Deutsch
USV-SYSTEM
DIN-RAIL
Benutzerhandbuch UPSI-2412D
Bicker Elektronik GmbH
Ludwig-Auer-Straße 23 | 86609 Donauwörth · Germany
UPSI-2412D
Legende der verwendeten Symbole
Symbol Beschreibung
Achtung! Wichtiger Gefahrenhinweis.
Nicht mit dem Hausmüll entsorgen.
Warnung vor elektrischer Spannung.
Revisionsverzeichnis
Datum Änderung
09.12.2020
Revision 0-1
24.01.2021
Revision 1
20.05.2021
Revision 1-1
Initial-Version
Release-Version
Kapitel „Software“ gelöscht, Kapitel „Status-LED“ neu aufgebaut
Revision 1-1
2
UPSI-2412D
Revision 1-1
3
UPSI-2412D
A Kurzspezifikation
UPSI-2412D
24 V DC / 10 A
Leistungsstarke 24 V DC USV
(Hutschienen-Version)
Intelligente Eingangsstromerkennung
Geregelte Ausgangsspannung im
Batterie-Betrieb
Mindestlasterkennung
Power-fail Timer-Funktion
Relaiskontakt für Power-fail
Reboot-Funktion
Ladezustandsanzeige
Batterie-Startfunktion
Herunterfahren durch externes Signal
Technische Daten
Eingangsspannung 24 V DC (22.8…30 V)
Eingangsstrom 11 A max.
Ausgangsspannung Netzbetrieb: VIN– 0.6 V DC max. (abhängig von der Last)
Batteriebetrieb: 23.5 V DC
Ausgangsstrom 10 A / 10.3…12 A für max. 10 s
Kapazitive Last 10 000 µF (bei Start / 0 A Ausgangslast)
Ladeverfahren CC / CV / CP
Schutzfunktionen Überstromschutz am Ausgang
Kurzschlussschutz am Ausgang
Interface USB, RS232, HID-USV
Mögliche Batterietechnologie LiFePO4, Supercaps (EDLC)
Umgebungstemperatur Betrieb: -20…+70° C
Lagerung / Transport: -30…+70° C
Aufstellhöhe ≤4000 m
Max. zulässige Luftfeuchtigkeit ≤95 % (bei 25° C, keine Betauung)
Abmessungen B / H / T 36 x 147 x 103 mm ±0.5 mm
(ohne vordere Anschlüsse und Hutschienenhalterung)
Gewicht 0.34 kg
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UPSI-2412D
A Kurzspezifikation UPSI-2412D ............................................................................. 4
B Einführung und Beschreibung ............................................................................. 6
B1 Produkt- und Funktionsbeschreibung ........................................................................................................... 6
B2 Bestimmungsgemäßer Gebrauch ....................................................................................................................7
C Sicherheitshinweise .............................................................................................. 8
D Technische Daten .................................................................................................. 9
D1 Allgemeine Technische Daten ............................................................................................................................ 9
D2 Zeichnung ..................................................................................................................................................................... 17
E Name / Adresse / Support E-Mail / Telefonnummer des Herstellers ...............17
F Allgemeine Angaben...........................................................................................18
F1 Einbau – Installationshinweise ......................................................................................................................... 18
F2 Konvektion und Einbaulage ............................................................................................................................... 18
F3 Anschlussbeschreibung........................................................................................................................................20
F4 Dimensionierung der vorgeschalteten Stromversorgung ............................................................. 22
F5 Anschlussplan ............................................................................................................................................................. 23
F6 Inbetriebnahme ......................................................................................................................................................... 24
F7 Übersicht Stecker / Gegenstecker mit Bezeichnung / Lieferumfang ...................................... 25
F8 Ladezeit ........................................................................................................................................................................... 25
F9 Verpolung / Überstrom / Kurzschluss .......................................................................................................... 25
F10 Überbrückungszeiten im Batteriebetrieb .................................................................................................. 26
F11 Verhalten bei Überschreiten der maximalen Pufferzeiten ............................................................. 26
F12 Batteriestart ...................................................................................................................................................................26
F13 Status LED ...................................................................................................................................................................... 27
F14 Shutdown Diagramm ............................................................................................................................................ 28
F15 Empfehlungen für eine lange Lebensdauer des USV-Systems ..................................................... 29
F16 Wartung .......................................................................................................................................................................... 29
F17 Entsorgung ................................................................................................................................................................... 29
F18 Haftungsausschluss ................................................................................................................................................. 29
F19 Sicherheitsmaßnahmen und -regeln beim Betrieb des USV-Systems .................................... 30
Revision 1-1
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UPSI-2412D
B Einführung und Beschreibung
Vor Inbetriebnahme lesen!
Dieses Handbuch soll den Anwender mit dem Produkt samt dessen Komponenten und Eigenschaften vertraut
machen und möglichst vollständige und genaue Informationen dazu liefern.
Das Handbuch sowie sämtliche Dokumente sind vor Installation und Benutzung genauestens zu lesen und
einzuhalten. Ist dies nicht der Fall, können in bestimmten Situationen Garantie und Gewährleistung teilweise oder ganz entfallen. Für mögliche vorhandene Fehler sowie Nichteinhaltung der Gebrauchs- und
Installationsvorgaben wird jegliche Haftung seitens Bicker Elektronik ausgeschlossen.
B1 Produkt- und Funktionsbeschreibung
Die UPSI-2412D (nachfolgend auch USV) ist ein DC/DC-USV-System mit zahlreichen digitalen Features
und einer hohen Performance. Die USV kann mit unterschiedlichen Energiespeichern (nachfolgend auch
Batterie(n)), unterschiedlicher Kapazität und unterschiedlicher Chemie betrieben werden. Es dürfen ausschließlich Energiespeicher von Bicker Elektronik verwendet werden, da die Ladeeinstellungen nach Erkennung
des eingesetzten Batterietyps erfolgen. Die primäre Verwendung der USV besteht in der Überbrückung von
Spannungsausfällen und / oder -schwankungen. Die zu schützende Applikation wird an den Ausgang der USV
angeschlossen.
Die USV benötigt am Eingang eine ausreichend dimensionierte Spannungsversorgung von 24 V DC. Im Netzbetrieb, der sich automatisch nach Anlegen der Eingangsspannung einstellt, wird die Eingangsspannung an
den Ausgang durchgereicht und gleichzeitig der angeschlossene Energiespeicher geladen. Der Ladestrom ist
dynamisch abhängig vom Laststrom am Ausgang der USV. Die grüne Status-LED leuchtet dauerhaft, wenn sich
die USV in diesem Zustand befindet.
Bei einem Spannungsabfall oder einer Spannungsschwankung der Eingangsspannung wird (bei Unterschreiten
der gegebenen Unterspannungsgrenze) die USV in den Batteriebetrieb (auch Backup-Betrieb) versetzt. In
diesem Zustand wird die Applikation am Ausgang der USV über den Energiespeicher versorgt. Die Überbrückungszeit (auch Pufferzeit) hängt vom verwendeten Energiespeicher, von der Höhe des Ausgangsstroms
und von den Softwareeinstellungen der USV ab. Eine wichtige Eigenschaft ist, dass die Ausgangsspannung
im Batteriebetrieb stets auf 23.5 V DC geregelt wird und nicht mit abfallender Spannung des Energiespeichers
sinkt. Wenn sich die USV im Batteriebetrieb befindet, wird dieser Zustand durch die langsam blinkende StatusLED (1 Hz Blinken) angezeigt. Wird die USV mit einer LiFePO4-Batterie verwendet, muss diese nach einem vollständigen Batteriebetrieb möglichst zeitnah wieder aufgeladen werden.
Bei Wiederkehr der Eingangsspannung wird die USV automatisch wieder in den Netzbetrieb zurückversetzt
und das Laden des Energiespeichers wird fortgesetzt.
Die USV kann ebenso für durch den Anwender initiierte Abschaltungen der Versorgungsspannung oder Zyklen
eingesetzt werden. Anwendungsbeispiele sind das Tauschen größerer Akkus bei Fahrzeugen, bei welchen
die Elektronik weiterhin versorgt werden soll, das Öffnen und Schließen von Sicherheitsventilen nach einer
Fehlfunktion oder das Herunterfahren eines Systems.
Revision 1-1
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UPSI-2412D
B2 Bestimmungsgemäßer Gebrauch
Dieses Gerät wurde für den Einsatz in einem passenden Gehäuse entwickelt, welches vor Strom-, Wasserund Brandgefahren schützt, so dass ein Einsatz im Innen- und Außenbereich möglich ist. Es ist primär für
den Einsatz auf der Hutschiene bestimmt und für den professionellen Einsatz in Bereichen wie industrieller
Steuerungs-, Kommunikations- und Messtechnik entwickelt. Es darf nicht in Vorrichtungen oder Anlagen verwendet werden, bei denen eine Fehlfunktion zu schweren Verletzungen führt oder Menschenleben gefährdet.
Revision 1-1
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UPSI-2412D
C Sicherheitshinweise
WARNUNG!
Missachtung nachfolgender Punkte kann einen elektrischen Schlag, Brände, schwere Unfälle
oder Tod zur Folge haben.
1. Auf eine ordnungsgemäße und fachgerechte Verdrahtung muss geachtet werden.
2. Das Gerät darf weder Feuer noch Temperaturen außerhalb der Spezifikation ausgesetzt werden.
3. Das Gerät darf nicht unter Wasser getaucht und Spritzwasser ausgesetzt werden.
4. Das Gerät darf nicht in feuchter Umgebung oder in einer Umgebung, bei der mit Betauung oder
Kondensation zu rechnen ist, betrieben werden.
5. Das Gerät darf nicht geöffnet, kurzgeschlossen, verpolt, überhitzt oder anderweitig
umgelötet/geschweißt werden.
6. Änderungen oder Reparaturversuche am Gerät sind zu unterlassen.
7. Einwirkung von Fremdkörpern auf das Gerät ist zu unterlassen (z. B. Metallteile).
8. Offensichtlich beschädigte Geräte dürfen nicht in Betrieb genommen werden
(z. B. Delle, Brandspuren, grobe Verschmutzung).
9. Lüftungsöffnungen müssen freigehalten werden.
10. Gerät darf nicht fallen gelassen werden.
11. Sämtliche Teile am Gerät sowie Zubehör dürfen nicht gegessen oder verschluckt werden.
12. Eine strombegrenzte Quelle ist zu verwenden. Die erforderlichen Stromwerte für die USV sind
in diesem Handbuch beschrieben.
13. Die USV wird sowohl von Eingangsquelle als auch vom Energiespeicher mit Spannung versorgt.
Letzterer steht auch nach dem Trennen der Eingangsquelle noch unter Spannung.
ACHTUNG!
1. Durch unsachgemäßen Gebrauch sowie durch Öffnen des Gerätes erlischt die Garantie.
2. Das Gerät darf nur bestimmungsgemäß verwendet werden.
3. Die nationalen Unfallverhütungs- und Sicherheitsvorschriften sind einzuhalten.
4. Die Montage des Gerätes sowie die elektrische Installation müssen dem Stand der Technik entsprechen.
5. Die elektrischen, thermischen und mechanischen Grenzwerte sind einzuhalten.
6. Die Angaben zur Verdrahtung der USV – wie in diesem Handbuch beschrieben – müssen eingehalten
werden.
Revision 1-1
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UPSI-2412D
D Technische Daten
D1 Allgemeine Technische Daten
EINGANGSDATEN – UPSI-2412D
Wenn nicht anders angegeben, gelten alle Angaben für 25° C Umgebungstemperatur,
24 V DC Eingangsspannung und Nennausgangstrom (IN ).
Eingangsspannung 24 V DC
Eingangsspannungsbereich 22.8 V DC…30 V DC
Spannungsfestigkeit max. 35 V DC
Zuschaltschwelle fix
Unterspannung
Spannungsfall Eingang/Ausgang
21.6 V DC
0.6 V DC max. (abhängig von der Last)
Stromaufnahme
IN (UN, I
I
MAX
I
DYN
I
NO-LOAD
I
CHARGE
OUT
(UN, I
(UN, I
(UN, I
(UN, I
= IN, I
= I
OUT
= I
OUT
OUT
CHARGE
STAT.BOOST
DYN.BOOST
= 0, I
OUT
= 0, I
= 0)
, I
, I
CHARGE
CHARGE
CHARGE
CHARGE
= 0)
= max)
= max)
= 0)
10.1 A
11 A
12 A
<100 mA
4.5 A
Leistungsaufnahme
PN (UN, I
P
MAX
P
DYN
P
CHARGE
OUT
(UN, I
(UN, I
(UN, I
= IN, I
= I
OUT
= I
OUT
OUT
CHARGE
STAT.BOOST
DYN.BOOST
= 0, I
= 0)
, I
, I
CHARGE
CHARGE
CHARGE
= max)
= max)
= 0)
242 W
264 W
288 W
108 W
Interne Eingangssicherung Ja (12 A)
Einschaltzeit <5 s
Einschaltzeit Batterie-Start (BS) <5 s
Revision 1-1
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UPSI-2412D
AUSGANGSDATEN – UPSI-2412D (NETZBETRIEB)
Wenn nicht anders angegeben, gelten alle Angaben für 25° C Umgebungstemperatur,
24 V DC Eingangsspannung und Nennausgangstrom (IN ).
Ausgangsspannung 24 V DC
Ausgangsspannungsbereich U
= UIN – 0.6 VDC max. (abhängig von der Last)
OUT
Kapazitive Last 10 000 µF (bei Start / 0 A Ausgangslast)
Ausgangsstrom
IN
I
STAT.BOOST
I
DYN.BOOST
I
SFB
10 A
10.2 A
10.3…12 A für max. 10 s
30 A (5 ms)
Ausgangsleistung
PN (UN, I
P
STAT.BOOST
P
DYN.BOOST
OUT
(UN, I
(UN, I
= IN, I
OUT
CHARGE
OUT
= I
= I
= 0)
STAT.BOOST
DYN.BOOST
, I
CHARGE
, I
CHARGE
= 0)
= 0)
234 W
239 W
241…280 W für max. 10 s
Kurzschlussfest Ja
Leerlauf Ja
Überstromabschaltung 10.3…12 A für max. 10 s ; 12.1…16.3 A für max. 100 ms
>16.3 A für max. 5 ms
AUSGANGSDATEN – UPSI-2412D (BATTERIEBETRIEB)
Wenn nicht anders angegeben, gelten alle Angaben für 25° C Umgebungstemperatur,
24 V DC Eingangsspannung und Nennausgangstrom (IN ).
Ausgangsspannung 23.5 V DC
Ausgangsspannungsbereich n.a.
Ausgangsstrom
IN
I
STAT.BOOST
I
DYN.BOOST
I
SFB
10 A
10.2 A
10.3…12 A für max. 10 s
30 A (5 ms)
Ausgangsleistung
PN (UN, I
P
STAT.BOOST
P
DYN.BOOST
OUT
(UN, I
(UN, I
= IN, I
OUT
CHARGE
OUT
= I
= I
= 0)
STAT.BOOST
DYN.BOOST
, I
CHARGE
, I
CHARGE
= 0)
= 0)
235 W
240 W
242…282 W für max. 10 s
Kurzschlussfest Ja
Leerlauf Ja
Überstromabschaltung 10.3…12 A für max. 10 s ; 12.1…16.3 A für max. 100 ms
>16.3 A für max. 5 ms
Laststrom für Batteriestart (BS) 7 A max.
Revision 1-1
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UPSI-2412D
ANSCHLUSSDATEN EINGANG / AUSGANG
Anschlussart Verschraubbarer Steckverbinder
Leiterquerschnitt starr 0.205 mm … 3.31 mm (24 … 12 AWG)
Leiterquerschnitt flexibel 0.205 mm … 3.31 mm (24 … 12 AWG)
Leiterquerschnitt mit Aderendhülse 0.205 mm … 3.31 mm (24 … 12 AWG)
Abisolierlänge 7 mm … 8 mm
Anzugsdrehmoment 0.5 Nm … 0.6 Nm
BATTERIE-LADEEINHEIT
Ladeverfahren CC / CV / CP
Ladeschlussspannung LiFePO4: 27.6 V / EDLC: 32 V
Ladestrom max. 4.5 A
Batterie-Technologie LiFePO4 / EDLC (Supercaps)
FREIGEGEBENE ENERGIESPEICHER
BP-LFP-2725D LiFePO4 / 25.6 V DC / 2.5 Ah / 64 Wh
BP-SUC-30090D EDLC / 32 V DC / 13.5 kJ (9.0 kJ nutzbar) /
3.75 Wh (2.5 Wh nutzbar)
Revision 1-1
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UPSI-2412D
ANSCHLUSSDATEN – RELAIS
Anschlusskennzeichnung RL
Schaltkontakt (potenzialfrei) Relais
Zustand (konfigurierbar) Power Fail Alarm
Schaltspannung 24 V DC / 125 V AC
Stromtragfähigkeit 1A (DC) / 0.5 A (AC)
Zuordnung Zustand - Signal NO (Normally Open) / NC (Normally Closed) –
konfigurierbar per Software
DATENSCHNITTSTELLE – USB
Benennung der Schnittstelle USB
Anzahl der Schnittstellen 1
Anschlussart USB-Typ B (Buchse)
Verriegelung Nein
Übertragungsphysik USB 2.0
Topologie Punkt zu Punkt
Protokoll VCOM, HID
Übertragungslänge ≤3 m
Zugriffszeit <1 s
Chipsatz NXP
Potenzialtrennung Nein
Revision 1-1
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UPSI-2412D
DATENSCHNITTSTELLE – RS232
Benennung der Schnittstelle RS232
Anzahl der Schnittstellen 1
Anschlussart DSUB 9-Pin (Female)
Verriegelung Nein
Übertragungsphysik RS232 light (TX / RX)
Topologie Punkt zu Punkt
Symbolrate (Baudrate) 38400
Kabeltyp 1:1
Übertragungslänge ≤10 m
Zugriffszeit <1 s
Pegel -6 V DC … +6 V DC
Potenzialtrennung Nein
ALLGEMEINE DATEN
Brennbarkeitsklasse nach UL 94
(Gehäuse / Klemmen)
Gewicht 0.34 kg
Parallelschaltbarkeit UPS Nein
Serienschaltbarkeit UPS Nein
V0
GEHÄUSE
Schutzart IP 20
Schutzklasse III (ohne PE)
Montageart Tragschienenmontage (EN 60715)
Ausführung Aluminium
Abmessungen B / H / T 36 mm / 147 mm / 103 mm ±0.5 mm
(ohne vordere Anschlüsse und Hutschienenhalterung)
Revision 1-1
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UPSI-2412D
UMGEBUNGSBEDINGUNGEN
Umgebungstemperatur (Betrieb) -20… +70° C
Umgebungstemperatur
(Kaltstart unbelastet)
Umgebungstemperatur
(Lagerung / Transport)
Max. zul. Luftfeuchtigkeit ≤95 % (bei 25° C, keine Betauung)
Aufstellhöhe ≤4000 m
Klimaklasse 3k3 (EN 60721)
Verschmutzungsgrad 2
Überspannungskategorie
EN 61010-1
EN 61010-2-201
Nutzung im Innenbereich / Außenbereich Ja / Ja (im Gehäuse)
-30° C
-30… +70° C
I
I
NORMEN
Schutzkleinspannung IEC 61010-1 (SELV)
IEC 61010-2-201
ZULASSUNGEN
UL n.a. (nach Absprache möglich)
CSA
CB Scheme
Revision 1-1
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UPSI-2412D
STÖRFESTIGKEIT NACH EN 61000 (INDUSTRIE)
Basisnorm CE Erfüllte Anforderung gemäß EN 61000 (CE)
(Störfestigkeit Industrieumgebung)
Entladung statischer Elektrizität
EN 61000-4-2
Kontaktentladung
Luftentladung
Bemerkung
Elektromagnetisches HF-Feld
EN 61000-4-3
Frequenzbereich
Prüffeldstärke
4 kV
8 kV
Kriterium A
80 MHz … 1 GHz
10 V/m
Frequenzbereich
Prüffeldstärke
Bemerkung
Schnelle Transienten (Burst)
EN 61000-4-4
Prüfspannung
Bemerkung
Stoßspannungsbelastung (Surge)
EN 61000-4-5
Prüfspannung L–N
Prüfspannung L–PE, N–PE
Bemerkung
Induzierte hochfrequente Felder
EN 61000-4-6
Frequenzbereich
Störgrad
Bemerkung
Magnetfeld mit energietechnischer
Frequenz
EN 61000-4-8
Prüfpegel
Bemerkung
1.4 GHz … 2 GHz
3 V/m
Kriterium A
2 kV
Kriterium A
±1 kV
±2 kV
Kriterium A
0.15–80 MHz
10 V; 150 Ω Quellenimpedanz; AM80 % / 1 kHz (Sinus)
Kriterium A
30 A/m
Kriterium A
Revision 1-1
15
UPSI-2412D
STÖRAUSSENDUNG NACH EN 61000-6-4 (INDUSTRIE)
Basisnorm CE Erfüllte Anforderung gemäß EN 61000-6-4 (CE)
(Industrieumgebung)
Funkstörspannung auf Stromversorgungsleitungen
EN 61000-6-4
Frequenzbereich
Bemerkung
Funkstörfeldstärke
EN 61000-6-4
Frequenzbereich
Bemerkung
150 kHz–30 MHz
Konform
30 MHz–1 GHz
Konform
LEGENDE
Kriterium A Normales Betriebsverhalten innerhalb der festgelegten
Grenzen.
Kriterium B Vorübergehende Beeinträchtigung des Betriebsverhaltens,
die das Gerät selbst wieder korrigiert.
Revision 1-1
16
UPSI-2412D
D2 Zeichnung UPSI-2412D
29,4mm
Toleranz ±0.5 mm
103mm
9mm
36mm
147mm
E Name / Adresse / Support E-Mail / Telefonnummer des Herstellers
Bicker Elektronik GmbH · Ludwig-Auer-Straße 23 · 86609 Donauwörth · Germany
E-Mail: support@bicker.de · Tel.: +49 (0) 906 70595-0
Revision 1-1
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UPSI-2412D
F Allgemeine Angaben
F1 Einbau – Installationshinweise
Dieses Gerät darf nur von Elektrofachpersonal installiert und in Betrieb genommen
werden! Die Applikation muss beim Einbau stromlos sein. Die Leitungen müssen fest ange-
schlossen sein und dürfen über keine scharfen Kanten geführt werden. Auf richtige Polarität
muss geachtet werden! Vor Inbetriebnahme Anschlüsse auf Korrektheit prüfen!
F2 Konvektion und Einbaulage
Für diese DIN-Rail-Version ist eine senkrechte Montage auf eine waagrechte Schiene (Hutschienen nach
EN 60715) empfehlenswert, um die bestmögliche Konvektion zu erreichen. Eine andere Einbaulage ist möglich,
ein Betrieb bis +70° C Umgebungstemperatur kann dadurch aber nicht mehr gewährleistet werden.
Es ist darauf zu achten, dass keine Lüftungslöcher durch andere, benachbarte Komponenten und Geräte verdeckt werden.
Folgende Abstände zu benachbarten Geräten sind zu empfehlen:
Links / rechts: 20 mm
Oben / unten: 50 mm
Die Geräte entsprechen der IP-Schutzklasse 20.
Revision 1-1
18
UPSI-2412D
Hutschienenmontage und Hutschienenprofile nach EN 60715
1.
3.
Nach unten
drücken
2.
4.
Revision 1-1
19
UPSI-2412D
F3 Anschlussbeschreibung
EINGANG & AUSGANG (IN & OUT)
PIN FUNKTION
V
in
1 Vin +
2 Vin –
V
4 3 2 1
+ – – +
out
3 Vout –
4 Vout +
RELAIS-ANSCHLUSS (RL)
Die Funktion des Relais-Anschlusses kann per Software konfiguriert werden. Bei Schließen des Relais
beträgt der Widerstand zwischen den beiden Pins ca. 0 , ansonsten sind sie „open load“.
PIN FUNKTION
1 Relais-Öffner Kontakt 1
2 1
2 Relais-Öffner Kontakt 2
RS-232
Revision 1-1
PIN FUNKTION
1 +5 V (50 mA max.)
2 RXD
3 TXD
4 DTR
5 GND
6 DSR
7 NC
8 NC
9 NC
20
UPSI-2412D
BATTERIE POWER (BAT PWR)
6 5 4
BATTERIE DATEN (BAT DATA)
3 2 1
PIN FUNKTION
1 Batterie –
2 Batterie –
3 Batterie –
4 Batterie +
5 Batterie +
6 Batterie +
PIN FUNKTION
8 2
TEMPERATUR SENSOR (TS)
1 Interner Temperatursensor auf
Energiespeicher, Anschluss 1
2 IC_0-SCL
3 Interner Temperatursensor auf
Energiespeicher, Anschluss 2
7 1
4 IC_0-SDA
5 NC
6 SP0 (Batterie Enable)
7 +5 V (max. 50 mA)
8 GND
BATTERIE TYP GENUTZTE PINS
LiFePO4 2, 4, 6, 8
Supercap 1, 2, 3, 4, 6, 7, 8
1 4
Revision 1-1
PIN FUNKTION
1+4 Temperatur Sensor, extern, Anschluss 1
2+3 Temperatur Sensor, extern, Anschluss 2
2 3
21
UPSI-2412D
F4 Dimensionierung der vorgeschalteten Stromversorgung
Es ist darauf zu achten, dass die vorgeschaltete Stromversorgung korrekt dimensioniert ist, um den Ladevorgang
der Batterien und die korrekte Funktion der Applikation zu garantieren. Der Eingang muss von einer SELV- oder
PELV-Stromversorgung gespeist werden. Um die UPSI-2412D mit voller Funktionalität zu betreiben, sollte
die vorgeschaltete Stromversorgung mindestens 24 V / 20 A bereitstellen können und keine KonstantstromFunktion (constant current function) verwendet werden.
Wird am Ausgang weniger Last als die Maximallast benötigt, kann die Spannungsversorgung nach der untenstehenden Tabelle dimensioniert werden (Spalte 3).
UPSI-2412D
I
[A] I
LOAD
CHARGE
[A] I
0 4.5 5
1
4
2 3.7 6
3 3.4 7
4 3 7.5
5 2.6 8
6 2.3 9
7 1.8 9.5
8 1.6 10
9 1.2 11
10 1.0 12
IN-MIN
5.5
[A]
Revision 1-1
22
UPSI-2412D
F5 Anschlussplan
APPLIKATION
V
IN
+ +– –
RELAIS
BAT PWR
BAT DATA
ENERGIESPEICHER
ANSCHLUSS-REIHENFOLGE
USB
RS232 (DSUB 9)
für individuelle
Verwendung
1. BAT PWR
2. BAT DATA
3. APPLIKATION V
OUT
4. DCQUELLE VIN
5. RELAIS / USB / RS232
Abbau-Reihenfolge umgekehrt
zum Anschluss!
Revision 1-1
VIN/V
– ACHTUNG!
OUT
1. Auf Polarität achten
2. AWG16-Leitung sollte verwendet
werden (1.5 mm2)
23
UPSI-2412D
F6 Inbetriebnahme
Es muss sichergestellt sein, dass die USV und der Energiespeicher ordnungsgemäß verbaut sind. Der
Energiespeicher kann unter Einhaltung der Anschlussreihenfolge (siehe Kapitel F5 „Anschlussplan“) jederzeit
abgesteckt und getauscht werden. Drei Verbindungen sind zu beachten: Eine Datenverbindung zur Batterie
(BAT DATA), eine Stromführung zur Batterie (BAT PWR) und der Eingang/Ausgang zur USV.
Der Start kann, nach dem Anschließen eines geladenen Energiespeichers, auf zwei Wegen erfolgen:
1. Durch das Anschließen der Versorgungsspannung (standard):
Wird an den Eingangsklemmen eine Spannung größer als 22.8 V angeschlossen, wird der Energiespeicher
abgefragt und übermittelt seine Daten. Die USV stellt die entsprechende Ladeschlussspannung ein und
gibt den Pack über das System Present frei. Danach beginnt der Ladevorgang des Energiespeichers.
ODER
2. Batteriestart aus dem Energiespeicher in den Batterie-Betrieb (alternativ):
Durch Betätigen des BS-Tasters für länger als 2 Sekunden (max. 5 s). Siehe dazu Kapitel F12 „Batteriestart“.
Es dürfen nur Energiespeicher von Bicker Elektronik eingesetzt werden. Diese sind entsprechend qualifiziert und
verfügen über die notwendigen Schutzfunktionen. Darüber hinaus erfolgt die Einstellung der Ladeverfahren
anhand interner Kodierungen sowie Einstellungen.
Die angelegte Spannung am Eingang wird, verringert durch einen stromabhängigen Spannungsabfall, an den
Ausgang weitergeleitet (V
wacht die Spannungsschwellen am Eingang (USV-Funktion).
Es ist darauf zu achten, dass die Quelle genug Strom liefert, um den Ladevorgang zu garantieren (siehe Kapitel
F4 „Dimensionierung der vorgeschalteten Stromversorgung“).
Auch nach dem Trennen der Versorgung und wenn am Ausgang keine Spannung messbar ist,
wird die USV weiterhin über den Energiespeicher mit Energie versorgt.
= VIN - 0.6 V bei Maximalstrom). Das Gerät lädt den Energiespeicher und über-
OUT
Revision 1-1
24
UPSI-2412D
F7 Übersicht Stecker / Gegenstecker mit Bezeichnung / Lieferumfang
ANSCHLUSS TEILENUMMER GEGENSTÜCK-TEILENUMMER
VIN/V
OUT
RL Würth Elektronik 68800211722 Würth Elektronik 688002113322
USB Würth Elektronik 61400416121 USB Typ B Stecker
RS232 D-Sub9 Female D-Sub 9 Male
BAT PWR Würth Elektronik 64900629522 Würth Elektronik 649006113322
BAT DATA Würth Elektronik 62400821722 Würth Elektronik 624008213322
TEMP SENSOR Hirose DF11-4DP-20S Hirose DF11-4DS-2C
LIEFERUMFANG
MENGE BESCHREIBUNG
1x Gerät
1x VIN / V
1x Relais-Kabel, 50 cm, AWG 22
UPSI-2412D - DC USV
OUT
Würth Elektronik 691317510004 Würth Elektronik 691340500004
Stecker
F8 Ladezeit
Die Ladezeiten sind abhängig vom Energiespeicher, der Eingangsspannung und dem Laststrom.
F9 Verpolung / Überstrom / Kurzschluss
Verpolung:
Das Gerät besitzt einen passiven Verpolschutz am Eingang. Im Falle einer Verpolung löst die Eingangssicherung
irreversibel aus und das Gerät geht in einen sicheren Zustand.
Überstrom:
Im Falle eines zu hohen Laststromes am Ausgang schaltet das Gerät diesen ab. Maximal zulässige Stromwerte
und -Peaks können dem Kapitel D „Technische Daten“ entnommen werden. Die Status-LED zeigt den Fehlerzustand durch eine sehr schnelle Blinkfolge an. Ein erneuter Startversuch erfolgt alle 10 Sekunden im
Netzbetrieb. Im Batterie-Betrieb erfolgt kein Restart-Versuch.
Kurzschluss:
Bei einem Kurzschluss am Ausgang der USV erfolgt eine sofortige Trennung des Ausgangs (<5 ms). Die StatusLED zeigt den Fehlerzustand durch eine sehr schnelle Blinkfolge an. Ein erneuter Startversuch erfolgt jede
Sekunde (non-latch) im Netzbetrieb. Im Batterie-Betrieb erfolgt kein Restart-Versuch. Die Auswirkungen eines
Kurzschlusses auf das Gerät sind abhängig von Länge und Querschnitt (Impedanz) der Ausgangsverdrahtung.
Bei einem Kurzschluss direkt an den Klemmen kann es zu einer Beschädigung des Gerätes kommen.
Revision 1-1
25
UPSI-2412D
F10 Überbrückungszeiten im Batteriebetrieb
Die nominalen Überbrückungszeiten können den Handbüchern bzw. Datenblättern der jeweiligen Energiespeicher entnommen werden. Bei extrem niedrigen oder hohen Temperaturen kann es zu einer Minderung
der nominalen Überbrückungszeit kommen.
F11 Verhalten bei Überschreiten der maximalen Pufferzeiten
Beim Überschreiten der gegebenen Überbrückungszeiten wird der Ausgang anhand der Entladespannung des
entsprechenden Speichers getrennt (Tiefentladeschutz).
Insbesondere bei Superkondensatoren kann eine zusätzliche Abschaltschwelle bei zu hohem Entladestrom
des Energiespeichers greifen (>15 A). Dies kann bei sehr hohen Lastströmen am Ausgang der UPSI-2412D
auftreten. Je tiefer die Spannung des Energiespeichers sinkt, umso höher ist dessen Entladestrom, damit eine
konstante Leistung am Ausgang der USV gewährleistet wird.
Wenn der zulässige Ausgangsstrom während des Batteriebetriebs mehr als 70 % übersteigt, schaltet der
Wandler zunächst ab, ohne den Ausgang sofort zu trennen. Die Spannung am Ausgang der UPSI-2412D kann
in diesem Fall deutlich unter 23.5 V absinken. Dieser Zustand sollte vermieden werden, indem das System
rechtzeitig heruntergefahren wird.
F12 Batteriestart
Diese Funktion ermöglicht das Starten der Applikation oder des Geräts aus der Batterie heraus bis maximal 7 A
Laststrom, ohne dass die Spannungsversorgung vorhanden oder angeschlossen ist. Hierzu muss der Taster BS
durch das Loch in der Gehäusefront mit einem feinen Gegenstand (dünner Schraubenzieher o.ä.) länger als 2
Sekunden (max. 5 s) gedrückt werden. Dies ist i.d.R. nur mit einem BP-LFP-2725(D) sinnvoll nutzbar, da die chemisch bedingte Eigenentladung bei Superkondensatoren einen Batteriestart bereits nach wenigen Minuten
nicht mehr zulässt.
Revision 1-1
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UPSI-2412D
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F13 Status LED
Gültig ab Firmware-Version 2.2.6
HAUPTZUSTÄNDE
Dauer an Status: Netzbetrieb
>> Netzspannung vorhanden
INTERNE ZUSTÄNDE
BATTERIE-FEHLER
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1 Hz Blinken
(1 s an, 1 s aus)
1 x Blinken (LED ist
kurz aus), Pause 2 s
2 x Blinken (LED ist
kurz aus), Pause 2 s
3 x Blinken (LED ist
kurz aus), Pause 2 s
4 x Blinken (LED ist
kurz aus), Pause 2 s
1 x Blinken (LED ist
lang aus), Pause 2 s
2 x Blinken (LED ist
lang aus), Pause 2 s
3 x Blinken (LED ist
lang aus), Pause 2 s
4 x Blinken (LED ist
lang aus), Pause 2 s
Status: Batteriebetrieb
>> Netzspannung nicht vorhanden
Status: Batteriestart
>> Manueller Start aus Batterie heraus
durch Betätigen des BS-Tasters.
Status: Kapazität nicht erreicht
>> Es wird Kapazität benötigt. Ausgang
wird erst aktiviert, sobald Batterie auf
eingestellten SOC geladen ist.
Status: Herunterfahren
>> USV hat Shutdown-Signal erhalten und
wartet, bis der eingestellte Lastsensor Wert unterschritten ist.
Status: Neustart
>> Ausgang ist deaktiviert und Zeit bis
Neustart läuft (Rebootphase).
Status: Keine Batterie erkannt
Status: Batterie-Überspannung
>> Ladespannung an der Batterie ist zu
hoch, Batterie deaktiviert.
Status: Batterie-Überstrom
>> Ladestrom an der Batterie ist zu hoch,
Batterie deaktiviert.
Status: Batterie-Temperaturfehler
>> Batterie-Temperatursensor wurde nicht
erkannt oder Batterietemperatur ist zu
hoch oder zu niedrig.
USV-FEHLER
Revision 1-1
Schnelles Blinken
ohne Pause
Status: UPS-Fehler
>> Ausgangsspannung zu gering,
USV wird deaktiviert.
>> Überstrom am Ausgang (Ladestrom zu
hoch), Ausgang wird deaktiviert
>> Kurzschluss am Ausgang, Ausgang
wird deaktiviert
>> Interner Fehler, USV wird deaktiviert.
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UPSI-2412D
F14 Shutdown Diagramm
UPS
False
Power Fail
True
Shutdown SOC
Enabled
True
Shutdown SOC
Threshold
Reached
True
Ignition-Timer
Enabled
False
Max. Backup
Enabled
True
Max. Backup
Time Timeout
True
True
Shutdown-Timer
OS Enabled
True True
False
False
Shutdown-Timer
Timeout
True
Ignition Pin
High
False
Ignition Timer
Timeout
Revision 1-1
True
Shutdown System
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UPSI-2412D
F15 Empfehlungen für eine lange Lebensdauer des USV-Systems
Über die Zeit verringert sich die Kapazität der Supercaps und der ESR (Ersatzserienwiderstand) erhöht sich. Oft
wird die EOL bei einer Verringerung der Kapazität auf 70% und einer Verdopplung des ESR definiert. Ein wichtiger Aspekt für die Alterung der Supercaps ist die Ladeschlussspannung und die Betriebstemperatur.
LiFePO4-Batterien altern ebenfalls über die Zeit in Abhängigkeit von Zyklen, Betriebstemperatur und Höhe der
Ladeschlussspannung.
Die Ladeschlussspannungen sind so optimiert, dass diese ein optimales Maß zwischen Lebensdauer und
Performance bilden.
Um die Lebensdauer des Systems zu verlängern, sollten USV und Energiespeicher nicht in der Nähe von Hitzequellen platziert und für eine gute Luftzirkulation gesorgt werden. Es sollte beim Einsatz von LiFePO4-Batterien
immer eine größere Kapazität als tatsächlich benötigt verwendet werden. Je weniger tief die Energiespeicher
entladen werden, desto höher ist die Lebensdauer.
F16 Wartung
Die USV enthält keine zu wartenden Teile. Im Fehlerfall ist die Stromquelle auszuschalten, die Batterie zu entfernen und die Kabel zu trennen. Zur Reinigung ein trockenes Tuch verwenden!
F17 Entsorgung
Elektrische und elektronische Geräte dürfen nicht in den Hausmüll!
Die geltenden gesetzlichen Vorschriften des jeweiligen Landes bezüglich
Recyclen und Entsorgen von benutzten Energiespeichern/Batterien am Ende
derer Lebenszeit bzw. Rücksenden zu entsprechenden Annahmestellen müssen eingehalten werden.
F18 Haftungsausschluss
Wir, die Bicker Elektronik GmbH, haben den Inhalt der Druckschrift auf Übereinstimmung mit der beschriebenen Hard- und Software geprüft. Dennoch können Abweichungen nicht ausgeschlossen werden, sodass wir
für die vollständige Übereinstimmung keine Gewähr übernehmen. Die Angaben in dieser Druckschrift werden
regelmäßig überprüft, notwendige Korrekturen sind in den aktualisierten Versionen enthalten.
Verbesserungsvorschläge sowie Hinweise und Kritik werden jederzeit sehr gerne entgegengenommen.
Revision 1-1
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UPSI-2412D
F19 Sicherheitsmaßnahmen und -regeln beim Betrieb des USV-Systems
Der Spannungsabfall der Zuleitung ist zu beachten! Der maximale Ladestrom kann bei zu langen Leitungen
zu hohen Spannungsabfällen führen. Ist der Spannungsabfall zu hoch, kann es zu einer Unterschreitung des
Schwellwertes kommen und ein unbeabsichtigter Power Fail ausgelöst werden. Die Spannung bei maximaler
Last direkt am Eingang des Gerätes darf 22.8 V nicht unterschreiten.
Auch nach dem Trennen der Versorgung läuft das Gerät für einige Zeit nach Unterschreitung des Lastsensors
weiter (Einstellung eines Schwellwerts für den Lastsensor: Ströme unter diesem Wert werden als „keine Last“
gewertet und die USV nach eingestellter Zeit abgeschaltet).
Ein Kurzschluss direkt am Ausgang des Geräts kann zur Schädigung oder Zerstörung der USV führen. Im Fehlerfall
können Elektrolyte in flüssiger und gasförmiger Form austreten.
Revision 1-1
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Irrtümer und technische Änderungen vorbehalten.
Windows® ist ein eingetragenes Warenzeichen
der Firma Microsoft Corp.
Stand: 20.05.2021 – Revision 1-1
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