24VDC-USV mit integrierter Li-Ion-Batterie

Schutz vor Anlagenstillstand und Datenverlust

Die zuverlässige und ausfallsichere DC-Stromversorgung von Embedded-IPCs, Steuerungen, Motorantrieben, Sensorik, Mess-, Regel- und Sicherheitstechnik ist in vernetzten und hoch technologisierten 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 neue DC-USV-Modul UPSI-2406DP1 mit integrierter Lithium-Ionen-Batterie überbrückt Stromausfälle, Spannungseinbrüche und Flicker in der 24VDC-Stromversorgung. (Bild: Bicker Elektronik GmbH)

Hierfür stellt der Stromversorgungsspezialist Bicker Elektronik eine kompakte Lösung vor: Das neue DC-USV-Modul UPSI-2406DP1 mit integrierter Lithium-Ionen-Batterie überbrückt Stromausfälle, Spannungseinbrüche und Flicker in der 24VDC-Stromversorgung. Durch die Optimierung der Leistungselektronik lassen sich DC-Lasten von bis zu 100W sicher überbrücken. Die DC-Notstromversorgung im DIN-Rail-Gehäuse ist geeignet für den 24/7-Dauerbetrieb in Schaltschrankanwendungen und dezentralen autarken Lösungen für Industrie 4.0, Automation, Robotik, Bildverarbeitung, Medizin- und Labortechnik, Transportation, Prozess- und Sicherheitstechnik, Verkehrsüberwachung, Energie, Kommunikation, Vending, Zahlungssysteme / POS, u.v.m.

Vorteile der Li-Ion-Technologie 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% realisieren. Lithium ist das leichteste Metall des Periodensystems und besitzt sehr gute 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 UPSI-2406DP1), die realisierbare Entladetiefe DoD (Depth of Discharge) sowie eine bis zu fünfmal längere Lebensdauer unter vergleichbaren Einsatzbedingungen.

Zuverlässige Überbrückung auch längerer Stromausfälle

Die Systemelektronik der UPSI-2406DP1 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 2.5Ah / 37Wh liefert die interne Lithium-Ionen-Batterie genügend Energie für die Überbrückung einer Last von 96W für ca. 15 Minuten bzw. einer Last von 25W für ca. 60 Minuten.

Power Sharing mit intelligenter Eingangsstromerkennung

Die intelligente Verteilung der Ladeströme (Power Sharing) 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.

(Bild: Bicker Elektronik GmbH)

Smart Battery Lock verhindert Batterie-Entladung

Das Batterie-Management-System verhindert durch eine entsprechende Deaktivierung der Batterie die schleichende Entladung des integrierten Batteriepacks bei ausgeschalteter UPSI-2406DP1. Durch die Reduktion des BMS-Eigenstromverbrauchs auf ein Minimum erhöht sich somit auch die Sicherheit und Lagerfähigkeit der DC-USV. Die integrierte Mindestlasterkennung mit Hilfe eines Lastsensors am Ausgang schaltet bei Unterschreitung des Schwellenwertes (keine Last) die DC-USV aus, um nicht unnötig Energie zu verbrauchen. Zusätzlich verfügt die UPSI-2406DP1 über einen Überstrom- und Verpolungsschutz sowie einen Tiefentladeschutz.

Vorprogrammierbar für autarken Betrieb

Zur Einstellung und Vorprogrammierung diverser Parameter des DC-USV-Systems sowie dem Echtzeit-Monitoring mit Ladezustandsanzeige steht die Management-Software HID Control Center zum kostenlosen Download bereit. Zu den einstellbaren Parametern zählen u.a. Load-Sensor (mA), Shutdown-Verzögerung, maximale Backup-Zeit, Mindestladekapazität vor Systemstart, Ignition-Timer und Restart-Delay. Die Datenanbindung an das IPC-System erfolgt über die integrierte USB-Schnittstelle.

Shutdown & Reboot-Funktion für IPC-Systeme

Bei einem Power Fail signalisiert die DC-USV über das integrierte Interface den Ausfall der Versorgungsspannung, so dass ein kontrollierter Shutdown des Computersystems eingeleitet und wertvolle Daten gesichert werden können. Die integrierte Reboot-Funktion der DC-USV leitet nach wiederkehrender Versorgungsspannung selbstständig den Neustart des versorgten IPC ein, ohne dass eine aufwendige Vorort-Intervention eines Service-Mitarbeiters notwendig wäre, z.B. bei vollkommen autarken Computersystemen an unzugänglichen Standorten.

Geprüft nach IEC/UL/CSA 61010-1 / -2-201

Für den weltweiten Einsatz verfügt das DC-USV-System UPSI-2406DP1 über internationale Sicherheitszertifizierungen: ETL UL61010-1 / -2-201, CSA C22.2 61010-1-12 / -2-201, CB Scheme IEC 61010-1 /-2-201. Alle Ein- und Ausgänge sind an der Frontseite der UPSI-2406DP1 angeordnet. Hierzu zählen neben den Anschlüssen für Eingangs- und Ausgangsspannung mit Status-LED, ein Relais-Kontakt (PowerFail), eine RS232-Kommunikationsschnittstelle sowie eine USB-Schnittstelle. Das kompakte und hochwertige Aluminiumgehäuse (63x120x100mm) ist mit einem rückseitigen DIN-Rail-Halter für die flexible und schnelle Hutschienen-Montage ausgestattet. Neben der dreijährigen Gerätegarantie gewährleistet Bicker Elektronik eine Langzeitverfügbarkeit von mindestens 5 Jahren auf die neue DC-USV. Auf Wunsch realisieren die Entwicklungsingenieure des Anbieters kundenspezifische Sonder- und Speziallösungen und bieten zudem umfangreiche Labor- und Mess-Dienstleistungen für komplette Kundensysteme an.