DC-DC-Wandler für die Medizintechnik

Ausfallsicher durch Supercap-USV

5. April 2022, 13:11 Uhr | Bicker Elektronik
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Das neue 12V DC-USV-Modul von Bicker Elektronik schützt gegen kritische Systemausfälle und Datenverlust.

Der kompakt aufgebaute Wandler DC2412-UPSP2 mit 16-32VDC Weitbereichseingang und 12V/5A Ausgang verbindet die Funktionen eines leistungsfähigen DC/DC-Wandlers und einer unterbrechungsfreien DC-Stromversorgung (USV).

Als Pufferspeicher kommen schnell ladende und absolut wartungsfreie Supercaps (3x 480F) mit mehr als 500.000 Lade- und Entladezyklen zum Einsatz. Das hocheffiziente Wandler-Design ermöglicht den lüfterlosen Betrieb im erweiterten Industrie-Temperaturbereich von -20 bis +70 °C. Der DC2412-UPSP2 überbrückt Stromausfälle, Spannungseinbrüche oder Flicker und sorgt so für die unterbrechungsfreie Stromversorgung von 12VDC-Lasten wie beispielsweise Low-Power-Embedded-IPCs, Gateways, Motoren, Sensoren, Aktoren, Kameras. Damit kann der Wandler in sensiblen und sicherheitsrelevante Anwendungen der Medizintechnik verbaut werden.

Der DC2412-UPSP2 auf einen Blick:

  • 12V DC-USV mit Weitbereichseingang 16…32VDC
  • Wartungsfreie Supercaps als Energiespeicher
  • Geregelte Spannung während Backup-Betrieb
  • Hohe Zyklen-Stabilität >500 000
  • Ladezeit ~180 Sek bei maximalem Ladestrom
  • Erweiterter Temperaturbereich -20...+70°C
  • Aktiver Verpolungsschutz
  • Power Fail Signal über Relaiskontakt / RS232
  • Intelligente Verteilung der Ladeströme
  • Shutdown&Reboot-Funktion (via PSZ-1063)
  • 3 Jahre Garantie

Links: Der DC2412-UPSP2 bei Bicker Elektronik

Kurz laden, lang nutzen

Für die Pufferung der 12VDC-Ausgangsspannung kommen besonders langlebige, zyklenfeste und wartungsfreie Ultra-Kondensatoren (sog. Supercaps) zum Einsatz. Im Gegensatz zu Batterien, die Energie über den Umweg einer chemischen Reaktion speichern, basieren Supercaps auf elektrophysikalischen Prinzipien und sind innerhalb kürzester Zeit geladen und einsatzbereit. So ist der DC2412-UPSP2 bei maximalem Ladestrom in ca. 180 Sekunden vollständig aufgeladen. Der langlebige Supercap-Energiespeicher überzeugt zudem mit einer hohen Strombelastbarkeit, Leistungsdichte und Zuverlässigkeit. Unter vergleichbaren Einsatzbedingungen weisen Supercaps eine bis zu zehnmal längere Lebensdauer als klassische Blei-Säure-Batterien auf.

Intelligentes Power Sharing

Die Systemelektronik mit DC/DC-Wandler des DC2412-UPSP2 stellt im Normalbetrieb die nominale 12VDC-Ausgangsspannung zur Verfügung, lädt die Supercaps und überwacht die Spannungsschwellen am Eingang. Bei Unterschreitung der definierten Schwellenspannung schaltet die Supercap-USV innerhalb von Sekundenbruchteilen auf den USV-Backup-Betrieb um und stellt am Ausgang eine unterbrechungsfreie und geregelte DC-Spannungsversorgung sicher. Die intelligente Verteilung der Ladeströme (PowerSharing) am Eingang sorgt dafür, dass die vorgeschaltete AC/DC-Stromversorgung nicht überdimensioniert werden muss, sondern die Eingangsleistung konstant gehalten und entsprechend angepasst auf Last und Supercap-Lader verteilt wird. Bei geringer Last am Ausgang fließt mehr Energie in den Supercap-Lader und umgekehrt.

RS232-Interface und Relais-Kontakt

Bei einem "PowerFail" signalisiert der DC2412-UPSP2 über die integrierten Kommunikations-Schnittstellen (RS232, I2C, SMB) den Ausfall der Versorgungsspannung, so dass ein sicherer Shutdown des Systems eingeleitet, Dokumente gespeichert und bei Bedarf definierte Programme vor dem Herunterfahren des Systems ausgeführt werden können. Drei LEDs auf der Platine des DC2412-UPSP2 zeigen ebenfalls den Ladezustand der Supercaps, Normal- und Backup-Betrieb an. Mit Hilfe des integrierten Relais-Kontaktes können bei "PowerFail" externe Einheiten geschaltet werden (1A@24VDC / 0,5A@125VAC).

Optionales Zusatzmodul PSZ-1063

Mit dem aufsteckbaren µExtension-Modul PSZ-1063 von Bicker Elektronik lassen sich für den DC2412-UPSP2 erweiterte Funktionen über RS232 RXD- und TXD-Kommunikation realisieren:

  • Data Monitoring und Parametrisierung für autarken Betrieb

Mit Hilfe der maßgeschneiderten USV-Software „UPS Control Center“ können Einstellungen und Parameter am DC2412-UPSP2 komfortabel vorgenommen werden. Die Software steht kostenlos zum Download bereit. Zusätzlich ermöglicht ein umfangreicher Befehlssatz das direkte Auslesen von Sensorwerten und das Setzen von Parametern. Die kontinuierliche Betriebsdatenerfassung gestattet „Data Monitoring“ in Echtzeit. Das offene Kommunikationsprotokoll bietet Systementwicklern individuelle Möglichkeiten der Anbindung an das eigene System. Der Betrieb des DC2412-UPSP2 am Host ist auch ohne Software möglich.

  • Shutdown&Reboot-Funktion für IPC-Systeme

Bei einem "PowerFail" 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. Die integrierte Reboot-Funktion der DC-USV leitet nach wiederkehrender Versorgungsspannung selbstständig den Neustart des versorgten IPC ein, ohne dass eine aufwendige Vorort-Intervention notwendig wäre, z.B. bei vollkommen autarken Computersystemen an unzugänglichen Standorten.

  • Ausgangs- bzw. Versorgungsfreigabe

Die Ausgangs- bzw. Versorgungsfreigabe an das System wird, wenn gewünscht, durch eine Sicherheitsfunktion geregelt, d.h. sie erfolgt erst, wenn die Superkondensatoren 90% ihrer Kapazität erreicht haben. Ein sicheres Herunterfahren des Computer-Systems ist somit immer gewährleistet. (uh)

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