BDC412 - BRUSA Elektronik AG

Transcription

USER’s MANUAL
BETRIEBSANLEITUNG
DC/DC – Converter
DC/DC - Wandler
BDC412
BRUSA Elektronik AG
CH - 9466 Sennwald
11.2006-BDC412_User Manual_V13b.doc
[email protected]
www.brusa.biz
Betriebsanleitung BDC412
Inhaltsverzeichnis
Table of content
User’s manual BDC412
1
Vor der Inbetriebnahme
Before operation ............................................................... 3
2
Sicherheitsmassnahmen
For safe use of this unit ................................................... 4
3
Lieferumfang
Scope of delivery ............................................................... 6
4
Spezifikationen
Specifications .................................................................... 7
4.1
4.2
4.3
4.4
4.5
4.6
4.7
5
5.1
5.2
6
6.1
6.2
6.3
6.4
6.5
6.6
7
7.1
7.2
7.3
8
8.1
8.2
8.3
9
Übersicht
Einführung
Terminologie
Grenzdaten
Elektrische Eckdaten
Blockschaltbild
Mechanische Eckdaten
Schnittstellen
Overview ................................................................................ 7
Introduction ............................................................................ 8
Terminology ............................................................................ 8
Absolute maximum ratings .................................................... 8
Electrical parameters ............................................................. 9
Block diagram ...................................................................... 10
Mechanical parameters........................................................ 11
Interfaces......................................................................... 12
Leistungsanschlüsse
Steueranschluss
Power connectors ................................................................ 12
Control interface ................................................................... 13
Technische Eigenschaften
Technical characteristics................................................ 21
Aufbau des Gerätes
Interne Stromversorgungen
SoftSwing™ - Topologie
Regelungskonzept
Zuverlässigkeit
EMV – Betrachtungen
Structure of the device ......................................................... 21
Internal power supplies ........................................................ 22
SoftSwing™ - Topology........................................................ 23
Regulation concept............................................................... 24
Reliabilty ............................................................................... 25
EMC – considerations .......................................................... 28
Inbetriebnahme des Gerätes
Start-up the device .......................................................... 31
Anschluss des Gerätes
Bedienung des Gerätes
Programmieren der Firmware
Connecting the device.......................................................... 31
Operation of the device ........................................................ 32
Download the firmware ........................................................ 32
Messungen
Measurements.................................................................. 40
Wirkungsgrad – Diagramme
Temperaturmessungen
Dynamisches Regelverhalten
Garantie
Efficiency maps .................................................................... 40
Temperature measurements................................................. 42
Dynamic regulation behaviour.............................................. 44
Warranty .......................................................................... 45
2 / 45
1
Vor der Inbetriebnahme
Before operation
Geschätzter Kunde!
Dear Customer!
Mit dem BRUSA DC/DC-Wandler BDC412 haben Sie
ein sehr leistungsfähiges und vielseitiges Gerät erworben. 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
Nachschlagen aufzubewahren.
With the BRUSA DC/DC-Converter BDC412 you purchased a powerful and versatile product. To take advantage of its features and to avoid danger for man and
material please read the operating instructions carefully
before operating the unit. We recommend to keep the
user’s manual for later reference.
Änderungen an der Betriebsanleitung sind vorbehalten
und werden nicht angekündigt. Holen Sie sich bitte die
aktuelle
Version
von
unserer
Homepage:
www.brusa.biz.
Changes to the user’s manual are subject to further development of the device and won’t be announced.
Please download the latest version of this manual on:
www.brusa.biz.
3 / 45
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 höheren Gleichspannungen zu sehr gefährlichen und
lebensbedrohenden Situationen führen kann.
•
Please note that careless handling of high DC voltages can be very dangerous and lethal.
•
Das Gerät produziert Abwärme. Unvorsichtige Berührung
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.
4 / 45
Zu Ihrer Sicherheit
For your safety
•
Lassen Sie das Gerät durch einen Fachmann im
Fahrzeug installieren und in Betrieb nehmen.
•
Have the unit installed and made operational by a
skilled professional.
•
Öffnen Sie keinesfalls das Gerät ohne vorherige
Rücksprache mit dem Werk.
•
Do not open the unit without contacting the manufacturer before.
•
Stecken Sie niemals die Hochspannungsstecker
ein ohne vorher sicherzustellen, dass das Gerät
vom restlichen Hochspannungskreis getrennt ist
(z.B.: im Fahrzeug durch Schütze).
•
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).
•
Trennen Sie niemals die Hochspannungsstecker
vom Gerät ohne vorher sicherzustellen, dass keine
Hochspannung mehr anliegt.
•
Never disconnect the high voltage connectors before being sure that there is no high voltage on the
DC-link anymore.
•
Verwenden Sie einen Isolationswächter für die
Überwachung der galvanischen Trennung zwischen
Hoch- und Niederspannungskreis.
•
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
To prevent from damage of the device
•
Stellen Sie sicher, dass im Hochspannungskreis
Sicherungen oder Schütze verwendet werden, um
bei Fehlerzuständen wie High-Side Spannung <
Low-Side Spannung (z.B.: Kurzschluss der HighSide und Anschluss einer Batterie auf Low-Side)
Beschädigungen des Gerätes zu vermeiden.
•
Ensure that for the high voltage circuit fuses or contactors 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).
•
Sorgen Sie für ausreichende Kühlung des Gerätes.
Eine niedrige Kühlwassertemperatur kann die Lebensdauer beträchtlich erhöhen.
•
Ensure sufficient cooling of the device. A low temperature of the cooling water has a considerable
positive effect on the lifetime.
•
Vermeiden Sie den Betrieb nahe an Wärmequellen
oder in direkter Sonnenstrahlung.
•
Avoid operation of the device next to a heat source
or in direct sunlight.
•
Trotz des hohen IP-Schutzes empfehlen wir, das
Gerät soweit als möglich von Umwelteinflüssen wie
Regen oder Spritzwasser zu schützen.
•
Even though the high IP-protection we recommend
to not expose the unit to rain or splash water.
5 / 45
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
(Stecker 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
23-poliger Steuerstecker mit Krimpkontakten:
AMPSEAL Stecker: 776228-1
AMPSEAL Buchse: 770680-1
AMPSEAL Kontakte: 770854-1
Drahtdurchmesser: 0.5mm2
•
•
6 / 45
MC CombiTac low-side connector (plug and
socket) for wire size 25mm2
Cable gland SkinTop MS-M M32x1.5
23-pole control connector with crimp contacts:
AMPSEAL plug:
776228-1
AMPSEAL socket: 770680-1
AMPSEAL contacts: 770854-1
Wire size: 0.5mm2
4
Spezifikationen
Specifications
4.1
Übersicht
Overview
Steuerstecker
control connector
High-Side Leistungstecker
High-side power connector
Druckausgleichs - Membran
Pressure balance membrane
Low-Side Leistungstecker
Low-side power connector
Wasseranschlüsse
Cooling pipes
Befestigungslöcher
Mounting holes
7 / 45
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 SoftSwing™ - 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 leichten 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 extremely compact and lightweight.
4.3
Terminologie
Terminology
•
Hochspannung, Leistungsanschlüsse (HV):
High-Side (HS), Fuel Cell Circuit (FCC)
Low-Side (LS), Battery Circuit (BC)
•
High voltage, Power interface (HV):
High-side (HS), Fuel cell circuit (FCC)
Low-side (LS), Battery circuit (BC)
•
Niederspannung, Steueranschluss (LV):
Bordnetz (AUX)
•
Low voltage, Control interface (LV):
Auxiliary supply (AUX)
•
Maximale Spannung auf High-Side und Low-Side:
UHSmax, ULSmax = 450V
•
Maximum voltage on high-side and low-side:
VHSmax, VLSmax = 450V
•
Maximal zulässiges Verhältnis von Low-Side zu
High-Side:
(ULS/UHS)max = 95%
•
Maximum permissible relation between low-side
and high-side:
(VLS/VHS)max = 95%
•
Maximale Bordnetzspannung:
UAUXmax = 32V
•
Maximum auxiliary voltage:
VAUXmax = 32V
•
Maximale eingangseitige Kühlwassertemperatur:
Twater@inlet = 65°C
•
Maximum inlet cooling water temperature:
Twater@inlet = 65°C
•
Minimale Durchflussrate des Kühlwassers:
vwater = 4l/min
•
Minimum flow rate of cooling water:
vwater = 4l/min
•
Umgebungstemperaturbereich bei Betrieb:
TUmgebung = -25°C…+85°C
•
Operating ambient temperature range:
Tambient = -25°C…+85°C
•
Umgebungstemperaturbereich bei Nichtbetrieb:
TUmgebung = -40C…+105°C
•
Storage ambient temperature range:
Tambient = -40C…+105°C
4.4
Grenzdaten
Absolute maximum ratings
8 / 45
4.5
Elektrische Eckdaten
Electrical parameters
•
Spannungsbereich High-Side:
UHS = 125V - 425V
•
Voltage range high-side:
VHS = 125V - 425V
•
Spannungsbereich Low-Side (für einen kontrollierten Betrieb des Gerätes muss ULS < UHS sein):
ULS = 100V - 400V
•
Voltage range low-side (for a controllable operation
of the device it must be ULS < UHS):
VLS = 100V - 400V
•
Zulässiger Strombereich Low-Side:
ILS = ± 150A
•
Permissible current range low-side:
ILS = ± 150A
•
Bordnetzspannungsbereich
Kommunikation möglich):
UAUX = 7 - 32V
•
Auxiliary voltage range
communication possible):
UAUX = 7 - 32V
•
Wirkungsgrad (bei ILS > 20A):
η = 97 - 99%
•
Efficiency (at ILS > 20A):
η = 97 - 99%
•
Taktfrequenz Leistungsstufe:
f = 23,4375kHz
•
Switching frequency of power stage:
f = 23,4375kHz
•
Abtastrate
der
Hauptregelschleifen:
f = 46,875kHz
•
Sampling rate of main and limiting control loops:
(CAN
und
und
RS232-
Begrenzungs-
(CAN
and
RS232-
f = 46,875kHz
•
Maximale Regelabweichung der Regler:
± 1A, ± 2V
•
Maximum regulation deviation of regulators:
± 1A, ± 2V
•
Sprungantwort des Low-Side Stromreglers:
< 1ms
•
Step response of low-side current regulator:
< 1ms
•
Sprungantwort des High-Side Spannungsreglers:
< 10ms
•
Step response of high-side voltage regulator:
< 10ms
•
Spannungsrippel auf Hochspannungskreis (bei ILS >
20A):
< 2V
•
Voltage rippel on high voltage side (at ILS > 20A):
9 / 45
< 2V
4.6
Blockschaltbild
Block diagram
I_HS
+
I_LS
120uH
High-Side
+
500uF
34uF
Low-Side
.
_
_
PWM
Driver
U_HS
I_HS
Overcurrent
I_LS
_
CAN
Main command
+
_
Main
regulator
.
Controller Motherboard
U_LS
10 / 45
I_LS command
+
.
Fast current
controller
4.7
Mechanische Eckdaten
Mechanical parameters
•
Dimensionen (Länge x Breite x Höhe):
l x b x h = 333 x 195,5 x 110mm
•
Dimensions (length x width x height):
l x w x h = 333 x 195,5 x 110mm
•
Volumen (ohne Stecker):
V = 7,2l
•
Volume (without connectors):
V = 7,2l
•
Gewicht (ohne kundenseitige Stecker):
m = 10,25kg
•
Weight (without connectors on customer side):
m = 10,25kg
•
Gehäusedaten:
IP64
Aluminium
Wasserfeste Druckausgleichsmembran integriert
•
Housing characteristics:
IP64
Aluminum
Waterproof pressure balance integrated
70
16,5 43,5
110
30
O 18
168
155
333
379
433
11 / 45
5
195,5
185,5
65
70
9
5
Schnittstellen
Interfaces
5.1
Leistungsanschlüsse
Power connectors
1
3
4
2
Low-Side – Steckverbindung:
Nr.
Abk.
Funktion
No. Abbr. Function
1
LS+
Low-Side Plus
1
LS+
Low-side plus
2
LS-
Low-Side Minus
2
LS-
Low-side minus
3
SL1
Safety Line (Interlock)
3
SL1
4
NC
Nicht verwendet
4
NC
Not connected
5
SL2
5
SL2
5
High-Side – Steckverbindung:
2
5
4
1
Low-side – connector:
3
High-side - connector:
Nr.
Abk.
Funktion
No. Abbr. Function
1
HS+
High-Side Plus
1
HS+
High-side plus
2
HS-
High-Side Minus
2
HS-
High-side minus
3
SL1
3
SL1
4
NC
Nicht verwendet
4
NC
Not connected
5
SL2
5
SL2
Safety Line:
Safety Line:
•
•
Mittels dieser Funktion kann überprüft werden, ob
die Stecker ordnungsgemäss angeschlossen sind,
und davon abhängig können entsprechende Massnahmen ergriffen werden.
12 / 45
This feature allows to monitor if the connectors
are connected properly and hence appropriate actions can be taken.
5.2
Steueranschluss
Control interface
5.2.1
Übersicht
Overview
16
23
9
15
Steuerstecker (23-polig):
1
8
Control connector (23-pole):
Nr.
Abk.
Funktion
No. Abbr. Function
1
GND
Masse (Bordnetz Minus, Klemme 31)
1
GND
Ground (Auxiliary
clamp 31)
2
AUX
+12V (Bordnetz Plus, Klemme 30)
2
AUX
+12V (Auxiliary voltage plus, clamp 30)
3
EN
Enable (Power ON)
3
EN
Enable (Power ON)
4
DO0
Digitaler Ausgang 1 (programmierbar)
4
DO0
Digital Output 1 (programmable)
5
DO1
5
DO1
6
DO2
6
DO2
7
DO3
7
DO3
Digital Outpur 4 (programmable)
8
PG1
Analoge Masse (für Pins 21 – 23)
8
PG1
Analog Ground (for pins 21 – 23)
9
CNL
CAN Low
9
CNL
CAN low
10
CNH
CAN High
10
CNH
CAN high
11
TXD
RS232 Transmit (9-pol D-Sub: Pin 2)
11
TXD
RS232 Transmit (9-pole D-Sub: Pin 2)
12
RXD
RS232 Receive (9-pol D-Sub: Pin 3)
12
RXD
RS232 Receive (9-pole D-Sub: Pin 3)
13
PRO
Enable Firmware-Programmierung
13
PRO
Enable firmware download
14
PG2
Reserve-Masse
14
PG2
Reserve Ground
15
PG3
RS232 Masse
15
PG3
RS232 Ground (9-pole D-Sub: Pin 5)
16
DI0
Digitaler Eingang 1
16
DI0
Digital Input 1
17
DI1
Digitaler Eingang 2
17
DI1
Digital Input 2
18
DI2
Digitaler Eingang 3
18
DI2
Digital Input 3
19
SL1
Safety Line - Signaleinspeisung
19
SL1
Safety Line – Signal Input
20
SL2
Safety Line - Signaleinspeisung
20
SL2
Safety Line – Signal Input
21
AI1
Analoger Eingang 1 (programmierbar)
21
AI1
Analog Input 1 (programmable)
22
AI2
22
AI2
23
AI3
23
AI3
(9-pol D-Sub: Pin 5)
13 / 45
voltage
minus,
5.2.2
Beschreibung der einzelnen
Steuersteckerpins
Description of the control connector
pins
5.2.2.1 GND (Masse, Ground), Pin 1
Direkte Verbindung zur Masse der Steuereinheit.
•
Direct connection to control unit ground .
•
Nur kapazitiv mit dem Gehäuse verbunden.
•
Capacitive coupling to case only.
•
Bei Verdrahtung von BDC412-Steuersignalen mit
anderen Fahrzeug-Komponenten (z.B. Fahrantrieb,
Bordbatterie, Batteriemanagement, Brennstoffzelle)
muss hier die Fahrzeug-Masse angeschlossen werden.
•
If BDC412 control signals are connected to other
vehicle components (e.g. propulsion system, onboard battery, battery management system, fuel
cell) the vehicle’s ground must be connected to
this terminal.
•
Das Gerät kann auch über diesen Anschluss vom
Bordnetz versorgt werden. Wenn keine Hochspannung an den Leistungsanschlüssen anliegt, kann mit
EN = „High“ über CAN oder RS232 mit dem Gerät
kommuniziert werden. Wie im Schaltbild ersichtlich,
ist dann aber die 15V-Versorgung nicht gewährleistet, sodass das Gerät nicht vollständig betriebsbereit
ist (Strommessung nicht aktiv, Treiber und Endstufe
nicht aktiv). Folgende Funktionen sind bei ausschliesslicher Versorgung vom Bordnetz sichergestellt:
Senden und Empfangen von CAN-Informationen
Kommunikation über RS232 (MonitorProgramm)
Spannungs- und Temperaturmessung
•
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 supply is applied, following functions are available:
Eingangstrom I_AUX bei 12V-Bordnetzspannung:
EN = „L“: 112uA
EN = „H“: 236mA
•
5µF
1MΩ
Interne Beschaltung
Internal Circuit
GND (1)
•
Gehäuse/housing
5.2.2.2 AUX (Bordnetz, Auxiliary Supply),
Pin 2
Interne Beschaltung
Internal Circuit
220uH
Supply
from HV
Internal
Supply
HV
5V
6.8uF
750mA
30V
960nF
AUX (2) 100uH
15V
•
14 / 45
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
5.2.2.3 EN (Enable, Power ON), Pin 3
3,3V
EN (3)
220pF
10kΩ
By applying a voltage to AUX and by setting EN =
„high“ (+5V...32V) the device will be ready to operate. Reasonably this is realized by using a
switch in order to connect the enable-pin to the
auxiliary supply.
•
Wenn zusätzlich an den Leistungsanschlüssen
Hochspannung anliegt, ist das Gerät vollständig betriebsbereit und kann durch entsprechende CANBefehle eingeschaltet und betrieben werden.
•
If additionally high voltage is applied to the power
interface, the device is fully ready to operate and
can be turned on and operated by sending appropriate CAN-messages.
•
Ansonsten ist ein eingeschränkter Betrieb möglich
wie bei der Beschreibung des Pin AUX näher erklärt.
•
Otherwise a limited operation is possible as further explained in the description of pin AUX.
•
Um eine neue Firmware zu programmieren, ist es
nicht erforderlich, dass EN = „High“ ist.
•
In order to download a new firmware, EN does not
have to be „high”.
•
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.
•
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 operate when EN = „high“.
Schmitt
Trigger
22kΩ
47nF
•
1,0V
20.5kΩ
5V-Supply
Enable
Bei Anlegen einer Spannung an AUX und mit EN =
„High“ (+5V...32V) wird das Gerät in den betriebsbereiten Modus versetzt. Sinnvollerweise erfolgt dies
durch eine Verbindung des Enable-Pins über einen
Schalter mit dem Bordnetz.
5V
6.9kΩ
Interne Beschaltung
Internal Circuit
•
15 / 45
5.2.2.4 DO0 – DO3 (Digitale Ausgänge, Digital Outputs), Pins 3 - 7
Interne Beschaltung
Internal Circuit
Alle vier digitalen Ausgänge weisen folgende Sicherheitsmerkmale auf:
Kurzschlussfestigkeit (Imax = 700mA).
Abschaltung bei zu hoher Temperatur aufgrund
von Überbelastung.
Erkennung einer offenen Last (durch Stromquelle).
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 Abschaltung bei den restlichen Ausgängen aufgrund zu
hoher Temperatur führt.
•
In case of such a failure at one of the outputs 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.
•
Die Ausgänge können mit Frequenzen bis zu 1kHz
betrieben werden.
•
All outputs can be driven with a frequency up to
1kHz.
•
Zur Vereinfachung der externen Verdrahtung stehen
drei zusätzliche Masse-Anschlüsse zur Verfügung.
Diese sind über je eine PTC-Sicherung mit der Versorgungs-Masse GND verbunden.
•
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.
•
Folgende Zuordnung wird vorgeschlagen:
•
Following pin assignment is suggested:
100kΩ
0.02Ω
•
5.2.2.5 PG1 – PG3 (Analoge Masse, Analog
Ground), Pins 8, 14, 15
1µF
PG1 – PG3 (8, 14, 15)
300mA
Interne Beschaltung
Internal Circuit
•
AUX
I0sink
10nF
DO0 - DO3 (4 - 7)
Mit diesen vier programmierbaren digitalen Ausgängen können niederfrequente Anwendungen realisiert
werden:
Ansteuerung von LEDs für Statusfunktionen
(z.B. Unter- bzw. Überspannung, Überschreitung
einer Stromgrenze, Temperatur-Derating,...).
Ansteuerung von anderen externen Komponenten (PWM für Anzeigeinstrumente, Relais, kleine
Lüfter,...).
•
With these four programmable digital outputs low
frequency applications can be realized:
Drive LEDs for status functions (e.g.: underor 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 failures and providing of fault signal (e.g.: feedback to the processor).
Nr.
Abk.
Funktion
Nr.
Abbr. Function
8
PG1
Analoge Masse (für Pins 21 - 23)
8
PG1
Analog Ground (for pins 21 - 23)
14
PG2
Reserve Masse
14
PG2
Reserve Ground
15
PG3
RS232 - Masse (9-pol D-Sub: Pin 5)
15
PG3
RS232 Ground (9-pol D-Sub: Pin 5)
16 / 45
5.2.2.6 CNH, CNL (CAN-Bus, CAN-Interface),
Pins 9, 10
Interne Beschaltung
Internal Circuit
33V
120Ω
51uH
33V
CNL (9)
47pF
51uH
47pF
CNH (10)
CAN-Transeiver
and galvanic
insulation
Termination
resistor is
optional
5.2.2.7 TXD, RXD (RS232-Schnittstelle,
RS232-Interface), Pins 11, 12
Interne Beschaltung
Internal Circuit
RS232Transeiver
TXD (11)
200Ω
RXD (12)
470pF
470pF
10V
15V
470pF
470pF
200Ω
Die CAN-Schnittstelle weist folgende Eigenschaften
auf:
The CAN interface has following characteristics:
•
CAN 2.0 B, 500 kHz
•
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.
•
Galvanic insulation from ground and all other control signals in order to avoid interferences caused
by ground offset voltages.
•
Der 120Ω Abschlusswiderstand kann optional bestückt werden.
•
The 120Ω termination resistor can be mounted
optionally.
•
Über die CAN-Schnittstelle können Informationen
gemäss der vom Kunden festgelegten CAN-Matrix
gesendet und empfangen werden.
•
The CAN interface allows to transmit and receive
messages according to the CAN-matrix defined by
the customer.
•
Das RS232-Interface ermöglicht eine direkte serielle
Verbindung zwischen dem BDC412 und einem Computer. Die dafür notwendige Software kann von der
Homepage www.brusa.biz heruntergeladen werden.
Folgende Funktionen werden unterstützt:
Anzeige der Momentanwerte von Strom, Spannung,
Leistung
und
Temperatur
(Monitorprogramm).
Programmieren der von BRUSA AG mitgelieferten oder nachgereichten Firmware (durch Setzen von PRO = „High“). Für weitere Informationen zum Programmieren kontaktieren Sie bitte
direkt BRUSA AG.
Belegung der 9-poligen D-Sub Kabelbuchse:
•
The RS232 interface provides a direct serial connection 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).
TXD (11)
Download the firmware provided by BRUSA
AG (by setting PRO = “high”). For further information regarding the download please contact directly BRUSA AG.
Pin assignment of the 9-pole D-sub socket:
TXD (11)
RXD (12)
2
3
PG3 (15)
5
17 / 45
9-polige D-Sub
Kabelbuchse
RXD (12)
2
3
PG3 (15)
5
9 pin D-Sub
connector, female
5.2.2.8 PRO (Enable FirmwareProgrammierung, Enable firmware
download), Pin 13
Interne Beschaltung
Internal Circuit
•
Dieser Anschluss wird ausschliesslich für das Programmieren einer neuen Firmware aktiviert (PRO =
„High“), wobei dann EN nicht „High“ sein muss.
•
This pin is exclusively activated (PRO = „high“) to
download a new firmware, whereas EN does not
have to be „high”.
•
Sowohl bei Versorgung von HV als auch vom Bordnetz löst PRO = „High“ folgende Vorgänge aus:
•
PRO = „high” causes the following actions regardless of supplying the device from HV or auxiliary
supply:
If the device is in operation, it will be shut
down.
The device is then ready to be programmed
via the serial interface.
5V
Falls das Gerät im Betrieb ist, wird dieser gestoppt.
Das Gerät ist dann empfangsbereit und kann
über die serielle Schnittstelle programmiert werden.
3,3V
PRO (13)
220pF
10kΩ
10kΩ
5VSupply
Enable
1,0V
Schmitt
Trigger
•
Das Programmieren einer neuen Firmware darf nur
in Absprache mit BRUSA AG durchgeführt werden.
Die Firmware wird dann allenfalls per Email zur zugestellt.
•
The download of a new firmware may only be
done with agreement of BRUSA AG. A new firmware can be provided by email then.
•
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:
22kΩ
47nF
22kΩ
5.2.2.9 DI0 – DI2 (Digitale Eingänge, Digital
Inputs), Pins 16 – 18
Interne Beschaltung
Internal Circuit
5V
3,3V
DI0 – DI2 (16 - 18)
220pF
10kΩ
10nF
22kΩ
1,0V
Schmitt
Trigger
18 / 45
DI0: Energy flow to the left (up-mode)
DI1: Energy flow to the right (down-mode)
DI2: Voltage or current regulation mode
5.2.2.10 SL1, SL2 (Safety Line, Interlock),
Pins 19, 20
Interne Beschaltung
Internal Circuit
SL1 (19)
•
Die Safety Line oder Interlock-Verbindung ist eine sicherheitsrelevante Funktion, die durch ein übergeordnetes System (Bsp.: Fahrzeugsystem) ausgewertet werden kann. Die Interlock-Verbindung ist durch
alle nach aussen führenden Steckverbindungen des
Gerätes geschleift (Brücke in Leistungssteckern) und
erlaubt so die Überprüfung, ob alle Stecker ordnungsgemäss angeschlossen sind.
•
The safety line or interlock-connection is a safety
relevant function, which can be processed by a
superior system (e.g.: vehicle system). The interlock-connection is looped through all outside leading connectors (bridge in power connectors) and
allows therefore to survey, if all connectors are
connected properly to the device.
•
Die Safety Line ist für einen Strom bis 100mA ausgelegt.
•
The safety line is designed for a current up to
100mA.
•
Das Interlock-Signal wird bei Pin 19 bzw. 20 eingespeist (Stromquelle), wobei die Polarität keine Rolle
spielt.
•
The interlock-signal input is at pin 19 resp. 20
(current source), whereas the polarity does not
have to be considered.
•
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).
•
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).
•
Als Konsequenz sollte der Betrieb gestoppt und das
Gerät abgeschaltet werden. Zusätzlich sollten die externen Schütze geöffnet und der Hochspannungskreis entladen werden.
•
As a consequence the operation should be
stopped and the device should be shut down. Additionally the external contactors should be
opened in order to discharge the high-voltage circuit.
High-Side power
connector
SL1 (3)
SL2 (5)
SL2 (5)
SL2 (20)
10nF
10nF
SL1 (3)
Low-Side power
connector
19 / 45
5.2.2.11 AI1 – AI3 (Analoge Eingänge, Analog
Inputs), Pins 21 – 23
Mit diesen drei analogen Eingängen können jeweils
zwei unterschiedliche Funktionen realisiert werden:
1mA – Stromquelle für externes 5kΩ Potentiometer
33kΩ Pull-up – Widerstand für externen 33kΩ
NTC-Temperatursensor.
•
With each of these three analog inputs two different functions can be realized:
1mA – current source for an external 5kΩ potentiometer
33kΩ Pull-up – resistor for external 33kΩ
NTC-temperature sensor.
•
Jeder der drei analogen Eingänge kann individuell
gemäss Kundenanforderung programmiert werden.
Bei der Einstellung aller drei Eingänge als Stromquelle können z.B. folgende Funktionen realisiert werden:
•
Each of these three analog inputs can be programmed individually according to the customer’s
requirements. If all three inputs are configured as
current source, the following functions can be realized:
AI1: Voltage regulation high-side
AI2: Current limit buck-mode
AI3: Current limit boost-mode
•
If the inputs are configured for temperature measurement (Tmin = 25°C) of external components, the
following configuration is proposed:
AI1: Battery temperature
AI2: Cooling water temperature
AI3: Reserve
5V
Analog
Multiplexer
150Ω
5V
33kΩ
AI1 – AI3 (21 - 23)
I = 1mA
Interne Beschaltung
Internal Circuitp
•
Analog
Multiplexer
AI1: Spannungsregelung High-Side
AI2: Stromlimit Buck-Mode
AI3: Stromlimit Boost-Mode
10nF
10nF
22kΩ
•
Bei der Einstellung zur Temperaturmessung (Tmin =
25°C) von externen Komponenten ist z.B. folgende
Konfiguration möglich:
AI1: Batterietemperatur
AI2: Kühlwassertemperatur
AI3: Reserve
20 / 45
6
Technische Eigenschaften
Technical characteristics
Y-Filter BDC412-YFLT-A
HS-Power connector
6.1
Aufbau des Gerätes
Structure of the device
X-Filter BDC412-XFLT-A
Powerprint BDC412-POW-A
X16
X15
Housing
HS+
HS+
Filter L
X5
X6
Interlock
Common
mode L
X1
Interlock
HS-
4.7uH
X6
X15
HS-
Housing
X14
X4
2
1
HS+
X4
Commuting
X3
C1
X16
1
2
500uF/450V
4.7uH
X2
X7
X5
Filter L
LS+ 4.7uH
X13
12uH
Wire
X4
X1
2
1
X9
X21
1
2
1
2
T NTC
Jumper
X2
X11
X12
X13
X14
X1
X1H
X2H
X1L
X2L
X18
X17
NTC
Wire
X19
X20
X11
XM1
XM2
XF3B
X12
XF1
Mainboard UCM2-A
Mainchoke
T
Controllerprint SHC1-C
X8
2
1
XM2
X10
Wire
XM3
X1
X9
120uH
X10
X7
XM1
23-pole control connector
X2
X8
Housing
LS-Power connector
X1
X6
Common
mode L
X3
Interlock
23
22
21
20
19
18
17
16
15
14
13
12
11
10
9
8
7
6
5
4
3
2
1
X5
LS- 4.7uH
Interlock
LS+
choke
Wire
X3
Housing
LS-
Wire
12uH
Wire
Driver AMC4-TRE-C
•
Das Bild oben zeigt den groben Aufbau des Gerätes
und soll vor allem die internen Schnittstellen darstellen. Ein grüner Block symbolisiert jeweils eine Leiterplatte:
X- und Y-Filter
Powerprint und Treiber
Mainboard und Controllerprint
•
The picture above shows the structure of the device and especially its internal interfaces. Each of
the green blocks symbolizes a printed circuit
board:
X- and Y-filter
Powerprint and Driver
Mainboard & Controllerprint
•
Verbindungen, die durch einen Bus (fette Linie) verdeutlicht werden, sind durch Steckkontakte realisiert.
Die Anzahl der Steckkontakte ist auf ein notwendiges
Minimum begrenzt, um die Zuverlässigkeit des Gerätes zu erhöhen.
•
Connections, which are made by a bus (thick line),
are realized by plugged connectors. The amount
of them is restricted to a necessary minimum in
order to increase reliability.
•
Die restlichen Verbindungen stellen mechanische
Verbindungen dar (z.B.: Würth-Kontakte, Stromschienen,...).
•
The other connections are mechanical connections (e.g.: Würth-contacts, current bars,…).
21 / 45
6.2
Interne Stromversorgungen
Internal power supplies
I_HS
•
Für die vollständige Betriebsbereitschaft des Gerätes
ist die Versorgung mit Hochspannung notwendig. Nur
dann ist nämlich die Versorgung des Treibers und
der Strommessmodule gewährleistet. Wie im Bild unten ersichtlich ist, kann die Hochspannung auch auf
der Low-Side angelegt werden, da die High-Side
über die Dioden der IGBTs aufgeladen wird.
Die 15V-Versorgung (HV-active) ist ab einer
Spannung von UHS > 95V gewährleistet.
Wenn UHS < 30V beträgt, ist sichergestellt, dass
die 15V-Versorgung abgeschaltet ist.
•
For the complete ready status of the device high
voltage has to be applied. Only then the driver and
the current measurement modules will be active.
As can be seen in the picture below the high voltage can also be applied on the low-side, since the
high-side can be preloaded by the diodes of the
IGBTs.
The 15V-supply (HV-active) is ensured as
soon as VHS > 95V.
When VHS < 30V, it’s ensured the 15V-supply
is shut down.
•
Die 5V-Schaltkreise (Spannungsmessung, CANoder RS232-Kommunikation,...) sind aktiv, wenn
Hochspannung (UHS > 95V) oder Bordnetzspannung anliegt und
EN (Enable) = „High“ gesetzt wird.
•
The 5V-circuits (voltage measurement, CAN- or
RS232-communication,…) are active, if
High voltage (VHS > 95V) or auxiliary voltage
is applied and
EN (Enable) = “high”.
•
Der Hochspannungskreis ist vom Niederspannungskreis komplett mit einer Spannungsfestigkeit von 2kV
galvanisch getrennt (auch die Strommessungen).
•
The high voltage circuit is completely galvanically
insulated from the low voltage circuit with an insulation voltage of 2kV (the current measurements
as well).
+
I_LS
120uH
High-Side
+
500uF
Low-Side
34uF
.
_
_
HV
Voltage measurement units
DC
DC
HV-active
15V
Enable
Driver
12-Bit
AC
DC
DC
AC
DC
AC
DC
5V
DC
AUX
+17V
-12V
10-Bit
12-Bit
10-Bit
CAN
Logic unit
& controller
Control interface
Temperature
logic unit
measurement
Conroller & Motherboard
22 / 45
SoftSwing™ - Topologie
SoftSwing™ - Topology
6.3
•
Die SoftSwing™ - Topologie besteht grundsätzlich
aus dem Kommutierungstrafo, jeweils einem Vorschalter (VH1, VL1), der für die Kommutierung verwendet wird, und jeweils 5 Hauptschaltern (VH2 –
VH6, VL2 – VL6), die den eigentlichen Laststrom führen.
•
The SoftSwing™ - Topology consists basically of
the commuting transformer, one pre-switch (VH1,
VL1), which is used for the commuting process,
and 5 main-switches (VH2 – VH6, VL2 – VL6),
which lead the actual load current.
•
Durch die Verwendung des Vorschalterkonzepts
können die Hauptschalter strom- und spannungslos
eingeschaltet werden.
•
By using the pre-switch concept the main switches
can be switched on with zero-current and zerovoltage.
•
Der Vorschalter kann durch die ausgeprägte Streuinduktivität des Kommutierungstrafos verlustfrei eingeschaltet und bedingt durch die transformatorische
Kommutierung nahezu stromlos ausgeschaltet werden.
•
The pre-switch can be switched on with zerocurrent due to the distinctive stray inductance of
the commuting transformer. Because of the transformative commuting it can also switched off with
nearly zero-current.
•
Ein weiterer Vorteil dieser Topologie besteht darin,
dass die Vorschalter nur den halben Laststrom kommutieren müssen, da die beiden Induktivitäten Ls/2
miteinander gekoppelt sind. Dadurch beginnt beim
Einschalten eines Vorschalters auch im anderen Vorschalter durch die Diode ein Strom zu fliessen.
•
A further advantage of this topology is, that the
pre-switches only have to commutate half of the
load current since the inductances Ls/2 are coupled to each other. Hence, when one pre-switch is
closed a current also begins to flow in the other
pre-switch through the diode.
•
Die Ausschaltzeit der Hauptschalter kann auf ein vernünftiges Minimum reduziert werden, indem die Kondensatoren Cb/2 den Strom übernehmen und so den
Spannungsanstieg verlangsamen.
•
The switch-off time of the main-switches can be
reduced to a reasonable amount, because the capacitors Cb/2 commutate the current and therefore slow down the voltage rise.
Sequenz eines Schaltvorgangs
Sequence of one switching cycle
3UZ/2
DC-link
voltage
UZ
UDS inactive
pre-switch
Current
active switch
UZ/2
Current
passive switch
t0
t1
t2
UDS active
preswitch
Bridge
current
Magnetizing
current
t3 trelease
t4
Demagnetizing circuit
+
LS/2 D1
VH1
D2
VH2 - VH6
Cb/2
500uF
120uH
High-Side
+
LS/2
VL1
VL2 - VL6
Cb/2
Low-Side
.
_
23 / 45
_
6.4
Regelungskonzept
Regulation concept
•
•
Das Bild unten zeigt den wesentlichen Aufbau der
Reglerstruktur. Grundsätzlich besteht die Regelung
aus einem Haupt- oder übergeordneten Regler mit
einem unterlagerten schnellen Stromregler.
Die Hauptregelgrösse ist standardmässig die
High-Side – Spannung UHS, wobei auch andere
Grössen auf Kundenanfrage als Hauptregler
implementiert werden können. Prinzipiell können
auch mehrere Hauptregler integriert werden, von
denen jeweils einer aktiviert werden kann (z.B.:
über CAN).
Der schnelle Stromregler regelt den Hauptdrosselstrom und stellt diesen direkt über das Tastverhältnis der Schalter ein. Im Vergleich dazu
verwenden alle anderen Regler den ILS – Sollwert als Stellgrösse.
•
Zusätzlich werden mehrere Begrenzungsregler berücksichtigt, wobei diese je nach Regelmodus unterschiedlich wirken:
Der begrenzend arbeitende Spannungsregler
ULS verhindert abhängig von der Stromrichtung
(diese wird positiv berücksichtigt, wenn sich der
Energiefluss von der High-Side zur Low-Side
einstellt) ein Überladen bzw. Tiefentladen einer
eventuell angeschlossenen Batterie.
•
The picture below shows the fundamental regulation structure. Basically the regulation is realized
by a main or superior regulator with a subordinated fast current controller.
The main regulation value is usually the highside voltage UHS but other values can also be
used for the main regulator upon customer
request. Basically it is also possible to integrate several main regulators, whereas each
of them can be activated (e.g.: by CAN).
The fast current controller regulates the main
choke current and set its value directly by the
duty cycle of the switches. All the other regulators use the ILS – demand value as set
value.
Additionally various limiting regulators are implemented, whereas their influence is different depending on the regulation mode:
The limiting voltage regulator ULS avoids
overcharging or deep discharge of an possibly connected battery depending from the
current flow (which is considered positive, if
the energy flow goes from high-side to lowside).
Reglerstruktur
Regulation structure
UHS measured
value
UHS set
value
IHS - Limiter:
ILS - Limiter:
ULS < ULS max
IHS < IHS max
ILS demand < ILS max
ILS measured
value
ILS demand > 0
+
ULS - Limiter:
UHS Regulator
24 / 45
-
ILS demand < 0
+
ULS - Limiter:
IHS - Limiter:
ILS - Limiter:
ULS > ULS min
IHS > IHS min
ILS demand > ILS min
ILS Fast
current
controller
PWMOutput
6.5
Zuverlässigkeit
Reliabilty
6.5.1
Überlastschutz - Derating
Overload protection – derating
•
Bei Überlastung des Gerätes wird automatisch der
maximal mögliche Strom zurückregelt. Für diese
Funktion werden folgende Temperaturen erfasst und
ausgewertet:
Vorschalter Low-Side
Hauptschalter Low-Side (1 von 5)
Vorschalter High-Side
Hauptschalter High-Side (1 von 5)
Hauptdrosselwicklung
Filterdrosselwicklung Low-Side
•
In case of overloading the device the maximum
possible current is automatically derated. For this
function the following temperatures are measured
and processed:
Pre-switch low-side
Main-switch low-side (1 of 5)
Pre-switch high-side
Main-switch high-side (1 of 5)
Main choke winding
Filter choke winding low-side
•
Aufgrund der unterschiedlichen thermischen Kapazitäten wird die Temperatur der Schalter anders ausgewertet, als jene der Haupt- und Filterdrossel. Für
die Rückregelung ist jeweils die höchste Temperatur
der Schalter bzw. der Drosseln massgeblich.
•
Due to the different thermal capacity the temperature of the switches is processed differently from
the temperature of the chokes. For each deratingfunction the maximum temperature is decisive.
•
Zusätzlich zur Rückregelung auf Basis der erfassten
Absoluttemperaturen der verschiedenen Komponenten ist eine sogenannte „dynamische“ Rückregelung
implementiert. Diese berücksichtigt den Temperaturanstieg der Schalter innerhalb einer bestimmten Zeit
und korrigiert den Messfehler augrund der nicht idealen Kopplung zwischen IGBT und Messelement. So
wird eine weitere Erhöhung der Eigensicherheit des
Gerätes erreicht, weil auch bei Ausfallen der Kühlung
rechtzeitig zurückgeregelt wird.
Bei einem Temperaturanstieg von 1°C/1s werden 24°C zur Absoluttemperatur des heissesten
Schalters addiert.
•
Additionally to the derating based on the measured absolute temperatures of the various components a so called “dynamic” derating is implemented. It considers the temperature rise within a
certain time and compensates the measurement
failure due to the non-ideal coupling between
IGBT and measurement element. Hence, the intrinsic safety of the device is further improved, because the derating also works fast enough in case
of a break-down of the cooling.
When the temperature rises 1°C/1s, 24°C are
added to the maximum measured absolute
temperature.
Rückregelung aufgrund Schaltertemperatur
Derating due to switch temperature
ILSmax/A
150
-3,3A/°C
79,5
125
T/°C
Rückregelung aufgrund Drosseltemperatur
Derating due to choke temperature
ILSmax/A
150
-6,6A/°C
122,3
145
T/°C
25 / 45
6.5.2
Kurzschlussschutz
Short circuit protection
•
Sowohl bei Vor- als auch Hauptschalter werden zu
hohe Ströme detektiert und führen zu einem Abschalten der Endstufe.
Die Kurzschlusserkennung des Vorschalters erfolgt nach einer definierten Zeit, nach der die
Kommutierung ohnehin abgeschlossen sein
muss. Durch die Streuinduktivität des Kommutierungstrafos ist der Strom durch den Vorschalter
während dieser Zeit begrenzt.
Eine Überlastung der Hauptschalter wird über
den Spannungsabfall im leitenden Zustand erkannt.
•
Exceeding currents through the pre-switch can be
detected as well as through the main-switch and
lead therefore to a shut-down of the power stage.
The short-circuit detection for the pre-switch
occurs after a certain time, after which the
commuting process has to be finished. The
current through the pre-switch is limited within
this time due to the stray inductance of the
commuting transformer.
An overload of the main-switches is detected
by the voltage drop in the conducting state.
•
Falls ein Kurzschluss erkannt wird, schaltet die Leistungsstufe für 50ms ab, um danach wieder einzuschalten (Toleranz gegenüber Störungen).
•
If a short-circuit is detected, the power stage is
shut down for 50ms but then switches on again
(tolerance against disturbances).
•
Erst nach 16 Kurzschlusspulsen während 2s (minimal 800ms) wird dauerhaft abgeschaltet. Das Gerät
ist dann erst nach einem Reset wieder betriebsbereit.
•
After 16 short-circuit pulses during 2s (minimum
800ms) the device is shut down permanently. A
reset is then necessary before it is ready to operate again.
The device can be reset by setting the pin
PRO = “high” or disconnecting HV and the
auxiliary voltage.
•
The short-circuit detection only works if the device
is operated within its specification (ULS < UHS).
Ein Reset kann entweder durch Setzen des Pins
PRO = „High“ oder Wegschalten von HV und der
Bordnetzspannung durchgeführt werden.
•
Die Kurzschlusserkennung funktioniert nur bei Betrieb des Gerätes gemäss den Spezifikationen (ULS <
UHS).
Es kann also nur ein Kurzschluss auf der LowSide erkannt werden.
Ein Kurzschluss auf der High-Side hätte einen
nicht limitierten Strom durch die Dioden der
IGBTs und damit eine Beschädigung des Gerätes zur Folge.
26 / 45
Hence, a short-circuit can only be detected on
the low-side.
A short circuit on the high-side would mean a
non-limited current through the diodes of the
IGBTs and as a consequence the damage of
the device.
6.5.3
6.5.4
Redundante Spannungsmessung
Redundant voltage measurement
Überspannungs-Abschaltung
Overvoltage shut-down
•
Die High- und Low-Side – Spannung wird jeweils
doppelt von zwei unabhängigen Spannungsmessungen erfasst.
•
High- and low-side voltage are measured twice by
independent voltage measurement units.
•
Bei einer Abweichung der zwei zugehörigen Messwerte von > 15V während 10ms wird das Gerät dauerhaft abgeschaltet und kann nur durch einen Reset
wieder aktiviert werden.
•
If the two relevant measured values differ from
each other by > 15V during 10ms the device is
shut down permanently and can only be reactivated by a reset.
•
Falls innerhalb der 10ms die Abweichung < 14V ist,
wird der 10ms – Zähler erneut gestartet.
•
If the deviation during the 10ms is < 14V, the
10ms – counter is reset.
•
Wenn die High-Side – Spannung 440V übersteigt,
wird die Leistungsstufe innerhalb von maximal 22µs
für eine Mindestdauer von 50ms abgeschaltet und
nur dann wieder aktiviert, wenn UHS < 435V ist.
•
If the high-side voltage exceeds 440V, the power
stage is shut down within a maximum time of 22µs
for a minimum duration of 50ms and only reactivated if VHS < 435V.
•
Da diese Überprüfung in der schnellsten Routine
durchgeführt wird, beträgt die Spannungsüberhöhung
bei einem abrupten Lastabwurf von 150A selbst ohne
externe Kapazitäten < 10V.
•
Because this check is implemented in the fastest
routine, the voltage overshoot in case of a load
dump of 150A is always < 10V.
•
Die Low-Side – Spannung wird in der langsamen
Routine mit einer Abtastrate von 244Hz überprüft, da
normalerweise auf der Low-Side eine Batterie angeschlossen wird.
•
The low-side voltage is checked in the slow routine with a sampling rate of 244Hz because usually a battery is connected on the low-side.
6.5.5
Unterspannungs-Abschaltung
Undervoltage shut-down
•
Die Unterspannungserkennung schaltet die Leistungsstufe bei UHS oder ULS < 95V ab und bei UHS >
98V wieder ein. Da der Low-Side – Begrenzungsregler minimal bei einer Spannung von ULSmin = 100V aktiv wird und daher die High-Side Spannung schliesslich bis auf die Low-Side Spannung zurückregelt,
kann Unterspannung auch auf der High-Side erkannt
werden.
•
The undervoltage detection shuts down the power
stage at ULS or UHS < 95V and switches on again
at UHS > 98V. Because the low-side limiting regulator gets active at a minimum value of ULSmin =
100V and therefore finally regulates the high-side
voltage down to the low-side voltage, undervoltage can be detected on the high-side as well.
6.5.6
Interlock – Safety Line
Interlock – Safety Line
•
Mittels dieser Funktion kann durch ein übergeordnetes System überprüft werden, ob die Stecker ordnungsgemäss angeschlossen sind, und davon abhängig können entsprechende Massnahmen (z.B.:
Abschalten des Gerätes) ergriffen werden.
•
This feature allows a superior system to monitor if
the connectors are connected properly and hence
appropriate actions (e.g.: shut down of device)
can be taken.
6.5.7
HV – Automatische Entladung
HV – Automatic discharge
•
Wenn das Gerät von der Hochspannung getrennt
wird, entlädt sich der interne HV-Teil innerhalb maximal 1min auf UHS < 50V.
•
If the device is disconnected from the high voltage, the internal HV-circuit is discharged within a
maximum time of 1min to UHS < 50V.
27 / 45
6.6
EMV – Betrachtungen
EMC – considerations
6.6.1
Topologievorteile
Advantages of the topology
•
Die Leistungsstufe basiert auf der resonant schaltenden SoftSwing™ - Topologie. Die Kommutierung des
Brückenpunktes erfolgt sanft durch die Ausnützung
einer LC – Schwingung innerhalb von ungefähr
600ns. Aufgrund der wesentlich langsameren Flanken von Strom und Spannung können die EMV – Störungen im Vergleich zu hartschaltenden Topologien
um ein erhebliches Mass reduziert werden.
•
The power stage is based upon the resonant
switching SoftSwing™ - topology. The commuting
of the bridge-point occurs smoothly by utilizing a
LC – oscillation within about 600ns. Due to the
significant slower slopes of current and voltage
the EMC – interferences are considerably reduced
compared to hard-switching topologies.
6.6.2
LV – Filterkonzept
LV – filter concept
•
Um eine bestmögliche Dämpfung der leitungsgebundenen Störungen zu erreichen, sind alle Pins des
Steuersteckers durch SMD-Kondensatoren auf GND
gefiltert. GND ist wiederum sehr niederimpedant mit
dem Gehäuse verbunden. Auf diese Weise kann ein
Übersprechen von Gleichtaktstörungen von einem
Pin auf andere weitgehend unterdrückt werden.
•
In order to obtain a best possible attenuation of
conducted interferences all pins of the control
connector are filtered by SMD-capacitors to GND.
GND itself is connected to the housing with a very
low impedance. Hence the cross talk of common
mode interferences can be suppressed extensively.
•
AUX ist zusätzlich mit einem X-Filter versehen. Ausserdem ist der Pin durch eine flinke PTC-Sicherung
und einer 30V-Suppressordiode gegenüber Surgeund Burst-Störungen geschützt.
•
AUX is additionally provided with a X-filter. Furthermore this pin is protected against surge- and
burst disturbances with a fast ptc-fuse and a 30Vsuppressor diode.
•
Die CAN – Schnittstelle ist durch eine spezielle
Drossel gegenüber Gleichtaktstörungen gefiltert.
•
The CAN – interface is filtered by a special choke
against common mode interferences.
•
Alle Pins des Steuersteckers sind gegen luft- oder
kontaktentladene ESD – Störungen geschützt. Bei
der CAN- und RS232 – Schnittstelle erfolgt dies
durch spezielle ESD – Dioden.
•
All pins of the control connector are protected
against air- or contact-discharged ESD - disturbances. The CAN- and RS232 – interface are
therefore equipped with special ESD – diodes.
•
Für die Unterdrückung von hochfrequenten Gleichtaktstörungen sind alle Pins durch einen Ferritkern
geführt.
•
In order to suppress high frequent common mode
interferences all pins are conducted through a ferrite core.
•
Weitere Details zur Beschaltung der Steuersteckerpins siehe unter 5.2 Steueranschluss.
•
Refer to 5.2 Control interface for further details
regarding the circuitry of the control connector.
28 / 45
6.6.3
HV – Filterkonzept
HV – filter concept
+
100nH
4.7uH
4.4uH
0.16 Ohm
200nH
12uH
I_HS
30nF+3.3nF
30nF
0.47 Ohm
33uF
I_LS
120uH
High-Side
34uF
12uH
15uH
200nH
4.7uH
30nF
34uF
200nH
100nH
30nF+3.3nF
Low-Side
34uF
.
_
200nH
4.7uH
4.7uH
34uF
I_HS
Overcurrent
I_LS
_
CAN
Main command
+
100nH
30nF+3.3nF
PWM
Driver
U_HS
+
30nF+3.3nF
1nF
_
100nH
500uF
U_LS
_
Main
regulator
I_LS command
+
.
Fast current
controller
.
Controller Motherboard
•
Die rot und orange dargestellten Schaltungsteile sind
Bestandteil des HV-Filterkonzepts, sind aber für die
prinzipielle Funktion des Gerätes nicht notwendig.
•
The red and orange shown components are part
of the HV-filter concept, but are basically not necessary for the principle function of the device.
•
Gleichtaktstörungen werden grundsätzlich durch das
vorgesehene Gleichtaktfilter unterdrückt. Da dieses
aber eine untere Grenzfrequenz von 300kHz hat,
werden niederfrequentere Störungen durch eine zusätzliche EMV-Wicklung auf der Hauptdrossel kompensiert.
•
Common mode interferences are basically suppressed by the designated common mode filter.
However, since this filter has a lower cut-off frequency of 300kHz, low frequent interferences are
compensated by an additional EMC-winding on
the main choke.
•
Um auch hochfrequente Störungen filtern zu können,
wirken parallel zu den bedrahteten Y-Kondensatoren
sehr niederinduktive SMD-Kondensatoren. Auch die
Drosseln werden bei hohen Frequenzen durch zusätzliche hochstromfähige Ferritkerne unterstützt
(50nH, 200nH).
•
In order to filter high frequent interferences as
well, very low inductive SMD-capacitors are connected in parallel to the through-hole Y-capacitors.
Also the chokes are supported at high frequencies
by additional high-current capable ferrite cores
(50nH, 200nH).
•
Die orange gezeichneten Schaltungsteile dienen zur
Dämpfung von Schwingungen im X-Filter, die durch
Lastsprünge verursacht werden.
•
The orange drawn components are used to attenuate oscillations in the X-Filter, which are
caused by load steps.
29 / 45
6.6.4
Taktfrequenzen
Clock frequencies
•
Die im Gerät vorkommenden taktenden Schaltungsteile weisen verschiedene Frequenzen auf:
•
The clocked circuitries inside the device work with
various frequencies:
•
Quarz – Oszillator:
6,00MHz
•
Quartz – oscillator:
6,00MHz
•
Microcontroller Hitachi HD64F7045FI28:
24,00MHz (4 x fQuarz)
•
Microcontroller Hitachi HD64F7045FI28:
24,00MHz (4 x fquartz)
•
Leistungsstufe (fµC / 1024):
23,4375kHz
•
Power stage (fµC / 1024):
23,4375kHz
•
Versorgung HV → 15VDC:
100kHz
•
Supply HV → 15VDC:
100kHz
•
Versorgung 15VDC → 5VDC:
95kHz
•
Supply 15VDC → 5VDC:
95kHz
•
Versorgung Treiber, Strommessmodule:
260kHz
•
Supply Driver, current measurement modules:
260kHz
•
Versorgung CAN und Spannungsmessung:
500kHz
•
Supply CAN and voltage measurement:
500kHz
30 / 45
7
Inbetriebnahme des Gerätes
Start-up the device
7.1
Anschluss des Gerätes
Connecting the device
•
Bevor das Gerät in Betrieb genommen werden kann,
müssen folgende Tätigkeiten durchgeführt werden.
Nehmen Sie sich Zeit dafür und lesen Sie die Anleitung gründlich durch. Die Arbeiten dürfen nur durch
einen Fachmann durchgeführt werden.
•
Before the device can be taken into operation following steps have to be done. Take your time for it
and read the manual carefully. The mounting work
has to be done by an expert.
•
Mitgelieferte High-Side und Low-Side – Leistungsstecker mit einem den Anforderungen (Stromstärke,
Schirmung,...) entsprechendem Kabel konvektionieren. Auf Anfrage kann dies auch durch BRUSA AG
durchgeführt werden.
•
Assemble delivered high-side and low-side –
power connectors according to the requirements
(current, shielding,...) with an appropriate cable.
Upon request this can also be done by BRUSA
AG.
•
Mitgelieferter Steuerstecker den Anforderungen
(EMV, Umwelteinflüsse,...) entsprechend konvektionieren, wobei nur die tatsächlich verwendeten Pins
verdrahtet werden müssen. Folgende Pins sind für
den Betrieb zwingend notwendig:
•
Assemble delivered control connector according
to the requirements (EMC, environmental influence,…), whereas only the actual pins which are
used have to be wired. Following pins are absolutely necessary for operation:
Nr.
Abk.
Funktion
No. Abbr. Function
1
GND
Masse (Bordnetz Minus, Klemme 31)
1
GND
Ground (Auxiliary
clamp 31)
2
AUX
+12V (Bordnetz Plus, Klemme 30)
2
AUX
+12V (Auxiliary voltage plus, clamp 30)
3
EN
Enable (Power ON)
3
EN
Enable (Power ON)
9
CNL
CAN Low
9
CNL
CAN low
10
CNH
CAN High
10
CNH
CAN high
minus,
The pin EN has to be wired to AUX by a
switch (e.g.: in the vehicle by the ignition key
to the auxiliary supply).
Der Pin EN muss über einen Schalter mit AUX
verdrahtet werden (z.B.: im Fahrzeug über den
Zündschlüssel mit dem Bordnetz).
voltage
•
Wasserkühlung an den Kühlwasserstutzen des Gerätes anschliessen und sicherstellen, dass die Durchflussrate mindestens 4l/min beträgt.
•
Connect the water cooling at the cooling pipes of
the device and ensure the flow rate is at least
4l/min.
•
Leistungs- und Steuerstecker am Gerät anschliessen, wobei noch keine HV-Spannung anliegen darf.
•
Connect the power and control connectors to the
device. Ensure that no high voltage is applied yet.
31 / 45
7.2
Bedienung des Gerätes
Operation of the device
•
High-Side und Low-Side vorladen bevor die Verbindungen mittels Schütze geschlossen werden.
•
Precharge high-side and low-side before closing
the connections by contactors.
•
Pin EN mit AUX verbinden (Zündschlüssel betätigen,
Schalter schliessen).
•
Connect the pin EN to AUX (activate ignition key,
close switch).
•
CAN – Bedienoberfläche starten und „Start“-Button
drücken, um die Kommunikation mit dem Gerät zu
ermöglichen. Mit dem Button „DCDC On Request“
wie im Bild beschrieben wird die Leistungsstufe aktiviert.
Das Bild links stellt nur ein Beispiel dar wie das
Gerät mittels CAN gesteuert werden kann. CAN
– Bedienoberflächen können auch durch den
Kunden erstellt werden.
Die Kommunikation mit dem Gerät ist gewährleistet, wenn die Anzeige „Tx“ und „Rx“ blinkt.
•
Start the CAN – user terminal and press the
“Start”-button in order to allow communication with
the device. With the button “DCDC On Request”
like described in the picture the power stage is activated.
The picture on the left side shows only one
example of how to control the device by CAN.
CAN – user terminals can be designed by the
customer as well.
Communication with the device is ensured, if
the displays “Tx” and “Rx” are blinking.
•
Damit der Hauptregler seine Funktion erfüllen kann,
muss sichergestellt sein, dass kein Begrenzungsregler im Eingriff ist.
•
In order to allow the main regulator to fulfill its
function ensure that no limiting regulator is active.
•
Das Gerät kann in jedem Betriebszustand durch erneutes Betätigen des Button „DCDC On Request“
und Deaktivieren des Pin EN abgeschaltet werden.
•
The device can be switched off in any operational
condition by pressing again the button “DCDC On
Request” and deactivating the pin EN.
•
Auch das schlagartige Wegschalten der Hochspannung (Öffnen der Schütze) ist zulässig.
•
The sudden disconnection of the high voltage
(open the contactors) is permissible as well.
7.3
Download the firmware
•
Beim BDC412 besteht die Möglichkeit die Firmware
des Gerätes zu aktualisieren. Dies darf jedoch ausdrücklich nur nach Absprache mit BRUSA AG erfolgen. Die Firmware kann von einem gewöhnlichen PC
über die RS232 – Schnittstelle programmiert werden.
Nachfolgend sind die notwendigen Schritte genauer
erläutert.
•
The BDC412 has the possibility to be updated
with a new firmware. This may only be done with
agreement of BRUSA AG. The firmware can be
downloaded from an ordinary PC over the RS232
– interface. The necessary steps are described
hereafter.
7.3.1
PC - Systemanforderungen
Requirements to the PC - system
•
Betriebssystem Windows 95/98 und Windows NT
(Windows 2000 auf Anfrage).
•
Operating system Windows 95/98 and Windows
NT (Windows 2000 upon request).
•
Serielle Schnittstelle RS232
•
Serial interface RS232
32 / 45
7.3.2
7.3.3
Einstellungen am Gerät und PC
Configuration of the device and PC
Installation der Programmier –
Software
Installation of the programming
software
•
Verbinden Sie den Pin PRO (Pin 13 des Steuersteckers) mit dem Pin AUX (Pin 2 des Steuersteckers).
•
Connect the pin PRO (pin 13 of control connector)
with the pin AUX (pin 2 of control connector).
•
Stellen Sie eine Verbindung der RS232 – Schnittstelle am Gerät mit der seriellen Schnittstelle COM1 am
Computer her.
•
Provide a connection of the RS232 – interface at
the device with the serial interface COM1 at the
computer.
•
Stellen Sie sicher, dass die RS232 – Schnittstelle am
Computer von keiner anderen Anwendung belegt ist.
•
Ensure that the RS232 – interface at the computer
is not used by another application.
•
Versorgen Sie das Gerät entweder von Hochspannung oder vom Bordnetz.
•
Supply the device either from high voltage or from
the auxiliary supply.
•
Für detailierte Informationen bezüglich der Verdrahtung siehe unter 5.2 Steueranschluss.
•
For further information regarding the wiring refer
to 5.2 control connector.
•
Um eine neue Firmware programmieren zu können,
muss das Hitachi „Flash Development Toolkit“ installiert werden. Dieses wird Ihnen auf Anfrage per Email
zugeschickt. Nachfolgend ist die Installation genauer
beschrieben.
•
In order to download a new firmware the Hitachi
“Flash Development Toolkit” has to be installed.
This can be sent by email upon request. The installation is described hereafter.
•
Starten Sie das Setup und folgen Sie den Installationsanweisungen.
•
Start the setup and follow the installation instructions.
•
„Hitachi/MCS“ aktivieren.
•
Activate “Hitachi/MCS”.
33 / 45
•
“Install Kernel Binaries“ aktivieren.
•
Activate „Install Kernel Binaries“.
•
„SH7045F“ und „MCS” aktivieren.
•
Activate „SH7045F“ and „MCS“.
34 / 45
7.3.4
•
Beenden Sie die Installation durch Drücken des Button „Fertig stellen“.
•
Complete the installation.
•
Beim erstmaligen Starten des „Flash Development
Toolkit“ muss nun ein neues Projekt angelegt werden.
•
When you first start the “Flash Development Toolkit” a new project has to be created.
•
„Create a new workspace“ aktivieren.
•
Activate “Create new workspace”.
Anlegen eines Projektes
Create a project
35 / 45
•
Im Feld „Workspace Name“ geben Sie “SHC1” ein.
•
Insert „SHC1“ in the field „Workspace Name“.
•
Im Feld „Location“ geben Sie den von Ihnen gewünschten Programmpfad ein.
•
Insert the corresponding program directory in the
field “Location”.
•
Bestätigen Sie mit „Ja“.
•
Confirm with “Yes”.
•
Im Feld „Project Name“ geben Sie den gewünschten
Projektnamen ein (z.B.: BDC412).
•
Insert an appropriate project name in the field
“Project Name” (e.g.: BDC412).
36 / 45
•
Wählen Sie aus der Auswahlliste „SH/7045F“ aus.
•
Select from the list “SH/7045F”.
•
Wählen Sie den Port „Port 1“ und definieren die Übertragungsrate mit „57600“.
•
Select the port „Port 1“ and define the baud rate
with „57600“.
•
„BOOT Mode“ aktivieren.
•
Activate „BOOT Mode“.
•
Wählen sie die Verbindung „Direct Connection“.
•
Choose for the connection „Direct Connection“.
37 / 45
•
„Interactive“ und „Standard“ aktivieren.
•
Activate „Interactive“ and „Standard“.
•
Wählen Sie im Menüpunkt „Tools” → “Customize” →
“General“ folgende Einstellungen:
Verifikation nach dem Programmieren? „No“.
Resetieren des Gerätes beim Trennen? „Query“.
„Reload last Workspace as startup“ aktivieren.
•
Choose in the menu „Tools” → “Customize” →
“General“ following configuration:
•
Verification after programming? „No“.
•
Reset the device when disconnecting? „Query“.
•
Activate „Reload last Workspace as startup“.
38 / 45
7.3.5
Download der Firmware
Download of the firmware
•
Mit der rechten Maustaste auf den Ordner “Target Files” klicken.
•
Click with the right mouse button on the folder
“Target Files”.
•
Mit dem Befehl „Add Files to Project“ kann die Firmware (*.mot) aus dem entsprechendem Verzeichnis
ausgewählt werden.
•
With the command “Add Files to Project” the firmware (*.mot) can be selected from the corresponding directory.
•
Mit der rechten Maustaste auf die gewünschte Firmware klicken und den Befehl “Download file to device”
wählen.
•
Click with the right mouse button on the firmware
which you wish to download and then choose the
command „Download file to device“.
•
Der Programmiervorgang wird nun gestartet.
•
The programming process starts now.
•
Nach erfolgreichem Download der Firmware erscheint im unteren Fenster „Image successfully written to device“.
•
After successful download of the firmware the
message “Image successfully written to device”
appears in the lower window.
•
Damit ist der Programmiervorgang beendet und der
Pin PRO kann wieder auf „Low“ gesetzt werden.
•
Hence the download process is completed and
the pin PRO can be set “low” again.
•
Das Gerät ist nun wieder betriebsbereit.
•
The device is now ready to operate again.
•
ACHTUNG: Der Download – Vorgang muss vollständig und fehlerfrei durchgeführt werden. Es muss immer die Meldung „Image successfully writen to device“ erscheinen.
•
Attention: The download process has to be done
completely and faultlessly. The message “Image
successfully written to device” has always to appear.
39 / 45
8
Messungen
Measurements
8.1
Wirkungsgrad – Diagramme
Efficiency maps
•
•
Der Wirkungsgrad des BDC412 ist in zwei verschiedenen Diagrammen dargestellt:
Darstellung bei konstanter Low-Side Spannung
ULS in Abhängigkeit von Laststrom ILS und HighSide Spannung UHS.
Darstellung bei konstantem Laststrom ILS in Abhängigkeit der Spannungen ULS und UHS.
The efficiency of the BDC412 is shown in two different diagrams:
Visualization at constant low-side voltage VLS
in dependence of the load current ILS and
high-side voltage VHS.
Visualization at constant load current ILS in
dependence of the voltages VLS and VHS.
Efficiency @ ULS = 150V
99,00
98,50
98,00
η/%
97,50
97,00
UHS = 350V
96,50
UHS = 300V
UHS = 250V
96,00
95,50
-160
-140
-120
-100
-80
Boostm ode
40 / 45
-60
-40
-20
0
ILS /A
20
40
60
80
100
Buckm ode
120
140
160
Efficiency Boost-Mode @ ILS = -150A
99,500
99,000
98,500
η/%
98,000
99,000-99,500
98,500-99,000
98,000-98,500
97,500-98,000
97,500
Efficiency Buck-Mode @ ILS = 150A
98,000
98,500-99,000
98,000-98,500
97,500
η/ %
97,000
97,500-98,000
97,000-97,500
96,500-97,000
96,500
96,000
96,000-96,500
95,500-96,000
120
105
V LS /V
150
350
300
250
200
95,500
420
400
350
300
250
200
150
130
V HS /V
41 / 45
120
400
105
98,500
150
VLS/V
250
99,000
200
300
97,000
350
300
250
200
150
VHS/V
130
97,000-97,500
8.2
•
Temperaturmessungen
Temperature measurements
Die Temperaturmessungen wurden sowohl im Boostals auch im Buck-Mode grundsätzlich unter WorstCase Bedingungen durchgeführt.
Maximale Wassertemperatur: 65°C
Low-Side Strom ILS vorgegeben: 150A
•
The temperature measurements were done in
boost-mode as well as in buck-mode basically under worst-case conditions:
Maximum water temperature: 65°C
Low-side current ILS commanded: 150A
Continuous Power Test: Boost-Mode, UHS = 300V, TH2O = 65°C, flow rate 4l/min
120,0
ILS = -150A
for 10s
V LS = 105V
V LS = 150V
V LS = 200V
110,0
100,0
Derating of ILS dow n to 105A w ithin about 1 hour
Presw itch_HS
90,0
Mainsw itch_HS
T/°C
Presw itch_LS
Mainsw itch_LS
Main Choke
80,0
Tw ater @ Inlet
70,0
60,0
50,0
25.7.03
7:55
25.7.03
8:05
25.7.03
8:15
25.7.03
8:25
25.7.03
8:35
25.7.03
8:45
25.7.03
8:55
25.7.03
9:05
tim e
42 / 45
25.7.03
9:15
25.7.03
9:25
25.7.03
9:36
25.7.03
9:46
Continuous Power Test: Buck-Mode, UHS = 300V, T H2O = 65°C, flow rate 4l/min
120,0
350,0
110,0
300,0
100,0
250,0
Derating of ILS down to
110A within about 1
hour
Preswitch_HS
Mainswitch_HS
Preswitch_LS
200,0
Mainswitch_LS
T/°C
U/V; I/A
90,0
80,0
150,0
Main Choke
Twater @ Inlet
ILS/A
IHS/A
ULS/V
UHS/V
70,0
100,0
60,0
50,0
50,0
0,0
25.7.03 25.7.03 25.7.03 25.7.03 25.7.03 25.7.03 25.7.03 25.7.03 25.7.03 25.7.03 25.7.03 25.7.03 25.7.03
10:23
10:37
10:52
11:06
11:21
11:35
11:49
12:04
12:18
12:33
12:47
13:01
13:16
time
43 / 45
8.3
Dynamisches Regelverhalten
Dynamic regulation behaviour
•
Die Validierung des dynamischen Verhaltens des
Gerätes wurde durch mehrere verschiedene Messmethoden durchgeführt. Als Auszug davon ist hier die
Sprungantwort des High-Side – Spannungsreglers
(standardmässig als Hauptregler implementiert) dargestellt.
•
The validation of the dynamic behavior of the device was done by several different measurements.
As an excerpt of them the step response of the
high-side – voltage regulator (which is usually the
main regulator) is shown here.
•
Der für die Messung zugrunde gelegte Messaufbau
ist im Bild links ersichtlich.
•
The setup used for the measurement is shown in
the picture on the left side.
•
Sprungantwort UHS 200V → 250V:
CH1: UHS (20V/div)
CH2: IHS (2V/div): 5V = 100A
•
Step response VHS 200V → 250V:
CH1: VHS (20V/div)
CH2: IHS (2V/div): 5V = 100A
•
Sprungantwort UHS 250V → 200V:
CH1: UHS (20V/div)
CH2: IHS (2V/div): 5V = 100A
•
Step response VHS 250V → 200V:
CH1: VHS (20V/div)
CH2: IHS (2V/div): 5V = 100A
Messaufbau
Measurement setup
IHS
Power Supply
3kW/24A
VLS
CLS
BDC412
(DUT)
CLS: 25.5mF
VLS: 150V
CHS: 6mF
VHS: 200V - 250V Step
VHS
CHS
44 / 45
9
Garantie
Warranty
•
Wir gewähren eine Garantie von 24 Monaten ab
dem Kaufdatum auf Material- und Verarbeitungsfehler.
•
We assure a warranty for a period of 24 month from
the date of purchase for defects of material and by
workmanship.
•
Die Garantie erlischt bei unsachgemässer Behandlung des Gerätes.
•
Improper use or handling of the product causes the
warranty to be void.
•
Technische Änderungen sind jederzeit ohne Ankündigung möglich.
•
Specifications are subject to change without notice.
•
Wir weisen ausdrücklich darauf hin, dass mit diesem Gerät lebensgefährliche Spannungen verarbeitet werden können. Wir lehnen diesbezüglich jede
Haftung ab.
•
Note that this device processes lethal voltages. We
cannot accept any liability concerning this danger.
•
Wir übernehmen keine Haftung durch Folgeschäden, die durch die Anwendung dieses Gerätes entstanden sind.
•
We cannot accept any liability for consequential
damages which arose from the use of this device.
45 / 45

BDC412 - BRUSA Elektronik AG

Transcription

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