Herzlichen Glückwunsch zu Ihrem neuen Qualitätsprodukt!
Dieses Handbuch soll den Anwender mit dem Produkt samt dessen Komponenten und
Eigenschaften vertraut machen und möglichst vollständige und genaue Informationen
dazu liefern. Für mögliche vorhandene Fehler kann Bicker Elektronik jedoch keine Haftung
übernehmen. Hinweise hierzu, Verbesserungsvorschläge und Kritik werden jederzeit sehr
gerne entgegengenommen.
1 Produkt- und Funktionsbeschreibung
UPSI-IP-1- und UPSI-IP-2-Serie
Deutsch
Bei den Geräten der UPSI-IP-1- und -2 Serie (nachfolgend auch USV(s)) handelt es sich
um kombinierte
Speichermedium inklusive. Sie verfügen über zahlreiche digitale Features und einer
hohen Performance und wurden für den Außeneinsatz bzw. Einsatz unter extremeren
Bedingungen entwickelt. Sie basieren auf den Technologien der UPSI-1208/-2406. Bei
den unterschiedlichen Speichermedien (nachfolgend auch Batteriepack, Akku etc.)
handelt es sich entweder um Supercap- oder LiFePO4-Packs. Zudem verfügen einige
Versionen der UPSI-IP-2 Geräte über einen, der USV-Platine vorgeschalteten, zusätzlichen
DC/DC-Wandler (-xxUW). Dieser ermöglicht das Arbeiten mit Weitbereichseingang
(7 bzw. 8…36 V DC). Eine Übersicht der verschiedenen Varianten sowie die elektrischen
und technischen Daten sind auf Seite 6 oder den Datenblättern zu entnehmen.
12 V oder 24 V DC/DC-USV-Systeme
mit bereits angeschlossenem
2 Vor Inbetriebnahme lesen
Dieses Handbuch sowie sämtliche Datenblätter, Sicherheitsanweisungen usw. 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.
Vorsicht bei der Handhabung!
Auch nach dem Trennen der Versorgung und wenn am Ausgang keine
Spannung messbar ist, wird die USV weiterhin über das Speichermedium
mit Energie versorgt. Das Speichermedium bleibt auch nach dem
Ausschalten geladen.
4
UPSI-IP-1-Serie | UPSI- IP-2-Serie
3 Bestimmungsgemäße Verwendung – Beschreibung
Diese Geräte sind für den Gebrauch unter erschwerten und extremen Umweltbedingungen ausgelegt. Sie sind entwickelt für den professionellen Einsatz in Bereichen wie
industrieller Steuerungs-, Büro-, Kommunikations- und Messtechnik. Sie dürfen nicht in
Vorrichtungen oder Anlagen verwendet werden, bei denen eine Fehlfunktion zu schweren Verletzungen führt oder Menschenleben gefährdet.
Die funktionelle Verwendung der USVs besteht in der Überbrückung von kurzzeitigen und
langanhaltenden Spannungsausfällen und/oder -schwankungen. Sie können aber auch
für durch den Anwender initiierte Abschaltungen der Versorgungsspannung oder Zyklen
eingesetzt werden, wie z. B. das Tauschen größerer Akkus bei Fahrzeugen, wobei die
Elektronik weiterhin versorgt werden soll, Öffnen und Schließen von Sicherheitsventilen
nach Fehlfunktion oder das Herunterfahren eines Systems. Als Speichermedien, welche neben der USV-Platine ebenso im Produktgehäuse montiert sind, dienen hierbei
jeweils in Reihe und/oder parallel geschaltete Superkondensatoren (auch Supercaps,
Ultrakondensatoren oder EDLC genannt) oder Li-Ionen-Batteriepacks mit LiFePO4Technologie.
Eine wichtige Eigenschaft ist, dass die Ausgangsspannung im Backup-Betrieb stets geregelt wird und nicht mit abfallender Spannung der Akkus sinkt. Zur Verlängerung der
Lebensdauer werden die Akkupacks mit optimierten Ladealgorithmen geladen.
Deutsch
Der Hauptunterschied der UPSI-IP-1- und -IP-2-Geräte zu den Standardmodellen UPSI1208/-2406/ bzw. UPSI-1208D/-2406D (für die DIN-Rail-Montage) ist, dass die Gehäuse
IP67-Schutz bieten. Dies bedeutet, dass die inliegenden Komponenten (USV-Platine,
Speichermedium und DC/DC-Wandler- + Filterplatine (bei -xxUW-Geräten)) vollständig
gegen Berührung und Staub (IP6x), sowie gegen Wassereindringen bei zeitweisem
Eintauchen (IPx7) geschützt sind. Es wird ausdrücklich darauf hingewiesen, dass die
Geräte nicht für einen dauerhaften Betrieb unter Wasser geeignet sind!
Diese Geräte dürfen nur von Fachpersonal installiert und in Betrieb genommen werden! Sie sollten vorzugsweise an dafür vorgesehenen Orten wie Wänden,
Schaltschränken, Lagerhallen usw. unter im Datenblatt angegebenen Temperaturen
montiert und betrieben werden. Auf richtige Polarität muss geachtet werden! Sämtliche
Anschlusskabel zur USV müssen beim Einbau und bei der Montage stromlos sein sowie
fest angeschlossen.
5 Konvektion und Einbaulage
Die Geräte können waagrecht sowie senkrecht (Anschlüsse oben und unten möglich) installiert werden. Eine waagrechte Montage über Kopf ist jedoch aufgrund von
schweren Komponenten im Boden des Gehäuses nicht empfehlenswert. Grundsätzlich
können die Geräte ohne fremde Luftzirkulation betrieben werden. Das bedeutet, dass
das Alugehäuse nicht von Lüftern direkt gekühlt werden muss und sonst keine etwaige Lüftung benötigt wird. Es sollte dennoch auf ausreichende Konvektion geachtet
werden, sodass die entstandene Wärme abgeführt werden kann. Die Modelle mit
Weitbereichseingang (-xxUW) beinhalten zusätzlich eine DC/DC-Wandlerplatine, welche
als einzige Komponente innen am Gehäuse mittels eines GapPad® befestigt und dadurch
passiv gekühlt wird. Hierbei wird die entstandene Wärme über das Gehäuse nach außen
abgegeben. Zu beachten ist dabei, dass benachbarte Geräte (z. B. in Schaltschränken oder
–anlagen) fremderwärmt werden können.
Deutsch
7
6 Anschlussbeschreibung UPSI-IP-1-Serie
USB interface connector
DC connector 1DC connector 2
4
3
12
345
4
1
2
1
3
2
UPSI-IP-1-Serie | UPSI- IP-2-Serie
Deutsch
ConnectorDescriptionManufacturer Part No.
DC connector 1
(case side) for V
DC connector 2
(case side) for V
USB interface connector
(case side)
DC counter connector 1
(cable side)
DC counter connector 2
(cable side)
USB interface counter
connector (cable side)
IN– (black 2)
IN+ (black 1)
DC connector 1
1 Input (+)
2 Input (–)
3 n.c.
4 FG
IN
OUT
USB
DC connector 2
1 Output (+)
2 Output (–)
3 n.c.
4 FG
RD24 flange plug,
poles 3+PE
RD24 flange socket,
poles 3+PE
Snap-in flange
socket, 5 poles
RD24 cable socket,
poles 3+PE
RD24 cable plug,
poles 3+PE
Snap-in cable plug,
5 poles
OUT– (black 2)
OUT+ (black 1)
USB interface connector
1 Data (–)
2 +5 V
3 GND
4 Shielding
5 Data (+)
Binder Connector09 4223 150 04
Binder Connector09 4224 00 04
Binder Connector99 9116 00 05
Binder Connector99 0210 00 04
Binder Connector99 0209 00 04
Binder Connector99 9113 02 05
8
UPSI-IP-1-Serie | UPSI- IP-2-Serie
Anschlussbeschreibung UPSI-IP-2-Serie
USB interface connector
DC connector 1DC connector 2
1
4
2
33
12
345
IN– (black 2)OUT– (black 2)
4
1
2
Deutsch
IN+ (black 1)OUT+ (black 1)
DC connector 1
1 Input (+)
2 Input (–)
3 n.c.
4 FG
USB
DC connector 2
1 Output (+)
2 Output (–)
3 n.c.
4 FG
USB interface connector
1 Data (–)
2 +5 V
3 GND
4 Shielding
5 Data (+)
ConnectorDescriptionManufacturer Part No.
DC connector 1
(case side) for V
IN
DC connector 2
(case side) for V
OUT
USB interface connector
(case side)
DC counter connector 1
(cable side)
DC counter connector 2
(cable side)
USB interface counter
connector (cable side)
RD24 flange plug,
poles 3+PE
RD24 flange socket,
poles 3+PE
Snap-in flange
socket, 5 poles
RD24 cable socket,
poles 3+PE
RD24 cable plug,
poles 3+PE
Snap-in cable plug,
5 poles
Binder Connector09 4223 150 04
Binder Connector09 4224 00 04
Binder Connector99 9116 00 05
Binder Connector99 0210 00 04
Binder Connector99 0209 00 04
Binder Connector99 9113 02 05
9
UPSI-IP-1-Serie | UPSI- IP-2-Serie
7 Dimensionierung der vorgeschalteten Stromversorgung
Es ist darauf zu achten, dass die Quelle korrekt dimensioniert ist und genug Strom liefert,
um den Ladevorgang und die Funktion der Applikation zu garantieren. Die UPSI reduziert
je nach Last den Ladestrom. Es muss jedoch dafür gesorgt werden, dass auch bei höherer
Last geladen wird. Daraus ergeben sich folgende Mindestanforderungen an die Quelle in
Abhängigkeit von der Last.
Optionaler Weitbereichseingang: Bei den Geräten UPSI-1208IP-23UW, UPSI-2406IP-24UW
und UPSI-2406IP-26UW ist der UPSI ein DC/DC-Wandler vorangeschaltet, sodass hier
Eingangsstrom I
nicht pauschal angegeben werden kann. Die Eingangsspannung variiert
IN
zwischen 7 bzw. 8 und 36 V, in Abhängigkeit dazu verändert sich hier der Eingangsstrom.
Hinzu kommt noch, je nach Eingangs- und Ausgangsspannung, eine Verlustleistung
P
(umgewandelt in Wärme) des DC/DC-Wandlers von max. 10 % P
Es muss sichergestellt sein, dass das Gerät ordnungsgemäß verbaut ist. Wird danach
an der linken Eingangsbuchse eine Spannung größer als 12 V (UPSI-1208IP-11U / -23U)
oder größer als 23 V (UPSI-2406IP-12U / -24U / -26U) bzw. zwischen 7/8 und 36 V
(UPSI-1208IP-23UW / UPSI-2406IP-24UW / -26UW) angeschlossen, wird der Batteriepack
abgefragt und übermittelt seine Daten. Ist die Eingangsspannung korrekt angeschlossen,
wird der Batteriepack abgefragt und gibt den Pack über das System Present frei. Erst
danach wird auch der Lader für den Akkupack freigegeben und das Laden des Packs
beginnt. Dies geschieht innerhalb weniger Millisekunden.
Die angelegte Spannung am Eingang wird, verringert durch einen stromabhängigen
Spannungsabfall sowie die Länge der Leitungen, an den Ausgang weitergeleitet. Das
Gerät lädt den Energiespeicher und überwacht die Spannungsschwellen am Eingang
(USV-Funktion). It should be noted that at high load / high charging current in combination with long lines (up to 3m in length) up to 1 V and more can fall over these lines.
Es muss an der Quelle stets eine ausreichende Spannung eingestellt sein,
um diesen Abfall auszugleichen. Auch wirkt sich der Spannungsabfall auf die
Spannungsübernahmeschwelle aus. Obwohl die USV (12-V-Version) z. B. bei 11 V schon
in den UPS Betrieb geht, erscheint bei langen Leitungslängen und hohen Strömen nach
Spannungsabfall die Spannung deutlich verringert an der Last. Somit sinkt die Spannung
dann während einer Übernahme z. B. auf 10 V für einige µs statt der eingestellten 11 V
an der USV. Bei entsprechend hoher Last / hohem Ladestrom bzw. langen Leitungen
kann eine einwandfreie Funktion nicht mehr gewährleistet werden. Grund hierfür ist,
dass der Schwellenwert der Eingangsspannung unterschritten wird. Ebenso ist darauf
zu achten, dass die Quelle genug Strom liefert, um den Ladevorgang zu garantieren.
Dies gilt ebenso für die Versionen mit Weitbereichseingang (DC/DC-Wandler vor UPSI
vorangeschaltet). Dabei darf die Spannung an den Eingangsklemmen des Wandlers
6 V nicht unterschreiten (deswegen min. 7 V
kleineren Eingangsspannungen u. U. der Spannungsabfall noch höher ausfallen.
bzw. 8 V
IN
bei –UW Geräten). Hier kann bei
IN
Deutsch
13
9 Anschlussplan
VIN+VIN-FG
FGVOUT-VOUT+
Erdnockenim Gehäuse
UPSI-1208/-2406
Bateriepack:
•
BP-LFP-1025oder
•
BP-LFP-1325oder
•
BP-SUC-10066 oder
•
BP-SUC-16090 oder
•
BP-LFP-1375
4(LiFePO4)oder5(EDLC)BATDATA
Anschlussplan
UPSI-1208IP-11U/UPSI-2406IP-12U
UPSI-1208IP-23U/UPSI-2406-24U/UPSI-2406IP-26U
Deutsch
UPSI-IP-1-Serie | UPSI- IP-2-Serie
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UPSI-IP-1-Serie | UPSI- IP-2-Serie
10 Sicherheitsmaßnahmen
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 führen. Erst ab einer bestimmten Impedanz (L > 50 nH, R > 50 mΩ) kann ein Schutz gewährleistet werden.
Warnung!
Missachtung nachfolgender Punkte kann einen elektrischen Schlag,
Brände, schwere Unfälle oder Tod zur Folge haben.
1. Die Eingangsspannung muss vor Installations-, Wartungs-
oder Änderungsarbeiten am Gesamtsystem abgeschaltet
und gegen unbeabsichtigtes Wiedereinschalten gesichert
werden.
Deutsch
2. Auf einen ordnungsgemäßen und fachgerechten Anschluss
muss geachtet werden.
3. Änderungen oder Reparaturversuche am Gerät sind zu
unterlassen.
4. Die Einwirkung von Fremdkörpern, wie z.B. Metallteile ,
auf das Gerät ist zu vermeiden.
11 Ladezeit
Die Ladezeiten sind abhängig vom Energiespeicher, der Eingangsspannung und dem
Laststrom.
Die Geräte sind gegen Verpolung bei Inbetriebnahme (Gerät aus, nicht aktiv) geschützt
(gilt nur für U-Geräte, nicht -UW). Befinden sich diese im laufenden Backup-Betrieb, ist kein
Verpolschutz gegeben. Im Falle eines zu hohen Stromes (ca. 130-160 % des Nominalwerts
des Standard-Geräts) schaltet das Gerät ab und läuft automatisch weiter, sobald sich der
Ausgangsstrom wieder im spezifizierten Bereich befindet bzw. die Überlast nicht mehr
anliegt. Ein Startversuch erfolgt jede Sekunde (non-Latch, timer 1s). Die Auswirkungen
eines Kurzschlusses auf das Gerät sind abhängig von der Leitungslänge / Querschnitt
(Impedanz) der Ausgangsverdrahtung.
Alle UW-Geräte verfügen zudem über einen Übertemperatur-Schutz (OTP des vorangeschalteten DC/DC-Wandlers). Dieser aktiviert sich, sobald die Temperatur des Sensors
über einen außerhalb der Spezifikation betriebenen Wert steigt. Geschieht dies, schaltet
Deutsch
der DC/DC-Wandler den Ausgang (zur UPSI-Platine) ab und wird erst wieder aktiviert,
wenn die gemessene Temperatur am Sensor unterhalb des Schwellwertes sinkt.
13 Überbrückungszeiten
Die nominalen Überbrückungszeiten können den Datenblättern entnommen werden.
Die Energiespeicher weisen unterschiedliche Eigenschaften auf, ein wichtiger Aspekt
davon ist die Umgebungstemperatur. Bei extrem niedrigen oder hohen Temperaturen
kann es (insbesondere bei Li-Ion-Batteriepacks) zu einer Minderung der nominalen
Überbrückungszeit kommen.
14 Verhalten bei Überschreiten der maximalen Pufferzeiten
Beim Überschreiten der gegebenen Überbrückungszeiten wird der Ausgang anhand der
Entladespannung des entsprechenden Speichers getrennt (Tiefentladeschutz). Bei den
Superkondensatoren, die nicht empfindlich auf eine Tiefentladung reagieren, wurde eine
Schwelle festgelegt, die durch den Strom begrenzt wird. Je niedriger die Spannung, desto
höher der Strom an den Kondensatoren bei konstanter Ausgangsleistung.
Wenn über 70 % des maximal zulässigen Ausgangsstroms während des Entladens der
Superkondensatoren gezogen wird, schaltet der Wandler zunächst ab, ohne den Ausgang
sofort zu trennen und eine niedrigere Spannung erscheint am Ausgang (Zustand <2s).
Dieser Zustand sollte vermieden werden, indem das System rechtzeitig heruntergefahren
wird, bevor die Superkondensatoren unter hohen Strömen entladen werden.
16
UPSI-IP-1-Serie | UPSI- IP-2-Serie
15 Status LED
2 x blinken, Pause 1,5sStatus: Es wird Kapazität zum Starten benötigt, Zustand Laden
3 x blinken, Pause 1,5sStatus Herunterfahren: Warten bis System herunter- gefahren ist
4 x blinken, Pause 1,5sStatus Neustart: Ausgang ist abgeschaltet und Zeit läuft bis Neustart (Rebootphase)
5 x blinken, Pause 1,5s Status: Keine Batterie erkannt / Batterie defekt
Schnelles BlinkenStatus: Ausgangsspannung zu gering USV wird abgeschaltet
17
UPSI-IP-1-Serie | UPSI- IP-2-Serie
16 Empfehlungen für eine lange Lebensdauer des USV-Systems
Supercaps haben kein tatsächliches „End of Life“ (EOL). Über die Zeit verringert sich
die Kapazität und der ESR (Ersatzserienwiderstand) erhöht sich. Jedoch wird oft als EOL
eine Verringerung der Kapazität auf 70 % und eine Verdopplung des ESR definiert. Ein
wichtiger Aspekt für die Alterung der Supercaps ist die Ladeschlussspannung und die
Betriebstemperatur.
Li-Ionen-Akkus 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 die Geräte nicht in der Nähe von
Deutsch
Hitzequellen platziert werden. Beim Einsatz der Geräte in Kombination mit LiFePO4-Akku
sollte immer eine größere Kapazität als tatsächlich benötigt verwendet werden. Je weniger tief die Packs entladen werden, desto höher ist die Lebensdauer.
17 Wartung
Die USV enthält keine zu wartenden Teile. Im Fehlerfall sollten die Stromquelle ausgeschaltet
und die Kabel getrennt werden.
18 Entsorgung
Elektrische und elektronische Geräte dürfen nicht in den Hausmüll! Die Entsorgung
von Produkten, welche das Ende ihrer Lebenszeit erreicht haben, muss gemäß den
geltenden gesetzlichen Vorschriften erfolgen. Li-Ionen- bzw. LiFePO4-Speicherpacks
können über den Hersteller (Bicker Elektronik) entsorgt werden. Supercap-Packs
dürfen in den normalen Elektroschrott.
19 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.
18
UPSI-IP-1-Serie | UPSI- IP-2-Serie
20 Software
Die USV wird als „Human-Interface-Device“ (HID-Batterie, HID-VCom) unter Windows
erkannt, wenn diese über USB angeschlossen wird. Als HID-Batterie wird für das
Herunterfahren des Betriebssystems keine zusätzliche Software benötigt und kann
dadurch mit den internen Akku-Einstellungen des Betriebssystems gesteuert werden.
Falls ein Herunterfahren nach Zeit gewünscht ist, kann mit der Software „UPSI HID-Battery
Parameter Settings“ die Funktion aktiviert und die gewünschte Überbrückungszeit
eingestellt werden. Das Herunterfahren des Betriebssystems steuert komplett die UPSI
Hardware, die Software kann nach einstellen der Parameter geschlossen bleiben.
Deutsch
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