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DC-USV-System Unterbrechungsfreie Stromversorgung mit Supercaps als Energiespeicher

Redakteur: Rebecca Näther

Mit zwei neuen DC-USV-Systemen bietet Bicker Elektronik eine Lösung für die unterbrechungsfreie Stromversorgung von DC-Verbrauchern wie beispielsweise Motoren, Sensoren, Aktoren oder Kartenleser. Zum Schutz vor Spannungsschwankungen, Flicker, Spannungseinbrüchen oder Ausfällen der Versorgungsspannung sind die beiden DC-USV-Module UPSIC-1205 (12 VDC / 5A) bzw. UPSIC-2403 (24 VDC / 3A) mit Ultrakondensatoren (sog. Supercaps) als Energiespeicher ausgestattet, die nach dem Prinzip des Doppelschicht-Kondensators (EDLC) arbeiten.

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(Bild: Bicker Elektronik)

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, arbeiten in einem weiten Betriebstemperaturbereich und bieten hohe Strombelastbarkeit, Leistungsdichte und Zuverlässigkeit.

Supercap-USV-Lösungen mit >500.000 Be- und Entladezyklen

Aufgrund der hohen Zyklenfestigkeit (>500.000 Be- und Entladezyklen) sollen Supercap-USV-Lösungen eine lange Lebensdauer aufweisen und sind praktisch wartungsfrei. Für das versorgte Gesamtsystem bedeutet dies eine Erhöhung der langjährigen Verfügbarkeit bei gleichzeitiger Minimierung des Wartungsaufwandes. Aufgrund der kompakten Abmessungen bei gleichzeitig hoher Leistungsdichte und der entsprechenden Interface-Ausstattung ist die Integration in eine Vielzahl sensibler Applikationen möglich. Die vielfältigen Einsatzfelder erstrecken sich unter anderem auf die Bereiche IIoT/Industrie 4.0, Labor- und Medizintechnik, Robotik, Kiosk, Vending-Automaten, Kassen- und Bezahlsysteme, POS/POI sowie mobile Anwendungen u.v.m.

Intelligente Verteilung der Ladeströme

Die intelligente Systemelektronik der Module leitet im Normalbetrieb die Eingangsspannung mit einem minimalen Abschlag von 0,3 V bzw. 0,2 V bei Volllast an den Ausgang weiter, lädt die Superkondensatoren 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 Spannungsversorgung mit 12VDC bzw. 24VDC sicher. Die intelligente Verteilung der Ladeströme (Power-Sharing) 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.

DC-USV-Module in 60 Sekunden voll beladen

Bestückt mit hochwertigen 3-Volt-Supercaps (4x 100F Kapazität) sind die DC-USV-Module in maximal 60 Sekunden voll beladen und für den lüfterlosen 24/7-Dauerbetrieb im erweiterten Temperaturbereich von -20 bis 70 °C ausgelegt. Die beiden Systeme arbeiten hierbei mit einer reduzierten Zellspannung von 2,6 V pro Supercap. Dies stellt den Betrieb der USV-Systeme auch bei hohen Umgebungstemperaturen sicher.

USV mit Kommunikationsschnittstelle

Die USV-Module sind mit einem aktiven Verpolungsschutz ausgestattet sowie gegen Überlast abgesichert (Abschaltung mit automatischem Wiederanlauf). Drei LEDs zeigen den Ladezustand der Supercaps, Normal- und Backup-Betrieb an. Mit Hilfe des integrierten Relais-Kontaktes können bei „PowerFail“ externe Einheiten geschaltet werden. Zusätzlich verfügt die Supercap-USV über eine Kommunikationsschnittstelle (RS232, I2C, SMB). Optional verfügbar sind passende Ein- und Ausgangskabel mit offenen Enden (PSZ-1036 und PSZ-1037). Neben der dreijährigen Gerätegarantie gewährleistet der Hersteller eine Langzeitverfügbarkeit von mindestens 5 Jahren auf die Module.

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