Brusa BDC412 User manual

11.2016-BDC412_User Manual_V15.doc
DC/DC – Converter
DC/DC - Wandler
BDC412
USER’s MANUAL
BETRIEBSANLEITUNG
BRUSA Elektronik AG [email protected]
CH -
9466 Sennwald www.brusa.biz

Betriebsanleitung BDC412 User’s manual BDC412
11.2016-BDC412_User Manual_V15.doc 2 / 45
Inhaltsverzeichnis
Table of content 1Vor der Inbetriebnahme Before operation.............................................................. 3
2Sicherheitsmassnahmen For safe use of this unit ................................................. 4
3Lieferumfang Scope of delivery.............................................................. 6
4Spezifikationen Specifications................................................................... 7
4.1 Übersicht Overview................................................................................. 7
4.2 Einführung Introduction............................................................................. 8
4.3 Terminologie Terminology............................................................................ 8
4.4 Grenzdaten Absolute maximum ratings..................................................... 8
4.5 Elektrische Eckdaten Electrical parameters ............................................................. 9
4.6 Blockschaltbild Block diagram ...................................................................... 10
4.7 Mechanische Eckdaten Mechanical parameters ........................................................ 11
5Schnittstellen Interfaces ....................................................................... 12
5.1 Leistungsanschlüsse Power connectors................................................................. 12
5.2 Steueranschluss Control interface.................................................................... 13
6Technische Eigenschaften Technical characteristics .............................................. 21
6.1 Aufbau des Gerätes Structure of the device.......................................................... 21
6.2 Interne Stromversorgungen Internal power supplies......................................................... 22
6.3 SoftSwing™ - Topologie SoftSwing™ - Topology ........................................................ 23
6.4 Regelungskonzept Regulation concept ............................................................... 24
6.5 Zuverlässigkeit Reliabilty ............................................................................... 25
6.6 EMV – Betrachtungen EMC – considerations........................................................... 28
7Inbetriebnahme des Gerätes Start-up the device......................................................... 31
7.1 Anschluss des Gerätes Connecting the device.......................................................... 31
7.2 Bedienung des Gerätes Operation of the device......................................................... 32
7.3 Programmieren der Firmware Download the firmware......................................................... 32
8Messungen Measurements................................................................ 40
8.1 Wirkungsgrad – Diagramme Efficiency maps .................................................................... 40
8.2 Temperaturmessungen Temperature measurements................................................. 42
8.3 Dynamisches Regelverhalten Dynamic regulation behaviour .............................................. 44
9Garantie Warranty......................................................................... 45
10 Hinweise zur Entsorgung Instructions regarding disposal .................................... 45

Betriebsanleitung BDC412 User’s manual BDC412
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1 Vor der Inbetriebnahme
Before operation
Geschätzter Kunde!
Mit dem BRUSA DC/DC-
Wandler BDC412 haben Sie
ein sehr leistungsfähiges und vielseitiges Gerät erwor-
ben. Um dessen Vorzüge zu nutzen und jegliche Gefahr
für Mensch und Material zu vermeiden, lesen Sie bitte
vor der Inbetriebnahme diese Anleitung sorgfältig durch.
Wir empfehlen Ihnen die Anleitung für späteres Nach-
schlagen aufzubewahren.
Änderungen an der Betriebsanleitung sind vorbehalten
und werden nicht angekündigt. Holen Sie sich bitte die
aktuelle Ver
sion von unserer Homepage:
www.brusa.biz.
Dear Customer!
With the BRUSA DC/DC-Converter BDC412 you pur-
chased a powerful and versatile product. To take ad-
vantage of its features and to avoid danger for man and
mater
ial please read the operating instructions carefully
before operating the unit. We recommend to keep the
user’s manual for later reference.
Changes to the user’s manual are subject to further de-
velopment of the device and won’t be announced.
Please downl
oad the latest version of this manual on:
www.brusa.biz.

Betriebsanleitung BDC412 User’s manual BDC412
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2 Sicherheitsmassnahmen
For safe use of this unit
Zu Ihrer Sicherheit
For your safety
•Lesen Sie die Anleitung gründlich.
•Read the manual carefully.
•Bitte beachten Sie, dass sorgloser Umgang mit hö-
heren Gleichspannungen zu sehr gefährlichen und
lebensbedrohenden Situationen führen kann.
•Please note that careless handling of high DC volt-
ages can be very dangerous and lethal.
•Das Gerät produziert Abwärme. Unvorsichtige Be-
rührung kann zu Verbrennungen führen.
Bitte keine leicht entzündbaren Gegenstände in der
Nähe des Gerätes montieren.
•This unit produces waste heat. Touching the hot unit
can lead to injuries and burnings.
Please do not install easy flammable material close
to the unit.

Betriebsanleitung BDC412 User’s manual BDC412
11.2016-BDC412_User Manual_V15.doc 5 / 45
Zu Ihrer Sicherheit
•
Lassen Sie das Gerät durch einen Fachmann im
Fahrzeug installieren und in Betrieb nehmen.
•
Öffnen Sie keinesfalls das Gerät ohne vorherige
Rücksprache mit dem Werk.
•
Stecken Sie niemals die Hochspannungsstecker ein
ohne vorher sicherzustellen, dass das Gerät vom
restlichen Hochspannungskreis getrennt ist (z.B.: im
Fahrzeug durch Schütze).
•
Trennen Sie niemals die Hochspannungsstecker
vom Gerät oh
ne vorher sicherzustellen, dass keine
Hochspannung mehr anliegt.
•
Verwenden Sie einen Isolationswächter für die
Überwachung der galvanischen Trennung zwischen
Hoch- und Niederspannungskreis.
For your safety
•Have the unit installed and made operational by a
skilled professional.
•Do not open the unit without contacting the manu-
facturer before.
•
Do not connect the high voltage connectors before
being sure the device is separated from the high
voltage DC-link (e.g.: in a vehicle by contactors).
•Never disconnect the high voltage connectors be-
fore being sure that there is no high voltage on the
DC-link anymore.
•
Use an insulation failure detector in order to monitor
the galvanic insulation between the high and the low
voltage DC-link.
Um einen Schaden am Gerät zu vermeiden
•Stellen Sie sicher, dass im Hochspannungskreis Si-
cherungen oder Schütze verwendet werden, um bei
Fehlerzuständen wie High-Side Spannung < Low-
Side Spannung (z.B.: Kurzschluss der High-Side
und Anschluss einer Batterie auf Low-Side) Be-
schädigungen des Gerätes zu vermeiden.
•Sorgen Sie für ausreichende Kühlung des Gerätes.
Eine niedrige Kühlwassertemperatur kann die Le-
bensdauer beträchtlich erhöhen.
•Vermeiden Sie den Betrieb nahe an Wärmequellen
oder in direkter Sonnenstrahlung.
•Trotz des hohen IP-
Schutzes empfehlen wir, das
Gerät soweit als möglich von Umweltein
flüssen wie
Regen oder Spritzwasser zu schützen.
To prevent from damage of the device
•Ensure that for the high voltage circuit fuses or con-
tactors are used in order to prevent the unit from
damage in case of failure conditions like high-side
voltage < low-
side voltage (e.g.: short circuit on
high-side and battery connected to low-side).
•Ensure sufficient cooling of the device. A low tem-
perature of the cooling water has a considerable
positive effect on the lifetime.
•
Avoid operation of the device next to a heat source
or in direct sunlight.
•Even though the high IP-
protection we recommend
to not expose the unit to rain or splash water.

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3 Lieferumfang
Scope of delivery
Für einen betriebsbereiten DC/DC-Wandler
sind folgende Teile notwendig:
A complete set to run the DC/DC-
converter:
•DC/DC-Wandler BDC412-xx
•DC/DC-converter BDC412-xx
•Hochspannungssteckverbindung für High-Side und
Low-Side (ohne Kabel):
MC CombiTac High-Side - Steckverbindung
(Stecker und Buchse) für Kupferquerschnitt
16mm2
MC CombiTac Low-Side Steckverbindung (Ste-
cker und Buchse) für Kupferquerschnitt 25mm2
Kabelverschraubung SkinTop MS-M M32x1.5
•High voltage connectors for high-side and low-side
(without cables):
MC CombiTac high-side connector (plug and
socket) for wire size 16mm2
MC CombiTac low-side connector (plug and
socket) for wire size 25mm2
Cable gland SkinTop MS-M M32x1.5
•23-poliger Steuerstecker mit Krimpkontakten:
AMPSEAL Stecker: 776228-1
AMPSEAL Buchse: 770680-1
AMPSEAL Kontakte: 770854-1
Drahtdurchmesser: 0.5mm2
•23-pole control connector with crimp contacts:
AMPSEAL plug: 776228-1
AMPSEAL socket: 770680-1
AMPSEAL contacts: 770854-1
Wire size: 0.5mm2

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4 Spezifikationen
Specifications
4.1
Übersicht
Overview
Wasseranschlüsse
Cooling pipes
Druckausgleichs - Membran
Pressure balance membrane
High-Side Leistungstecker
High-side power connector
Steuerstecker
control connector
Low-Side Leistungstecker
Low-side power connector
Befestigungslöcher
Mounting holes

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4.2 Einführung
Introduction
Der BDC412 ist ein bidirektionaler DC/DC-Wandler mit
gemeinsamen Minus auf High-Side und Low-
Side. Der
Leistungsteil ist mit der neuartigen resonanten Soft-
Swing™ -
Topologie realisiert, sodass Schaltverluste
auf ein absolutes Minimum reduziert und zudem ein
äusserst gutes EMV-
Verhalten erreicht werden kann.
Dies resultiert in einem überaus kompakten und leich-
ten Gerätedesign.
The BDC412 is a bidirectional DC/DC-converter with
common minus on high-side and low-
side. The power
stage has been realized with
the new resonant
SoftSwing™ - topology, which reduces switching losses
to an absolute minimum and results in an excellent
EMC-behavior. As a consequence the device is ex-
tremely compact and lightweight.
4.3 Terminologie
Terminology
•Hochspannung, Leistungsanschlüsse (HV):
High-Side (HS), Fuel Cell Circuit (FCC)
Low-Side (LS), Battery Circuit (BC)
•Niederspannung, Steueranschluss (LV):
Bordnetz (AUX)
•High voltage, Power interface (HV):
High-side (HS), Fuel cell circuit (FCC)
Low-side (LS), Battery circuit (BC)
•Low voltage, Control interface (LV):
Auxiliary supply (AUX)
4.4 Grenzdaten
Absolute maximum ratings
•Maximale Spannung auf High-Side und Low-Side:
UHSmax, ULSmax = 450V
•Maximal zulässiges Verhältnis von Low-
Side zu
High-Side:
(ULS/UHS)max = 95%
•Maximale Bordnetzspannung:
UAUXmax = 32V
•Maximale eingangseitige Kühlwassertemperatur:
Twater@inlet = 65°C
•Minimale Durchflussrate des Kühlwassers:
vwater = 4l/min
•Umgebungstemperaturbereich bei Betrieb:
TUmgebung = -25°C…+85°C
•Umgebungstemperaturbereich bei Nichtbetrieb:
TUmgebung = -40C…+105°C
•Maximum voltage on high-side and low-side:
VHSmax, VLSmax = 450V
•Maximum permissible relation between low-side and
high-side:
(VLS/VHS)max = 95%
•Maximum auxiliary voltage:
VAUXmax = 32V
•Maximum inlet cooling water temperature:
Twater@inlet = 65°C
•Minimum flow rate of cooling water:
vwater = 4l/min
•Operating ambient temperature range:
Tambient = -25°C…+85°C
•Storage ambient temperature range:
Tambient = -40C…+105°C

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4.5 Elektrische Eckdaten
Electrical parameters
•Spannungsbereich High-Side:
UHS = 125V - 425V
•Spannungsbereich Low-Side (für einen kontrollier-
ten Betrieb des Gerätes muss ULS < UHS sein):
ULS = 100V - 400V
•Zulässiger Strombereich Low-Side:
ILS = ± 150A
•Bordnetzspannungsbereich (CAN und RS232-
Kommunikation möglich):
UAUX = 7 - 32V
•Wirkungsgrad (bei ILS > 20A):
η = 97 - 99%
•Taktfrequenz Leistungsstufe:
f = 23,4375kHz
•Abtastrate der Haupt- und Begrenzungs-
regelschleifen:
f = 46,875kHz
•Maximale Regelabweichung der Regler:
± 1A, ± 2V
•Sprungantwort des Low-Side Stromreglers:
< 1ms
•Sprungantwort des High-Side Spannungsreglers:
< 10ms
•Spannungsrippel auf Hochspannungskreis (bei ILS >
20A):
< 2V
•Voltage range high-side:
VHS = 125V - 425V
•Voltage range low-
side (for a controllable operation
of the device it must be ULS < UHS):
VLS = 100V - 400V
•Permissible current range low-side:
ILS = ± 150A
•Auxiliary voltage range (CAN and RS232-
communication possible):
UAUX = 7 - 32V
•Efficiency (at ILS > 20A):
η = 97 - 99%
•Switching frequency of power stage:
f = 23,4375kHz
•Sampling rate of main and limiting control loops:
f = 46,875kHz
•Maximum regulation deviation of regulators:
± 1A, ± 2V
•Step response of low-side current regulator:
< 1ms
•Step response of high-side voltage regulator:
< 10ms
•Voltage rippel on high voltage side (at ILS > 20A):
< 2V

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4.6 Blockschaltbild
Block diagram
I_LS
I_HS
Low-Side
High-Side
Controller Motherboard
CAN I_LScommand
.
.
+
_
+
_
PWM
34uF
120uH
500uF
Driver
.
+
_
+
_
Main command
U_LSOvercurrentU_HS I_HS I_LS
Main
regulator Fast current controller

Betriebsanleitung BDC412 User’s manual BDC412
11.2016-BDC412_User Manual_V15.doc 11 / 45
4.7 Mechanische Eckdaten
Mechanical parameters
•Dimensionen (Länge x Breite x Höhe):
l x b x h = 333 x 195,5 x 110mm
•Volumen (ohne Stecker):
V = 7,2l
•Gewicht (ohne kundenseitige Stecker):
m = 10,25kg
•Gehäusedaten:
IP64
Aluminium
Wasserfeste Druckausgleichsmembran inte-
griert
•Dimensions (length x width x height):
l x w x h = 333 x 195,5 x 110mm
•Volume (without connectors):
V = 7,2l
•Weight (without connectors on customer side):
m = 10,25kg
•Housing characteristics:
IP64
Aluminum
Waterproof pressure balance integrated
155
168
185,5
5
333
195,5
110
18
O
30 70
433 379
9
43
,5
65 70
16,5

Betriebsanleitung BDC412 User’s manual BDC412
11.2016-BDC412_User Manual_V15.doc 12 / 45
5 Schnittstellen
Interfaces
5.1
Leistungsanschlüsse
Power connectors
Low-Side – Steckverbindung:
High-Side – Steckverbindung:
Safety Line:
•
Mittels dieser Funktion kann überprüft werden, ob
die Stecker ordnungsgemäss angeschlossen sind,
und davon abhängig können entsprechende Mass-
nahmen ergriffen werden.
Nr. Abk. Funktion
1 LS+ Low-Side Plus
2 LS- Low-Side Minus
3 SL1 Safety Line (Interlock)
4 NC Nicht verwendet
5 SL2 Safety Line (Interlock)
Nr. Abk. Funktion
1 HS+ High-Side Plus
2 HS- High-Side Minus
3 SL1 Safety Line (Interlock)
4 NC Nicht verwendet
5 SL2 Safety Line (Interlock)
Low-side – connector:
High-side - connector:
Safety Line:
•This feature allows to monitor if the connectors are
connected properly and hence appropriate actions
can be taken.
No. Abbr. Function
1 LS+ Low-side plus
2 LS- Low-side minus
3 SL1 Safety Line (Interlock)
4 NC Not connected
5 SL2 Safety Line (Interlock)
No. Abbr. Function
1 HS+ High-side plus
2 HS- High-side minus
3 SL1 Safety Line (Interlock)
4 NC Not connected
5 SL2 Safety Line (Interlock)
2
1
3
4
5
5
4
3
2
1

Betriebsanleitung BDC412 User’s manual BDC412
11.2016-BDC412_User Manual_V15.doc 13 / 45
5.2 Steueranschluss
Control interface
5.2.1 Übersicht
Overview
Steuerstecker (23-polig):
Nr. Abk. Funktion
1 GND Masse (Bordnetz Minus, Klemme 31)
2 AUX +12V (Bordnetz Plus, Klemme 30)
3 EN Enable (Power ON)
4 DO0 Digitaler Ausgang 1 (programmierbar)
5 DO1 Digitaler Ausgang 2 (programmierbar)
6 DO2 Digitaler Ausgang 3 (programmierbar)
7 DO3 Digitaler Ausgang 4 (programmierbar)
8 PG1 Analoge Masse (für Pins 21 – 23)
9 CNL CAN Low
10 CNH CAN High
11 TXD RS232 Transmit (9-pol D-Sub: Pin 2)
12 RXD RS232 Receive (9-pol D-Sub: Pin 3)
13 PRO Enable Firmware-Programmierung
14 PG2 Reserve-Masse
15 PG3 RS232 Masse (9-pol D-Sub: Pin 5)
16 DI0 Digitaler Eingang 1
17 DI1 Digitaler Eingang 2
18 DI2 Digitaler Eingang 3
19 SL1 Safety Line - Signaleinspeisung
20 SL2 Safety Line - Signaleinspeisung
21 AI1 Analoger Eingang 1 (programmierbar)
22 AI2 Analoger Eingang 2 (programmierbar)
23 AI3 Analoger Eingang 3 (programmierbar)
Control connector (23-pole):
No. Abbr. Function
1 GND Ground (Auxiliary voltage minus, clamp
31)
2 AUX +12V (Auxiliary voltage plus, clamp 30)
3 EN Enable (Power ON)
4 DO0 Digital Output 1 (programmable)
5 DO1 Digital Output 2 (programmable)
6 DO2 Digital Output 3 (programmable)
7 DO3 Digital Outpur 4 (programmable)
8 PG1 Analog Ground (for pins 21 – 23)
9 CNL CAN low
10 CNH CAN high
11 TXD RS232 Transmit (9-pole D-Sub: Pin 2)
12 RXD RS232 Receive (9-pole D-Sub: Pin 3)
13 PRO Enable firmware download
14 PG2 Reserve Ground
15 PG3 RS232 Ground (9-pole D-Sub: Pin 5)
16 DI0 Digital Input 1
17 DI1 Digital Input 2
18 DI2 Digital Input 3
19 SL1 Safety Line – Signal Input
20 SL2 Safety Line – Signal Input
21 AI1 Analog Input 1 (programmable)
22 AI2 Analog Input 2 (programmable)
23 AI3 Analog Input 2 (programmable)
1
9
16
8
15
23

Betriebsanleitung BDC412 User’s manual BDC412
11.2016-BDC412_User Manual_V15.doc 14 / 45
5.2.2 Beschreibung der einzelnen
Steuersteckerpins
Description of the control connector
pins
5.2.2.1 GND (Masse, Ground), Pin 1
Interne Beschaltung
Internal Circuit
1MΩ
5μF
GND (1)
Gehäuse/housing
•Direkte Verbindung zur Masse der Steuereinheit.
•Nur kapazitiv mit dem Gehäuse verbunden.
•Bei Verdrahtung von BDC412-Steuersignalen mit an-
deren Fahrzeug-
Komponenten (z.B. Fahrantrieb,
Bordbatterie, Batteriemanagement, Brennstoffzelle)
muss hier die Fahrzeug-Masse angeschlossen wer-
den.
•Direct connection to control unit ground .
•Capacitive coupling to case only.
•
If BDC412 control signals are connected to other
vehicle components (e.g. propulsion system, on-
board battery, battery management system, fuel
cell) the vehicle’s ground must be connected to
this terminal.
5.2.2.2 AUX (Bordnetz, Auxiliary Supply),
Pin 2
Interne Beschaltung
Internal Circuit
960nF
AUX (2)
100uH
750mA
5V
30V
Internal
Supply
15V
6.8uF
220uH
Supply
from HV
HV
•Das Gerät kann auch über diesen Anschluss vom
Bordnetz versorgt werden. Wenn keine Hochspan-
nung an den Leistungsanschlüssen anliegt, kann mit
EN
= „High“ über CAN oder RS232 mit dem Gerät
kommuniziert werden. Wie im Schaltbild ersicht
lich,
ist dann aber die 15V-Versorgung nicht gewährleis
tet,
sodass das Gerät nicht vollständig betriebsbereit ist
(Strommessung nicht aktiv, Treiber und Endstufe
nicht aktiv). Folgende Funktionen sind bei aus-
schliesslicher Versorgung vom Bordnetz sicherge-
stellt:
Senden und Empfangen von CAN-Informationen
Kommunikation über RS232 (Monitor-
Programm)
Programmieren der Firmware
Spannungs- und Temperaturmessung
•Eingangstrom I_AUX bei 12V-Bordnetzspannung:
EN = „L“: 112uA
EN = „H“: 236mA
•The device can be supplied by the auxiliary supply
as well. If no high voltage at the power interface is
applied, communication over CAN or RS232 can
be enabled by setting EN = “high”. As can be seen
in the circuit diagram the 15V-
supply is then not
available. Hence the device is
not fully ready to
operate (current measurement not active, driver
and power stage not active). If only auxiliary sup-
ply is applied, following functions are available:
Send and receive CAN-messages
Communication via RS232 (monitor-program)
Download of firmware
Voltage and temperature measurement
•Input current I_AUX at 12V-auxiliary supply:
EN = „L“: 112uA
EN = „H“: 236mA

Betriebsanleitung BDC412 User’s manual BDC412
11.2016-BDC412_User Manual_V15.doc 15 / 45
5.2.2.3 EN (Enable, Power ON), Pin 3
Interne Beschaltung
Internal Circuit
47nF
EN (3)
5V
22kΩ
220pF
6.9kΩ
1,0V
3,3V
Schmitt
Trigger
20.5kΩ
10kΩ
5V-Supply
Enable
•Bei Anlegen einer Spannung an AUX und mit EN =
„High“ (+5V...32V) wird das Gerät in den betriebsbe-
reiten Modus versetzt. Sinnvollerweise erfolgt dies
durch eine Verbindung des Enable-
Pins über einen
Schalter mit dem Bordnetz.
•
Wenn zusätzlich an den Leistungsanschlüssen
Hochspannung anliegt, ist das Gerät vollständig be-
triebsbereit und kann durch entsprechende CAN-
Befehle eingeschaltet und betrieben werden.
•
Ansonsten ist ein eingeschränkter Betrieb möglich
wie bei der Beschreibung des Pin AUX näher erklärt.
•
Um eine neue Firmware zu programmieren, ist es
nicht erforderlich, dass EN = „High“ ist.
•
Falls an den Leistungsanschlüssen Hochspannung
anliegt, wird die geräteinterne Logik unabhängig vom
Pin EN
bereits versorgt. Das Gerät ist aber nur bei
EN = „High“ im betriebsbereiten Zustand.
•By applying a voltage to AUX and by setting EN =
„high“ (+5V...32V) the device will be ready to oper-
ate. Reasonably this is realized by using a switch
in order to connect the enable-
pin to the auxiliary
supply.
•
If additionally high voltage is applied to the power
interface, the device is fully ready to oper
ate and
can be turned on and operated by sending appro-
priate CAN-messages.
•Otherwise a limited operation is possible as further
explained in the description of pin AUX.
•In order to download a new firmware, EN does not
have to be „high”.
•If high voltage is
applied to the power interface,
the device internal logic is supplied regardless of
pin EN. However, the device is only ready to oper-
ate when EN = „high“.

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11.2016-BDC412_User Manual_V15.doc 16 / 45
5.2.2.4 DO0 – DO3 (Digitale Ausgänge, Digi-
tal Outputs), Pins 3 - 7
Interne Beschaltung
Internal Circuit
10nF
DO0 -DO3 (4 -7)
AUX
0.02Ω
100kΩ
I
0sink
•Mit diesen vier programmierbaren digitalen Ausgän-
gen können niederfrequente Anwendungen realisiert
werden:

Ansteuerung von LEDs für Statusfunktionen (z.B.
Unter-
bzw. Überspannung, Überschreitung einer
Stromgrenze, Temperatur-Derating,...).
Ansteuerung von anderen externen Komponen-
ten (PWM für Anzeigeinstrumente, Relais, klei
ne
Lüfter,...).
•Alle vier digitalen Ausgänge weisen folgende Sicher-
heitsmerkmale auf:
Kurzschlussfestigkeit (Imax = 700mA).

Abschaltung bei zu hoher Temperatur aufgrund
von Überbelastung.
Erkennung einer offenen Last (durch Stromquel-
le).

Unabhängige Erkennung dieser Fehler und
Rückmeldung (z.B.: an den Prozessor).
•
Bei Auftreten eines Fehlers an einem Ausgang sind
die restlichen Ausgänge weiter funktionstauglich,
wenn es durch den einen Fehler nicht zu einer Ab-
schaltung bei den restlichen Ausgängen aufgrund zu
hoher Temperatur führt.
•
Die Ausgänge können mit Frequenzen bis zu 1kHz
betrieben werden.
•With these four programmable digital outputs low
frequency applications can be realized:
Drive LEDs for status functions (e.g.: under-
or overvoltage, exceeding of current limit,
temperature derating,...).

Drive other external components (PWM for
display instruments, relays, small fans,...).
•All four digital outputs show the following features:
Short circuit detection (Imax = 700mA).
Over-temperature shutdown.
Open load detection (by current source).
Independent detection of each of these fail-
ures and providing of fault signal (e.g.: feed-
back to the processor).
•In case of such a failure at one of the output
s the
other outputs remain still fully functional as long as
such a failure does not lead to over-temperature
shut down of the other outputs.
•
All outputs can be driven with a frequency up to
1kHz.
5.2.2.5 PG1 – PG3 (Analoge Masse, Analog
Ground), Pins 8, 14, 15
Interne Beschaltung
Internal Circuit
1μF
PG1 –PG3 (8, 14, 15)
300mA
•Zur Vereinfachung der externen Verdrahtung stehen
drei zusätzliche Masse-
Anschlüsse zur Verfügung.
Diese sind über je eine PTC-Sicherung mit der Ver-
sorgungs-Masse GND verbunden.
•Folgende Zuordnung wird vorgeschlagen:
Nr. Abk. Funktion
8 PG1 Analoge Masse (für Pins 21 - 23)
14 PG2 Reserve Masse
15 PG3 RS232 - Masse (9-pol D-Sub: Pin 5)
•In order to simplify external wiring, three additional
ground pins are available. Each pin is connected
to the supply’s ground GND by a ptc-fuse.
•Following pin assignment is suggested:
Nr. Abbr. Function
8 PG1 Analog Ground (for pins 21 - 23)
14 PG2 Reserve Ground
15 PG3 RS232 Ground (9-pol D-Sub: Pin 5)

Betriebsanleitung BDC412 User’s manual BDC412
11.2016-BDC412_User Manual_V15.doc 17 / 45
5.2.2.6 CNH, CNL (CAN-Bus, CAN-Interface),
Pins 9, 10
Interne Beschaltung
Internal Circuit
47pF
CNL (9)
33V
51uH
47pF
CNH (10)
120Ω
33V
51uH
Termination
resistor is
optional
CAN-Transeiver
and galvanic
insulation
Die CAN-Schnittstelle weist folgende Eigenschaften
auf:
•CAN 2.0 B, 500 kHz
•Die CAN-
Schnittstelle weist eine Potentialtrennung
von der Masse und den übrigen Steuersignalen auf,
um Störungen durch Potentialverschiebungen zu
vermeiden.
•Der 120Ω Abschlusswiderstand kann optional be-
stückt werden.
•Über die CAN-
Schnittstelle können Informationen
gemäss der vom Kunden festgelegten CAN-
Matrix
gesendet und empfangen werden.
The CAN interface has following characteristics:
•CAN 2.0 B, 500 kHz
•Galvanic insulation from ground and all other con-
trol signals in order to avoid interferences caused
by ground offset voltages.
•The 120Ωtermination resistor can be mounted op-
tionally.
•
The CAN interface allows to transmit and receive
messages according to the CAN-matrix defined by
the customer.
5.2.2.7 TXD, RXD (RS232-Schnittstelle,
RS232-Interface), Pins 11, 12
Interne Beschaltung
Internal Circuit
470pF
RXD (12)
10V
470pF
TXD (11)
15V
RS232-
Transeiver
200Ω
200Ω
470pF
470pF
•Das RS232-Interface ermöglicht eine direkte serielle
Verbindung zwischen dem BDC412 und einem Com-
puter. Die dafür notwendige Software kann von der
Homepage www.brusa.biz heruntergeladen wer
den.
Folgende Funktionen werden unterstützt:
Anzeige der Momentanwerte von Strom, Span-
nung, Leistung und Temperatur
(Monitorprogramm).
Programmieren der von BRUSA AG mitgeliefer-
ten oder nachgereichten Firmware (durch Set
zen
von PRO
= „High“). Für weitere Informationen
zum Programmieren kontakt
ieren Sie bitte direkt
BRUSA AG.
Belegung der 9-poligen D-Sub Kabelbuchse:
RXD (12)
TXD (11)
9-polige D-Sub
Kabelbuchse
PG3 (15)
5
2
3
•The RS232 interface provides a direct serial con-
nection between the BDC412 and a computer. The
necessary software can be downloaded from our
homepage www.brusa.biz. Following functions are
provided:
Display the actual current, voltage, power and
temperature values (monitor program).
Download the firmware provided by BRUSA
AG (by setting PRO = “high”). For further in-
formation regarding the download please con-
tact directly BRUSA AG.
Pin assignment of the 9-pole D-sub socket:
RXD (12)
TXD (11)
9 pin D-Sub
connector, female
PG3 (15)
5
2
3

Betriebsanleitung BDC412 User’s manual BDC412
11.2016-BDC412_User Manual_V15.doc 18 / 45
5.2.2.8 PRO (Enable Firmware-
Programmierung, Enable firmware
download), Pin 13
Interne Beschaltung
Internal Circuit
47nF
PRO (13)
5V
22kΩ
220pF
Schmitt
Trigger
22kΩ
10kΩ
5V-
Supply
Enable
10kΩ
1,0V
3,3V
•Dieser Anschluss wird ausschliesslich für das Pro-
grammieren einer neuen Firmware aktiviert (PRO
=
„High“), wobei dann EN nicht „High“ sein muss.
•Sowohl bei Versorgung von HV als auch vom Bord-
netz löst PRO = „High“ folgende Vorgänge aus:
Falls das Gerät im Betrieb ist, wird dieser ge-
stoppt.

Das Gerät ist dann empfangsbereit und kann
über die serielle Schnittstelle programmiert wer-
den.
•
Das Programmieren einer neuen Firmware darf nur
in Absprache mit BRUSA AG
durchgeführt werden.
Die Firmware wird dann allenfalls per Email zur zuge-
stellt.
•This pin is exclusively activated (PRO = „high“) to
download a new firmware, whereas EN
does not
have to be „high”.
•PRO = „high” causes the following actions regard-
less of supplying the device from HV or auxiliary
supply:
If the device is in operat
ion, it will be shut
down.

The device is then ready to be programmed
via the serial interface.
•
The download of a new firmware may only be
done with agreement of BRUSA AG. A new firm-
ware can be provided by email then.
5.2.2.9 DI0 – DI2 (Digitale Eingänge, Digital
Inputs), Pins 16 – 18
Interne Beschaltung
Internal Circuit
10nF
DI0 –DI2 (16 -18)
5V
220pF
1,0V
3,3V
Schmitt
Trigger
22kΩ
10kΩ
•Mit diesen drei Eingängen können verschiedene
Funktionen realisiert werden wie folgender Vorschlag
zeigt:
DI0: Energiefluss nach links (Aufwärtswandeln)
DI1: Energiefluss nach rechts (Abwärtswandeln)
DI2: Spannungs- oder Stromregelmodus
•With these three inputs various functions can be
realized as the following proposal shows:
DI0: Energy flow to the left (up-mode)
DI1: Energy flow to the right (down-mode)
DI2: Voltage or current regulation mode

Betriebsanleitung BDC412 User’s manual BDC412
11.2016-BDC412_User Manual_V15.doc 19 / 45
5.2.2.10 SL1, SL2 (Safety Line, Interlock),
Pins 19, 20
Interne Beschaltung
Internal Circuit
10nF
SL1 (19)
SL2 (20)
10nF
SL2 (5)
SL1 (3)
SL1 (3)
SL2 (5)
High-Side power
connector
Low-Side power
connector
•Die Safety Line oder Interlock-Verbindung ist eine si-
cherheitsrelevante Funktion, die durch ein überge-
ordnetes System (Bsp.: Fahrzeugsystem) ausgewer-
tet werden kann. Die Interlock-Verbindung is
t durch
alle nach aussen führenden Steckverbindungen des
Gerätes geschleift (Brücke in Leistungsste
ckern) und
erlaubt so die Überprüfung, ob alle Stecker ord-
nungsgemäss angeschlossen sind.
•Die Safety Line ist für einen Strom bis 100mA ausge-
legt.
•Das Interlock-Signal wird bei Pin 19 bzw. 20 einge-
speist (Stromquelle), wobei die Polarität keine Rolle
spielt.
•
Falls einer der drei Stecker des Gerätes nicht richtig
kontaktiert ist, ist die Schleife offen und kann durch
das übergeordnete System detektiert werden (
es
fliesst kein Strom).
•
Als Konsequenz sollte der Betrieb gestoppt und das
Gerät abgeschaltet werden. Zusätzlich sollten die ex-
ternen Schütze geöffnet und der Hochspannungs-
kreis entladen werden.
•The safety line or interlock-connection is a safety
relevant
function, which can be processed by a
superior system (e.g.: vehicle system). The inter-
lock-connection is looped through all outside lead-
ing connectors (bridge in power connectors) and
allows therefore to survey, if all connectors are
connected properly to the device.
•
The safety line is designed for a current up to
100mA.
•The interlock-signal input is at pin 19 resp. 20 (cur-
rent source), whereas the polarity does not have
to be considered.
•
If one of the three connectors is not connected
properly to the device, the loop is open and can be
detected by the superior system (no current flow).
•
As a consequence the operation should be
stopped and the device should be shut down. Ad-
ditionally the external contactors should be opened
in order to discharge the high-voltage circuit.

Betriebsanleitung BDC412 User’s manual BDC412
11.2016-BDC412_User Manual_V15.doc 20 / 45
5.2.2.11 AI1 – AI3 (Analoge Eingänge, Analog
Inputs), Pins 21 – 23
Interne Beschaltung
Internal Circuitp
10nF
AI1 –AI3 (21 -23)
5V
Analog
Multiplexer
22kΩ
150Ω
33kΩ
10nF
I
= 1mA
5V
Analog
Multiplexer
•Mit diesen drei analogen Eingängen können jeweils
zwei unterschiedliche Funktionen realisiert werden:
1mA – Stromquelle für externes 5kΩ Potentio-
meter
33kΩ Pull-up –
Widerstand für externen 33kΩ
NTC-Temperatursensor.
•
Jeder der drei analogen Eingänge kann individuell
gemäss Kundenanforderung programmiert werden.
Bei der Einstellung aller drei Eingänge als Stromquel-
le können z.B. folgende Funktionen realisiert werden:
AI1: Spannungsregelung High-Side
AI2: Stromlimit Buck-Mode
AI3: Stromlimit Boost-Mode
•Bei der Einstellung zur Temperaturmessung (Tmin
=
25°C) von externen Komponenten ist z.B. folgende
Konfiguration möglich:
AI1: Batterietemperatur
AI2: Kühlwassertemperatur
AI3: Reserve
•With each of these three analog inputs two differ-
ent functions can be realized:
1mA – current source for an external 5kΩ po-
tentiometer
33kΩ Pull-up – resistor for external 33kΩ
NTC-temperature sensor.
•Each of these three analog inputs can be pro-
grammed individually according to the customer’s
requirements. If all three inputs are configured as
current source, the following functions can be real-
ized:
AI1: Voltage regulation high-side
AI2: Current limit buck-mode
AI3: Current limit boost-mode
•If the inputs are configured for temperature meas-
urement (Tmin = 25°C) of external components, the
following configuration is proposed:
AI1: Battery temperature
AI2: Cooling water temperature
AI3: Reserve