Schonende Fehlerbehandlung bei Kurzschluss

Die konkrete Auslegung dieser Schutzstrategien variiert je nach Hersteller, Serie und Gerätekategorie. Bei hochwertigen Industrie-Netzteilen sind diese Mechanismen präzise abgestimmt, um Schäden zu vermeiden und die Betriebssicherheit zu erhöhen.

Spitzenlast gezielt zur Effizienzsteigerung nutzen

Vergleich typischer Spitzenlast-Fähigkeiten

Netzteiltyp	Spitzenlast-Fähigkeit	Dauer der Spitzenlast	Wiederholbarkeit	Anwendungsbeispiel
Standard-Schaltnetzteil (ohne Boost)	100–110 %	< 1 s (nicht spezifiziert)	nicht empfohlen	einfache Verbraucher, LED-Versorgung
Industrie-Hutschienen-Netzteil (Boost)	bis 150 %	5 s	alle 10–30 s	Maschinenbau, SPS, Sensorik
AC/DC-Industriewandler (High-End)	bis 200 %	10–50 ms	abhängig von Kühlung	Motoranlauf, Ventiltechnik
Redundante Versorgungssysteme	100 % permanent (verteilt)	–	kontinuierlich	kritische Systeme, Server, Steuerungen

Diese Übersicht verdeutlicht, wie stark sich Netzteile hinsichtlich ihrer Peak-Load-Eigenschaften unterscheiden – sowohl in absoluten Werten als auch in der Systemintegration. Besonders für industrielle Anwendungen ist die Wahl der richtigen Kategorie entscheidend, um Sicherheit, Effizienz und Lebensdauer gleichermaßen zu gewährleisten.

Ein oft übersehener Vorteil spitzenlastfähiger Netzteile liegt in der Möglichkeit, kleinere Geräte mit besserer Energieeffizienz einzusetzen. Statt ein Netzteil auf den maximalen Spitzenbedarf zu dimensionieren, kann ein leistungsfähiges Modell mit kurzer Peak-Last-Toleranz genügen.

Beispiel:
Ein Verbraucher benötigt kurzfristig 360 W beim Start, arbeitet aber dauerhaft mit nur 240 W. Ein klassisches Netzteil müsste auf 360 W Dauerleistung ausgelegt sein – was zu schlechterem Wirkungsgrad, höherem Materialeinsatz und mehr Wärmeentwicklung führt. Ein Gerät mit 240 W Nennleistung und 150 % Power Boost für 5 s bietet hier eine deutlich effizientere Lösung.

Dadurch lassen sich sowohl Platzbedarf im Schaltschrank als auch Energieverbrauch und Kosten reduzieren. Auch aus Sicht der Ökobilanz ist der Einsatz spitzenlastfähiger Netzteile häufig nachhaltiger.

Diese Strategie setzt allerdings eine präzise Kenntnis des Lastprofils voraus – idealerweise unterstützt durch Simulation oder Messung.

Welche Netzteile sind für Spitzenlasten ausgelegt?

Nicht alle Netzteile sind gleichermaßen spitzenlastfähig. In vielen Geräten fehlt die entsprechende Reserveleistung oder sie sind thermisch nicht dafür dimensioniert. Besonders geeignet sind hingegen Modelle mit spezifizierter „Power Boost“-Funktion oder „Peak Load Capability“. Solche Netzteile erkennen Lastspitzen automatisch und stellen die zusätzliche Leistung bereit – temporär, sicher und dokumentiert.

Typische Varianten:

• Hutschienen-Netzteile mit Power Boost (z. B. +50 % für 5 s)
• AC/DC-Wandler mit definierten Peak-Zeitfenstern
• Netzteile mit aktiver Lüfterregelung und Temperaturmanagement

Auch der Einsatz von Kondensator-Pufferschaltungen oder kurzzeitigen Batteriespeichern kann die Spitzenlastfähigkeit erweitern, wenn keine ausreichende Netzteilreserve vorhanden ist.

Beim Vergleich verschiedener Modelle ist Folgendes zu beachten (relevant u. a. nach IEC 62368-1 für Sicherheitsanforderungen und EN 61000-4-x für EMV-Störfestigkeit):

• Wie viel Prozent zusätzliche Leistung wird bereitgestellt?
• Für wie lange ist diese Last tragbar?
• Wie häufig darf der Boost genutzt werden, ohne das Gerät zu überlasten?
• Wie beeinflussen Spitzenlasten EMV-Verhalten, Lebensdauer oder Normkonformität?

Antworten darauf finden Sie im Datenblatt oder bei einem spezialisierten Anbieter wie COTRONIC, der Netzteile mit geprüfter Spitzenlastfähigkeit für verschiedenste Industrieanwendungen bereithält.

Worauf sollten Sie bei der Auswahl achten?

Die Spitzenlastfähigkeit eines Netzteils muss immer im Kontext der konkreten Anwendung bewertet werden. Eine rein theoretische Leistungsreserve nützt wenig, wenn sie in der Praxis nicht zur Lastcharakteristik passt. Wichtige Fragen dabei:

• Wie oft treten Lastspitzen auf (Zyklus)?
• Wie hoch ist die Spitze im Verhältnis zur Nennlast?
• Können mehrere Komponenten gleichzeitig Spitzen erzeugen (Kumulation)?
• Wie wirkt sich die Umgebungstemperatur auf das Gerät aus?
• Gibt es Systemkomponenten, die durch Spannungseinbrüche gefährdet wären?

Zudem ist zu prüfen, ob Alternativen wie Pufferkondensatoren, aktive Lastverteilung oder Redundanzsysteme zur Spitzenlast-Entkopplung beitragen können.

Ein falsch ausgelegtes Netzteil kann durch permanente Überlastung überhitzen, schneller altern oder im schlimmsten Fall vollständig ausfallen. Daher lohnt sich eine präzise Planung – insbesondere bei sicherheitskritischen Anlagen.

Wenn Sie sich intensiver mit den Themen Netzteildimensionierung, Effizienz oder Redundanz befassen möchten, empfehlen wir Ihnen weiterführende Fachbeiträge aus unserem Blog. Erfahren Sie beispielsweise, wie Sie Netzteildimensionierung – Gleichzeitigkeit und Leistungsreserve optimal planen, welche Rolle Redundante Netzteilkonzepte für die Ausfallsicherheit spielen, wie Sie den Wirkungsgrad bei Kleinleistungs-Netzteilen verbessern oder mit geplanter Netzteilwartung die Lebensdauer erhöhen.

Spitzenleistung ist möglich, aber nicht grenzenlos

Moderne Netzteile mit Spitzenlastfähigkeit ermöglichen eine flexible und zuverlässige Stromversorgung, auch bei dynamischen und anspruchsvollen Lastprofilen. Sie vermeiden Überdimensionierung, sichern Prozessstabilität und schützen angeschlossene Komponenten.

Checkliste zur Auswahl spitzenlastfähiger Netzteile:

• Ist die Spitzenlastdauer in der Applikation bekannt (z. B. 5 s)?
• Gibt es Herstellerangaben zur erlaubten Peak-Dauer und Wiederholrate?
• Passt die Spitzenlastfähigkeit zum tatsächlichen Lastprofil?
• Sind EMV- und thermische Auswirkungen berücksichtigt?
• Ist das Netzteil nach IEC 62368-1 und EN 61000-4-x spezifiziert?
• Lässt sich durch Spitzenlast ein kleineres, effizienteres Gerät einsetzen?
• Besteht die Möglichkeit, Lastspitzen durch Puffer oder Redundanz zu entkoppeln?

Aber: Spitzenlast ist kein Dauerzustand. Wer sie nutzen will, muss ihre Grenzen kennen. Die Wahl des richtigen Netzteils erfordert daher technisches Verständnis, Kenntnis der Applikation und idealerweise die Beratung durch erfahrene Anbieter.

Bei COTRONIC erhalten Sie nicht nur leistungsstarke Netzteile mit Boost-Funktion, sondern auch persönliche Unterstützung bei der Auswahl. Für ein stabiles und sicheres System – auch bei Spitzenbelastung.