Bicker Elektronik UPSI-1208 User manual

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Benutzerhandbuch
User Manual
UPSI-1208(D)
UPSI-2406(D)

UPSI-1208(D) | UPSI-2406(D)
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UPSI-SYSTEM | OPEN-FRAME
UPSI-SYSTEM | DIN-RAIL

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1 Produkt- und Funktionsbeschreibung ...........................................4
2 Vor Inbetriebnahme lesen! ...............................................................4
3 Bestimmungsgemäße Verwendung – Beschreibung..................5
4 Einbau – Installationshinweise.........................................................5
5 Konvektion und Einbaulage .............................................................6
6 Technische Zeichnung – Anschlüsse – Kommunikation.............7
7 Anschlussbeschreibung X1 bis X11 ................................................8
8 Dimensionierung der vorgeschalteten Stromversorgung...... 12
9 Inbetriebnahme ............................................................................... 13
10 Anschlussplan UPSI-1208 / UPSI-2406......................................... 16
11 Anschlussplan UPSI-1208D / UPSI-2406D................................... 17
12 Sicherheitsmaßnahmen beim Betrieb des USV-Systems......... 18
13 Ladezeit.............................................................................................. 19
14 Verpolung / Überlast / Kurzschluss.............................................. 19
15 Überbrückungszeiten ..................................................................... 19
16 Verhalten bei Überschreiten der maximalen Pufferzeiten...... 19
17 Batteriestart ...................................................................................... 20
18 Bestelldaten der vorgesehenen Speichermedien..................... 20
19 Status LED.......................................................................................... 21
20 Software............................................................................................. 22
21 Kommunikationsprotokoll RS232 ................................................ 26
22 Befehlsliste........................................................................................ 27
23 Empfehlungen für eine lange Lebensdauer des USV-Systems 36
24 Wartung............................................................................................. 37
25 Entsorgung........................................................................................ 37
26 Haftungsausschluss......................................................................... 37

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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-1208(D) und UPSI-2406(D)
Die UPSI-1208(D)/UPSI-2406(D) (nachfolgend USV) sind DC/DC-USV-Systeme mit zahl-
reichen digitalen Features und einer hohen Performance. Die USV kann mit unterschied-
lichen Speichermedien (nachfolgend auch Batteriepacks, Akkus etc.), unterschiedlicher
Kapazität und unterschiedlicher Chemie betrieben werden. Es dürfen ausschließlich
Batteriepacks von Bicker Elektronik verwendet werden, da die Ladeeinstellungen
nach Erkennung des Batteriepacks erfolgen. Die elektrischen und technischen Daten sind
dem Datenblatt zu entnehmen.
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.
Achtung Kurzschlussgefahr!
Die USV niemals auf leitende Flächen legen. Kurzschlussgefahr!

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3 Bestimmungsgemäße Verwendung – Beschreibung
Dieses Gerät ist für den Einbau in ein Gehäuse ausgelegt (gilt nicht für UPSI-1208D/
UPSI-2406D). Es sind geeignete Gehäuse zu verwenden, die es gegen mechanische,
elektrische und Feuergefahr schützen. Das Gerät ist für den professionellen Einsatz
in Bereichen wie industrieller Steuerungs-, Büro-, Kommunikations- und Messtechnik
gedacht. Es darf nicht in Vorrichtungen oder Anlagen verwendet werden, bei denen eine
Fehlfunktion zu schweren Verletzungen führt oder Menschenleben gefährdet.
Die funktionelle Verwendung der USV besteht in der Überbrückung von kurzzeitigen und
langanhaltenden Spannungsausfällen und/oder -schwankungen. Das Gerät kann aber
auch für durch den Anwender initiierte Abschaltungen der Versorgungsspannung oder
Zyklen eingesetzt werden, wie z. B. das Tauschen größerer Akkus bei Fahrzeugen, wobei
dieElektronikweiterhinversorgtwerdensoll,ÖffnenundSchließenvonSicherheitsventilen
nach einer Fehlfunktion oder das Herunterfahren eines Systems. Als Speichermedium
dienen hierbei jeweils Superkondensatoren (auch Ultrakondensatoren oder EDLC
genannt) und Li-Ionen Batteriepacks mit LiFePO4-Technologie.
Eine wichtige Eigenschaft ist, dass die Ausgangsspannung im Backup-Betrieb stets gere-
gelt wird und nicht mit abfallender Spannung der Akkus sinkt. Zur Verlängerung der
Lebensdauer werden die Akkupacks durch optimierte Ladealgorithmen schnell geladen.
4 Einbau – Installationshinweise
Dieses Gerät darf nur von Fachpersonal installiert und in Betrieb genommen
werden!Die USV ist ein Einbauteil, welches vorzugsweise in einem Metallgehäuse
verwendet werden sollte (gilt nicht für UPSI-1208D/UPSI-2406D). Das Endgerät muss
die aktuellen EMV-Normen sowie die einschlägigen Normen zur elektrischen Sicherheit
einhalten. Die Applikation sowie die Platine müssen beim Einbau stromlos sein. Die
Leitungen müssen fest angeschlossen sein und dürfen über keine scharfen Kanten
geführt werden. Auf richtige Polarität muss geachtet werden!
Achtung Verbrennungsgefahr!
Das Gerät darf nicht im eingeschalteten Zustand oder unmittel-
bar nach dem Ausschalten berührt werden. Heiße Oberflächen
können zu Verbrennungen führen.

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5 Konvektion und Einbaulage
Ausreichende Belüftung sowie freie Luftzirkulation müssen beim Einbau sichergestellt
sein. Es sollten keine Lüftungslöcher durch andere, benachbarte Komponenten verdeckt
sein. Bei den DIN-Rail-Versionen ist eine senkrechte Montage auf eine waagerechte
Schiene (Hutschienen nach EN 60715) empfehlenswert, um die bestmögliche Konvektion
der USV zu erreichen. Eine andere Einbaulage ist möglich, ein Betrieb bis +70°C
Umgebungstemperatur kann dadurch aber nicht mehr gewährleistet werden.

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68 mm
3.14 mm
9.30 mm
105 mm
76.6 mm
X11
1
1
X2
X1 X4 X3 X5 X6
4x 3.20 mm
X9
X8
S1
JP1
X7
X10
9.30 mm 76.6 mm
64.9 mm
6 Technische Zeichnung – Anschlüsse – Kommunikation
Vin Vout I2C
Battery
Pack
Power
Abb. 1
Abb. 2
Relais Data
Data

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7 Anschlussbeschreibung X1 bis X11 (Abb. 2)
X1 EINGANG & AUSGANG
X2 PIN HEADER FÜR LEDANSCHLUSS
X3 BATTERIEANSCHLUSS
Vin Vout
+
+
–
–
–+
X1-4 X1-3 X1-2 X1-1 PIN X1
1 Vin +
2Vin –
3Vout –
4 Vout +
PIN X3
1Batterie –
2Batterie –
3 Batterie +
4 Batterie +
X3-1 X3-2 X3-3 X3-4
V+
V–
Zu
X3/ UPSI
1
+ –
Low-Power LED
max. 10 mA

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7 Anschlussbeschreibung X1 bis X11 (Abb. 2)
X4 BATTERIEDATENANSCHLUSS
PLATINENBUCHSE BATTERIESTECKER
BATTERIE
TYP
X4
GENUTZTE PINS
Li-Ion 2, 4, 6, 8
Li-Ion Parallel 1, 2, 3, 4, 5, 6, 8
Supercap 2, 4, 6, 8, 7
PIN FUNKTION
1 GPIO / I²C
2 I²C_0-SCL (Clock I²C Kanal 0)
3 Select 2
4 I²C_0-SDA (Data I²C Kanal 0)
5 Select 1
6 SP0 (Batterie Present Kanal 0)
7 +5V (max. 50 mA)
8 GND
88 22
7
7
1
1

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7 Anschlussbeschreibung X1 bis X11 (Abb. 2)
X5 RELAISANSCHLUSS
Schließerkontakt: Bei Netzunterbrechung ist Schalter geschlossen (= 0Ω).
X6 USBANSCHLUSS
USB Buchse Typ B
X7 USB PIN HEADER 2.54MM
X8 JTAG
X9 RS232
+5V USB – USB + GND GND
X9
PIN SIGNAL
UPSI
DSUB9 SIGNAL
MAINBOARD
1 NC 1 NC
2DTR 6 DSR
3 TXD 2 RXD
4 NC 7 NC
5 RXD 3 TXD
6 NC 8 NC
7 DSR 4 DTR
8 NC 9 NC
9 GND 5 GND
10 NC
PIN 10
PIN 9
PIN 8
PIN 7
PIN 6
PIN 5
PIN 4
PIN 3
PIN 2
PIN 1
1

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7 Anschlussbeschreibung X1 bis X11 (Abb. 2)
X10 ERWEITERTE FUNKTION
Pin 1-5 in Abklärung mit
Bicker Elektronik GmbH
X11 BATTERIESTART
Pin Header 2.54mm für Batteriestartfunktion:
Wenn Anschlüsse >2s kurzgeschlossen werden, startet das Gerät aus der Batterie
heraus, ohne dass eine Eingangsspannung benötigt wird.
X9
PIN SIGNAL
UPSI
DSUB9 SIGNAL
MAINBOARD
1 NC 1 NC
2DTR 6 DSR
3 TXD 2 RXD
4 NC 7 NC
5 RXD 3 TXD
6 NC 8 NC
7 DSR 4 DTR
8 NC 9 NC
9 GND 5 GND
10 NC
PIN X10
1 XPF#
2 GPIO / I²C
3 GND
4 GPIO / I²C
5 5 V DC Versorgung (max. 50 mA)
6 ANLG-R Eingang,
Alternativer Power Fail Timer / 30V max
PIN 1
PIN 2
PIN 3
PIN 4
PIN 5
PIN 6

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8 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 redu-
ziert je nach Last den Ladestrom. Es muss jedoch dafür gesorgt werden, dass auch bei
Maximallast geladen wird. Daraus ergeben sich folgende Mindestanforderungen an die
Quelle in Abhängigkeit von der Last:
UPSI-2406(D)
ILOAD [A] ICHARGE [A] IIN-MIN [A]
033
134
2 2,7 4,7
3 2,5 5,5
4 2,2 6,2
527
6 1,5 7,5
UPSI-1208(D)
ILOAD [A] ICHARGE [A] IIN-MIN [A]
044
155
2 3,6 5,6
3 3,2 6,2
437
5 2,5 7,5
6 2,2 8,2
7 1,8 8,8
8 1,5 9,5

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9 Inbetriebnahme
Es muss sichergestellt sein, dass die USV und das Speichermedium ordnungsgemäß ver-
baut sind. Das Speichermedium kann unter Einhaltung der Anschlussreihenfolge (siehe
Seite 12/13) jederzeit abgesteckt und getauscht werden. Zwei Verbindungen sind zu
beachten: Eine für Daten (X4) und eine für Leistungsführung (X3). Der Start kann nach
dem Anschließen eines geladenen Batteriepacks auf zwei Wegen erfolgen:
1. Start aus dem Batteriepack in den Backup-Betrieb: Durch das Kurzschließen von
X11 für länger als 2s. Hierzu kann auch ein Taster verwendet werden.
oder
2. Durch das Anschließen der Versorgungsspannung: Wird an den Eingangs-
klemmen eine Spannung größer als 11,5 V für die UPSI-1208(D) und größer als 22,5V für
die UPSI-2406(D) angeschlossen, wird der Batteriepack abgefragt und übermittelt seine
Daten. Die USV stellt die entsprechende Ladeschlussspannung ein und gibt den Pack
über das System Present (X11) frei. Erst danach wird auch der Lader freigegeben und das
Laden des Akkus beginnt. Der Vorgang geschieht innerhalb weniger Millisekunden.
Nur Original-Batteriepacks von Bicker Elektronik verwenden!
Es dürfen nur Batteriepacks von Bicker Elektronik eingesetzt werden.
Diese sind entsprechend qualifiziert und verfügen über die notwen-
digen Schutzfunktionen. Darüber hinaus erfolgt die Einstellung der
Ladecharakteristik anhand einer Kodierung.
Die angelegte Spannung am Eingang wird, verringert durch einen stromabhängigen
Spannungsabfall, an den Ausgang weitergeleitet (Vout = Vin - 0,3V bei Maximalstrom).
Das Gerät lädt den Energiespeicher und überwacht die Spannungsschwellen am Eingang
(USV-Funktion).
Es ist darauf zu achten, dass die Quelle genug Strom liefert, um den Ladevorgang zu
garantieren (siehe auch Seite 12, Abschnitt 8 Dimensionierung der vorgeschalteten
Stromversorgung).

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3. Bei Verwendung der Windows® Software zum Herunterfahren des Systems
muss folgende Einstellung sichergestellt werden:
Systemsteuerung >> Alle Systemsteuerungselemente >> Energieoptionen

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Deutsch
Auswählen, was beim Drücken des Netzschalters geschehen soll
>> Beim Drücken des Netzschalters: Herunterfahren

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10 Anschlussplan UPSI-1208 / UPSI-2406
ANSCHLUSSREIHENFOLGE

1. BAT DATA

2. BAT PWR

3. APPLIKATION

4. VIN

5. RELAIS / USB / RS232
 BITTE BEACHTEN!
Die korrekte Anschlussreihenfolge muss genau befolgt werden. Wenn Sie den
Energiespeicher wechseln, während das System läuft (Hot-Swapping), müssen zwischen
dem Trennen und dem erneuten Anschließen mindestens 6 Sekunden verstreichen.
+ +– –
VIN
4 (LiFePO4) oder 5 (EDLC) BAT DATA
4 BAT PWR
2 RELAIS
USB
RS232 für individuelle Verwendung
APPLIKATION
+ – – +
OUT IN
BAT
DATA
BAT
PWR
RELAIS
USB
RS232
ENERGIESPEICHER
BP-LFP (LiFePO4)
ODER
BP-SUC (EDLC)

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Deutsch
11 Anschlussplan UPSI-1208D / UPSI-2406D
ANSCHLUSSREIHENFOLGE

1. BAT DATA

2. BAT PWR

3. APPLIKATION

4. VIN

5. RELAIS / USB / RS232
 BITTE BEACHTEN!
Die korrekte Anschlussreihenfolge muss genau befolgt werden. Wenn Sie den
Energiespeicher wechseln, während das System läuft (Hot-Swapping), müssen zwischen
dem Trennen und dem erneuten Anschließen mindestens 6 Sekunden verstreichen.
ENERGIESPEICHER
+ +– –
VIN
4 (LiFePO4) oder 5 (EDLC) BAT DATA
4 BAT PWR
USB
RS232 für individuelle Verwendung
2 RELAIS
APPLIKATION
ODER

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12 Sicherheitsmaßnahmen 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 11,5V (UPSI-1208(D)) bzw. 22,5V (UPSI-2406(D)) 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 füh-
ren. Erst ab einer bestimmten Impedanz (L>50nH, R>50 mΩ) kann ein Schutz gewähr-
leistet 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.
2. Auf eine ordnungsgemäße und fachgerechte Verdrahtung
muss geachtet werden.
3. Änderungen oder Reparaturversuche am Gerät sind zu
unterlassen.
4. Die Einwirkung von Fremdkörpern, wie z.B. Metallteilen,
auf das Gerät ist zu vermeiden.
5. Das Gerät darf nicht in feuchter Umgebung oder in einer
Umgebung, bei der mit Betauung oder Kondensation zu
rechnen ist, betrieben werden.

UPSI-1208(D) | UPSI-2406(D)
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13 Ladezeit
Die Ladezeiten sind abhängig vom Energiespeicher, der Eingangsspannung und dem
Laststrom.
14 Verpolung / Überlast / Kurzschluss
Das Gerät ist gegen Verpolung bei Inbetriebnahme (Gerät aus, nicht aktiv) geschützt.
Befindet sich das Gerät im Batterie-Start-Modus oder im laufenden Backup-Betrieb,
ist kein Verpolschutz gegeben. Im Falle eines zu hohen Stromes (ca. 130-160% des
Nominalwerts) 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. Bei einem Kurzschluss direkt an den Klemmen
kann es zu einer Beschädigung des Gerätes kommen.
15 Überbrückungszeiten
Die USV ist mit unterschiedlichen Speichertechnologien kombinierbar. Die nominalen
Überbrückungszeiten können den Datenblättern entnommen werden.
Die Batteriepacks weisen unterschiedliche Eigenschaften auf, ein wichtiger Aspekt davon
ist die Umgebungstemperatur. Bei extrem niedrigen oder hohen Temperaturen kann es
zu einer Minderung der nominalen Überbrückungszeit kommen.
16 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 reagie-
ren, wurde eine Schwelle festgelegt, die durch den Strom begrenzt wird. Je nied-
riger 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.

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17 Batteriestart
Diese Funktion ermöglicht das Starten der Applikation oder des Geräts aus der Batterie
heraus, ohne dass die Spannungsversorgung vorhanden oder angeschlossen ist. Um
diese zu aktivieren muss der Pin Header X11 (siehe Seite 7, Abb. 2) für länger als 2s über-
brückt werden.
18 Bestelldaten der vorgesehenen Speichermedien
UPSI-1208 (D)*
Artikel Kerndaten
BP-LFP-1025 (D)* LiFePO4, 1p3s, 25Wh, 2.5Ah, 9.9Vnom
BP-SUC-1011 (D)* Supercap, 1p4s, 10,4 Vnom, 1.8 kJ (useful 1.1 kJ)
BP-SUC-1020 (D)* Supercap, 2p4s, 10,4 Vnom, 3.6 kJ (useful 2 kJ)
UPSI-2406 (D)*
Artikel Kerndaten
BP-LFP-1325 (D)* LiFePO4, 1p4s, 33Wh, 2,5Ah, 13.2Vnom
BP-SUC-1615 (D)* Supercap, 1p6s, 15,6 Vnom, 2.7 kJ (useful 1.5 kJ)
BP-SUC-2120 (D)* Supercap, 1p8s, 20,8 Vnom, 3.6 kJ (useful 2 kJ)
*(D) für DIN-Rail
Detaillierte Informationen zu den aufgeführten Speichermedien sind den zugehörigen
Datenblättern zu den USV-Modellen sowie den Speichermedien zu entnehmen.