Bildverarbeitung

Eine 24V-DC-USV schützt vor Anlagenstillstand und Datenverlust

Unterbrechungsfreie DC-Stromversorgung

30.04.2021 - Die zuverlässige und ausfallsichere DC-Stromversorgung von Embedded-IPCs, Steuerungen, Motorantrieben, ­Sensorik, Mess-, Regel- und Sicherheitstechnik ist in vernetzten und hochtechnologisierten Systemen weltweit und in nahezu allen Anwendungsfeldern von grundlegender Bedeutung. Anlagenstillstände, System­ausfälle und Datenverlust können riskant und kostspielig werden. Durch den Einsatz intelligenter DC-USV-­Systeme lässt sich dieses Risiko signifikant minimieren und die unterbrechungsfreie Stromversorgung und somit die Ausfallsicherheit gewährleisten.

Das DC-USV-Modul UPSI-2406DP1 mit integrierter Lithium-Ionen-Batterie von Bicker Elektronik überbrückt Stromausfälle, Spannungseinbrüche und Flicker in der 24VDC-Stromversorgung. Durch die Optimierung der Leistungselektronik lassen sich DC-Lasten von bis zu 100 Watt sicher überbrücken. Die DC-Notstromversorgung im robusten DIN-Rail-Gehäuse eignet sich für den langjährigen 24/7-Dauerbetrieb in Schaltschrankanwendungen und dezentralen autarken Lösungen für Industrie 4.0, Automation, Robotik, Bildverarbeitung, Medizin- und Labortechnik, Transportation, Prozess- und Sicherheitstechnik sowie viele andere Anwendungsbereiche.

Vorteile von Lithium-Ionen-Zellen gegenüber Blei-Säure-Batterien

In Bezug auf die Systemintegration und Wirtschaftlichkeit (TCO) lassen sich mit Lithium-Ionen-Zellen, im Vergleich zu herkömmlichen Blei-Säure-Batterien, Energiespeicher mit einer Platz- und Gewichtseinsparung von bis zu 75 Prozent realisieren. Lithium ist das leichteste Metall des Periodensystems und besitzt ideale elektrochemische Eigenschaften für die Bereitstellung hoher spezifischer Energiedichten (Wh/kg). Vielfach größer als bei Blei-Säure-Batterien ist ebenfalls die Anzahl der Ladezyklen (Cycle Life ≥500 bei dem UPSI-2406DP1), eine höhere realisierbare Entladetiefe „Depth of Discharge“ (DoD) sowie eine bis zu fünfmal längere Lebensdauer unter vergleichbaren Einsatzbedingungen.

Zuverlässiges Überbrücken auch längerer Stromausfälle

Die Systemelektronik der DC-Notstromversorgung stellt im Normalbetrieb die netzseitig gespeiste Nominalspannung am Ausgang zur Verfügung, lädt den Li-Ion-Batteriepack und überwacht die Spannungsschwellen am Eingang. Bei Unterschreitung der definierten Spannungsschwelle schaltet das System innerhalb von Sekundenbruchteilen auf den USV-Backup-Betrieb um und stellt am Ausgang eine unterbrechungsfreie und geregelte Spannungsversorgung für den angeschlossenen 24VDC-Verbraucher sicher. Mit einer Kapazität von 2.5 Ah/37 Wh liefert die interne Lithium-Ionen-Batterie genügend Energie, um eine Last von 96 Watt für ca. 15 Minuten bzw. eine Last von 25 Watt für ca. 60 Minuten zu überbrücken.

Power Sharing mit Eingangsstromerkennung

Die intelligente Verteilung der Ladeströme (Powersharing) sorgt dafür, dass die vorgeschaltete AC/DC-Stromversorgung nicht überdimensioniert werden muss, sondern die Eingangsleistung konstant gehalten und entsprechend angepasst auf Last und Li-Ion-Batterielader verteilt wird. Bei geringer Last am Ausgang fließt mehr Energie in den Lader und umgekehrt. Somit lassen sich Energieverbrauch, Platzbedarf und Kosten senken.

Das Batterie-Management-System verhindert zudem das schleichende Entladen des integrierten Batteriepacks, wenn die Notstromversorgung ausgeschaltet ist, indem es die Batterie deaktiviert. Durch dieses Verringern des BMS-Eigenstromverbrauchs erhöht sich auch die Sicherheit und Lagerfähigkeit der DC-USV.

Die integrierte Mindestlasterkennung mithilfe eines Lastsensors am Ausgang schaltet die DC-USV aus, wenn ein Schwellenwert unterschritten wird (keine Last), um nicht unnötig Energie zu verbrauchen. Zusätzlich verfügt das Gerät über einen Überstrom- und Verpolungs- sowie einen Tiefentladeschutz.

Vorprogrammierbar für autarken Betrieb

Mit der kostenfreien Management-Software HID Control Center lassen sich diverse Parameter des DC-USV-Systems sowie ein Echtzeit-Monitoring mit Ladezustandsanzeige einstellen und programmieren. Zu den einstellbaren Parametern gehören Load-Sensor (mA), eie Shutdown-Verzögerung, eine maximale Backup-Zeit, eine Mindestladekapazität vor Systemstart, ein Ignition-Timer und ein Restart-Delay. Die Datenanbindung an das IPC-System erfolgt über die integrierte USB-Schnittstelle.

Shutdown&Reboot-Funktion für IPC-Systeme

Bei einem Stromausfall signalisiert die DC-USV über das integrierte Interface den Ausfall der Versorgungsspannung, sodass ein kontrollierter Shutdown des Computersystems eingeleitet und wertvolle Daten gesichert werden können. Die integrierte Reboot-Funktion der DC-USV leitet nach wiederkehrender Versorgungsspannung den Neustart des versorgten IPCs ein, ohne dass eine aufwendige Vorort-Intervention eines Service-Mitarbeiters notwendig wäre. Dies ist insbesondere bei bei vollkommen autarken Computersystemen an unzugänglichen Standorten ein Vorteil.

Für den weltweiten Einsatz verfügt das DC-USV-System über internationale Sicherheitszertifizierungen: ETL UL61010-1 / -2-201, CSA C22.2 61010-1-12 / -2-201, CB Scheme IEC 61010-1 / -2-201.

Frontseitige Schnittstellen und DIN-Rail-Montage

Alle Ein- und Ausgänge befinden sich an der Frontseite. Hierzu gehören neben den Anschlüssen für Eingangs- und Ausgangsspannung mit Status-LED, ein Relais-Kontakt (Powerfail), eine RS232- sowie eine USB-Schnittstelle. Das Aluminiumgehäuse hat die Außenmaße 63 x 120 x 100 mm und verfügt über einen rückseitigen DIN-Rail-Halter für die flexible und schnelle Hutschienen-Montage.

Neben der dreijährigen Gerätegarantie gewährleistet Bicker Elektronik eine Langzeitverfügbarkeit von mindestens fünf Jahren. Insbesondere Applikationen mit einer entsprechend langen Laufzeit profitieren so von einem optimalen Investitionsschutz inklusive Design-In-Beratung und umfangreichem Service & Support durch den Hersteller. Auf Wunsch realisieren die Entwicklungsingenieure kundenspezifische Sonder- und Speziallösungen und bieten zudem umfangreiche Labor- und Mess-Dienstleistungen für komplette Kundensysteme an.

Autor

Markus Bicker, CEO von Bicker Elektronik

 

DC-Notstromversorgung ­UPSI-2406DP1 

  • 24V DC-USV-Modul mit Li-Ion-Batteriepack
  • Long-Life Lithium-Ionen-Zellen / Cycle Life ≥500
  • Hohe Energiedichte – lange Backupzeiten
  • Intelligente Eingangsstromerkennung
  • Power Sharing zwischen Lader und Last
  • Geregelte Ausgangsspannung im Backup-Betrieb
  • Smart Battery Lock und Mindestlast­erkennung
  • Relaiskontakt für Powerfail
  • Powerfail-Timer-Funktion
  • USB- & RS232-Schnittstelle
  • HID Control Center Software inklusive
  • Shutdown- & Reboot-Funktion für IPC
  • Ladezustandsanzeige
  • Geprüft nach IEC/UL/CSA 61010-1 / -2-201
  • 3 Jahre Garantie

Kontakt

Bicker Elektronik GmbH

Ludwig-Auer-Straße 23
86609 Donauwörth

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