BSC624 -12V-B - BRUSA Elektronik AG

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BSC624 -12V-B - BRUSA Elektronik AG
VALIDIERUNGSBERICHT
VALIDATION REPORT
DC/DC – Wandler
DC/DC – Converter
BSC624
-12V-B
BRUSA Elektronik AG
CH – 9466 Sennwald
[email protected]
www.brusa.biz
Validierungsbericht BSC624-12V-B
Inhaltsverzeichnis
Table of contents
Validation report BSC624-12V-B
1
Temperaturmessungen
Temperature measurements ................................................ 4
1.1
1.2
1.3
Terminologie
Temperaturmessung mit Kühlung
Temperaturmessung ohne Kühlung
Terminology .................................................................................. 4
Temperature measurement with cooling....................................... 5
Temperature measurement without cooling.................................. 8
2
Wirkungsgrad und Verluste
Efficiency and losses .......................................................... 11
2.1
2.2
2.3
2.4
2.5
2.6
Wirkungsgrad als Funktion der HV- und LV-Spannung
Wirkungsgrad als Funktion der Kühlflüssigkeitstemperatur
Wirkungsgradkennfeld als Funktion des LV-Stroms
Leerlaufverluste im Tiefsetzstellbetrieb
Leerlaufverluste im Hochsetzstellbetrieb
Stromaufnahme der Steuerschnittstelle
Efficiency as a function of the HV -and LV-voltage ..................... 11
Efficiency as a function of the coolant temperature .................... 20
Efficiency map as a function of the LV-current ........................... 26
No-load losses in buck mode ...................................................... 32
No-load losses in boost mode ..................................................... 36
Current consumption of user interface ........................................ 40
3
Dynamisches Verhalten
Dynamic behavior .............................................................. 43
3.1
3.2
3.3
3.4
3.5
3.6
3.7
LV-Spannung Sprungantwort
HV-Spannung Sprungantwort
Lastabwurf auf LV-Seite
Lastabwurf auf HV-Seite
LV-Strom Sprungantwort
LV-Spannung Hochfahrvorgang
HV-Spannung Hochfahrvorgang
LV-voltage step response ........................................................... 43
HV-voltage step response ........................................................... 48
Load dump at LV-side ................................................................. 54
Load dump at HV-side ................................................................ 58
LV-current step response ............................................................ 62
LV-voltage boost-up procedure ................................................... 65
HV-voltage boost-up procedure .................................................. 69
4
Regelgenauigkeit
Regulation accuracy .......................................................... 79
4.1
4.2
4.3
4.4
4.5
4.6
4.7
4.8
LV-Spannung als Funktion der Kühlflüssigkeitstemperatur
HV-Spannung als Funktion der Kühlflüssigkeitstemperatur
LV-Spannung als Funktion des LV-Stroms
HV-Spannung als Funktion des HV- bzw. LV-Stroms
LV-Spannung als Funktion der HV-Spannung
HV-Spannung als Funktion der LV-Spannung
LV-Strom als Funktion der Kühlflüssigkeitstemperatur
LV-Strom als Funktion des limitierenden LV-Stromreglers
LV-voltage as a function of the coolant temperature .................. 79
LV-voltage as a function of the coolant temperature .................. 82
LV-voltage as a function of the LV-current.................................. 86
HV-voltage as a function of the HV- resp. LV-current ................. 89
LV-voltage as a function of the HV-voltage................................. 93
HV-voltage as a function of the LV-voltage ................................ 96
LV-current as a function of the coolant temperature ................. 100
LV-current as a function of the limiting LV-current regulator .... 103
5
EMV-Messungen
EMC-measurements ........................................................ 107
5.1
5.2
5.3
LV-Spannungsrippel im Tiefsetzstellbetrieb
HV-Spannungsrippel im Hochsetzstellbetrieb
Frequenzvariation des Hoch-/Tiefsetzstellers
LV-voltage ripple in buck mode ................................................. 107
HV-voltage ripple in boost mode ............................................... 115
Frequency variation of buck/boost-converter ............................ 120
6
Mechanische Tests
Mechanic tests .................................................................. 131
6.1
Druckabfall des Kühlkanals
Pressure drop of cooling channel ............................................. 131
7
Sicherheit
Safety ................................................................................ 134
7.1
7.2
7.3
7.4
Trennen des HV-Steckers im Tiefsetzstellbetrieb
Trennen des HV-Steckers im Hochsetzstellbetrieb
Kurzschluss auf LV-Seite
Kurzschluss auf HV-Seite
Disconnection of HV-connector in buck mode .......................... 134
Disconnection of HV-connector in boost mode ......................... 138
Short-circuit at LV-side .............................................................. 144
Short-circuit at HV-side ............................................................. 150
BSC624-12V-B_Validation report_110406.docx
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Validierungsbericht BSC624-12V-B
7.5
7.6
7.7
Validation report BSC624-12V-B
Verpolung auf LV-Seite
Verpolung auf HV-Seite
LV-Sicherungsdefekt im Hochsetzstellbetrieb
BSC624-12V-B_Validation report_110406.docx
LV-reverse polarity .................................................................... 155
HV-reverse polarity ................................................................... 157
LV-fuse failure in boost mode ................................................... 158
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Validierungsbericht BSC624-12V-B
1
Temperaturmessungen
Temperature measurements
1.1
Terminologie
Terminology
Validation report BSC624-12V-B
Die beiden nachfolgend aufgeführten Messungen verwendeten Abkürzungen beziehen sich auf einzelne Bauteile im
Gerät und haben folgende Bedeutung:
NTC-Bezeichnung
TTLV1
TTLV2
TQLV1
TQLV2
TQHVTR1
TQHVTR2
TQHV1
TQHV2
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Beschreibung/Bedeutung
Wicklung von HF-Trafo 1
Wicklung von HF-Trafo 2
Trafostufe, LV Schalter 1
Trafostufe, LV Schalter 2
Trafostufe, HV Schalter 1
Trafostufe, HV Schalter 2
Hoch-/Tiefsetzsteller, Schalter 1
Hoch-/Tiefsetzsteller, Schalter 2
4 / 161
The abbreviations used for the shown measurements
hereafter are related to certain components inside the device and have following meaning:
NTC-designation
TTLV1
TTLV2
TQLV1
TQLV2
TQHVTR1
TQHVTR2
TQHV1
TQHV2
Description/Meaning
Coil of hf-transformer 1
Coil of hf-transformer 2
Transformer stage, LV switch 1
Transformer stage, LV switch 2
Transformer stage, HV switch 1
Transformer stage, HV switch 2
Buck/Boost-stage, switch 1
Buck/Boost-stage, switch 2
Validierungsbericht BSC624-12V-B
1.2
Temperaturmessung mit
Kühlung
Temperature measurement with cooling
1.2.1
Testaufbau
Test setup
Validation report BSC624-12V-B
MM4: Metrahit 29S
mV
MM1: Metrahit 23S 16A unfused
EA-PS 9750-25
A
Brusa-No. 397
750V/25A/9kW
Power Supply
LV+
Shunt: 60mV/200A
(1mV/5A tap)
BSC624-12V-B
1)
MM2
V
No. 007
HV
V
1)
MM3
Device Under Test
AUX-Supply, CAN and
RS232 connected via
testbox
MM5
LV- (Housing)
1)
A
Control Interface
Brusa-No. 149
LV+
BSC624-12V-B
1)
No. 002
HV
Auxiliary Device
AUX-Supply and CAN connected
via testbox
(connection via RS232 not necessary)
Brusa-No. 145
1.2.2
Messaufbau
Measurement setup
LV- (Housing)
Control Interface
Temperatur- und Stromwerte werden mittels internem Diagnosetool des BSC624-12V-B gemessen.
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Valid meters:
- Metrahit 23S, 28S, 29S
- Agilent U1253A
Meters:
- Metrahit 23S:
- Metrahit 29S:
- Agilent U1253A:
Brusa-No.:
004, 332
401, 404
528, 537, 539,
541, 542, 544
Temperature and current values are measured with internal diagnosis feature of BSC624-12V-B.
Validierungsbericht BSC624-12V-B
1.2.3
1.2.4
Messbedingungen
Measurement conditions
Ergebnis
Result
Validation report BSC624-12V-B
Testgerät:
 BSC624-12V-B Nr. 007 mit Firmware “SW-FW-BSC604-00-00-T03” programmiert; als Spannungsregler im
Tiefsetzstellbetrieb eingesetzt
Device under test:
 BSC624-12V-B No. 007 programmed with firmware
“SW-FW-BSC6-04-00-00-T03”; operating as voltage
controller in buck mode
HV-Speisung:
 9kW Speisung EA-PS 9750-25 (Brusa-Nr. 397) wird
für die Einstellung der HV-Spannung verwendet
 UHV = 450V
HV-power supply:
 9kW power supply EA-PS 9750-25 (Brusa-No. 397) is
used to adjust the HV-voltage
 UHV = 450V
ULV_com = 12.0V
ULV_com = 12.0V
ILV = 250A (eingestellt durch Hilfsgerät)
ILV = 250A (adjusted by auxiliary device)
Last (Hilfsgerät):
 BSC624-12V-B Nr. 002 mit Firmware “SW-FW-BSC604-00-00-T04” programmiert; stromlimitierend im
Hochsetzstellbetrieb eingesetzt
Load (auxiliary device):
 BSC624-12V-B No. 002 programmed with firmware
“SW-FW-BSC6-04-00-00-T04”; acting current limiting
in boost mode
Kühlung (50% Wasser, 50% Ethylenglykol):
 Temperatur von Testgerät kontinuierlich erhöht von
25°C bis 70°C mittels Kühlflüssigkeitstemperaturregelsystem Julabo FP51 (Brusa-Nr. 379)
 Durchflussrate 4l/min
 Hilfsgerät mit Hilfe BRUSA-eigener mobiler Wasserkühlung gekühlt (Durchflussrate nicht spezifiziert).
Cooling (50% water, 50% ethylene glycol):
 Temperature of device under test continuously increased from 25°C to 70°C by coolant temperature
regulation system Julabo FP51 (Brusa-No. 379)
 Flow rate 4l/min
 Auxiliary device cooled by BRUSA-proprietary mobile
water cooling system (flow rate not specified).
Das Diagramm unten zeigt auf, dass die LVDauerstromfähigkeit bei einer Kühlflüssigkeitstemperatur
von 65°C immer noch bei etwa 250A liegt. Wie erwartet,
ist die Temperatur der Trafowicklung prinzipiell die kritischste in Bezug auf andere, wobei im Vergleich zum AGerät eine wesentlich bessere Kühlung der Trafos erzielt
wird. Erst bei einer weiteren Erhöhung auf 70°C schaltet
der Wandler ab, um die interne Elektronik auf dem Controllerprint zu schützen. Dies erfolgt bei 81°C aufgrund der
beiden Temperaturmessungen (TQHV1, TQHV2) der
Buck/Boost-FETs, welche bedingt durch die geringe Eigenerwärmung sehr gut die Umgebungstemperatur auf
dem Controllerprint widerspiegeln.
The graph below indicates that the LV continuous current
capability at a coolant temperature of 65°C is still about
250A. As expected, the temperature of the transformer coil
is basically the most critical with respect to others. However, the cooling of the transformers was improved enormously, compared to the A-Devices. Only if the temperature is now further increased to 70°C, the converter
switches off in order to protect the internal electronics on
the controller board. This happens at 81°C based upon the
two temperature measurements (TQHV1, TQHV2) of the
buck/boost-FETs, which reflect the ambient temperature
on the controller print very well due to their little selfheating.
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Validierungsbericht BSC624-12V-B
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Validation report BSC624-12V-B
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Validierungsbericht BSC624-12V-B
1.3
Temperaturmessung
ohne Kühlung
Temperature measurement without cooling
1.3.1
Testaufbau
Test setup
Validation report BSC624-12V-B
MM4: Metrahit 29S
mV
MM1: Metrahit 23S 16A unfused
EA-PS 9750-25
A
Brusa-No. 397
750V/25A/9kW
Power Supply
LV+
Shunt: 60mV/200A
(1mV/5A tap)
BSC624-12V-B
1)
MM2
V
No. 007
HV
V
1)
MM3
Device Under Test
AUX-Supply, CAN and
RS232 connected via
testbox
MM5
LV- (Housing)
1)
A
Control Interface
Brusa-No. 149
LV+
BSC624-12V-B
1)
No. 002
HV
Auxiliary Device
AUX-Supply and CAN connected
via testbox
(connection via RS232 not necessary)
Brusa-No. 145
1.3.2
Messaufbau
Measurement setup
LV- (Housing)
Control Interface
Temperatur- und Stromwerte werden mittels internem Diagnosetool des BSC624-12V-B gemessen.
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Valid meters:
- Metrahit 23S, 28S, 29S
- Agilent U1253A
Meters:
- Metrahit 23S:
- Metrahit 29S:
- Agilent U1253A:
Brusa-No.:
004, 332
401, 404
528, 537, 539,
541, 542, 544
Temperature and current values are measured with internal diagnosis feature of BSC624-12V-B.
Validierungsbericht BSC624-12V-B
1.3.3
1.3.4
Messbedingungen
Measurement conditions
Ergebnis
Result
Validation report BSC624-12V-B
Testgerät:
 BSC624-12V-B Nr. 007 mit Firmware “SW-FW-BSC604-00-00-T03” programmiert; als Spannungsregler im
Tiefsetzstellbetrieb eingesetzt
Device under test:
 BSC624-12V-B No. 007 programmed with firmware
“SW-FW-BSC6-04-00-00-T03”; operating as voltage
controller in buck mode
HV-Speisung:
 9kW Speisung EA-PS 9750-25 (Brusa-Nr. 397) wird
für die Einstellung der HV-Spannung verwendet
 UHV = 450V
HV-power supply:
 9kW power supply EA-PS 9750-25 (Brusa-No. 397) is
used to adjust the HV-voltage
 UHV = 450V
ULV_com = 12.0V
ULV_com = 12.0V
ILV = 250A zu Beginn bis zum Rückregeln (eingestellt
durch Hilfsgerät)
ILV = 250A at the beginning until derating (adjusted by auxiliary device)
Last (Hilfsgerät):
 BSC624-12V-B Nr. 002 mit Firmware „SW-FW-BSC604-00-00-T04“ programmiert; stromlimitierend im
Hochsetzstellbetrieb eingesetzt
Load (auxiliary device):
 BSC624-12V-B No. 002 programmed with firmware
“SW-FW-BSC6-04-00-00-T04”; acting current limiting
in boost mode
Kühlung:
 Testgerät nicht gekühlt (keine Kühlflüssigkeit im Kühlkanal)!
 Hilfsgerät mit Hilfe BRUSA-eigener mobiler Wasserkühlung gekühlt (Durchflussrate nicht spezifiziert).
Cooling:
 Device under test not cooled (no coolant in cooling
circuit)!
 Auxiliary device cooled by BRUSA-proprietary mobile
water cooling system (flow rate not specified).
Da die abzuführende Verlustleistung aufgrund des hohen
Wirkungsgrads gering ist, werden die Leistungsbauteile
überhaupt nicht schnell heiss, sodass es auch nicht zu einer Rückregelung wie sonst üblich aufgrund der LV-FETs
kommt. Vielmehr wärmt sich das Gerät relativ homogen
auf, sodass es schliesslich erst nach ca. 15 Min. zu einer
Abschaltung aufgrund der Buck/Boost-FETs (TQHV1,
TQHV2) kommt, um die interne Elektronik auf dem Controllerprint zu schützen.
Since the dissipation losses are quite little due to the high
efficiency, the power components do not heat up rapidly at
all, so that the derating does not take place as usual because of the LV-FETs. The device rather warms up relatively homogeneous, which finally results in a shut-down
after 15 min. due to the buck/boost-FETs (TQHV1,
TQHV2), in order to protect the internal electronics on the
controller board.
Es wird an dieser Stelle eindeutig festgehalten, dass dies
kein regulärer Betrieb des Geräts ist und die Lebensdauer
beeinträchtigen kann.
It is clearly stated that this does not represent a regular
operation of the device and might affect the lifetime.
In diesem irregulären Betrieb werden nicht nur die Verlustleistung abführenden Bauteile, sondern das ganze Gerät
heiss. Um sensible Bauteile vor Schaden zu schützen,
wird das Gerät abgeschaltet, wenn die Schalter des Hoch/Tiefsetzstellers ein bestimmtes Temperaturlimit überschreiten wie im Diagramm gezeigt.
In this irregular mode, not only the loss producing parts but
the entire device gets hot. To prevent any damage on
sensitive components, the device is switched off, when the
switches of the buck/boost-converter exceed a certain
temperature limit as shown in the graph.
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Validierungsbericht BSC624-12V-B
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Validation report BSC624-12V-B
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Validierungsbericht BSC624-12V-B
2
Wirkungsgrad und
Verluste
Efficiency and losses
2.1
Wirkungsgrad als
Funktion der HV- und LVSpannung
Efficiency as a function
of the HV -and LV-voltage
2.1.1
Tiefsetzstellbetrieb
Buck mode
Validation report BSC624-12V-B
2.1.1.1 Testaufbau
Test setup
MM1, MM6: Metrahit 23S 16A
unfused
MM4: Metrahit 29S
mV
A
EA-PS 9750-25
A
Brusa-No. 397
750V/25A/9kW
Power Supply
LV+
Shunt: 60mV/200A
(1mV/5A tap)
BSC624-12V-B
1)
MM2
V
No. 007
HV
V
1)
MM3
Device Under Test
AUX-Supply, CAN and
RS232 connected via
testbox
LV- (Housing)
1)
MM5
A
Control Interface
Brusa-No. 149
LV+
BSC624-12V-B
No. 002
HV
Auxiliary Device
AUX-Supply and CAN connected
via testbox
(connection via RS232 not necessary)
Brusa-No. 145
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LV- (Housing)
Control Interface
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1)
Valid meters:
- Metrahit 23S, 28S, 29S
- Agilent U1253A
Meters:
- Metrahit 23S:
- Metrahit 29S:
- Agilent U1253A:
Brusa-No.:
004, 332
401, 404
528, 537, 539,
541, 542, 544
Validierungsbericht BSC624-12V-B
2.1.1.2 Messaufbau
Measurement setup
2.1.1.3 Messbedingungen
Measurement conditions
2.1.1.4 Ergebnis
Result
Validation report BSC624-12V-B
Der LV-Strom wird durch eine Spannungsmessung über
einen 60mV/200A Shunt mit einem Multimeter MetraHit
29S bestimmt. Um die Genauigkeit der Messung zu verbessern, wurde vorgängig der Widerstand des Shunts genau erfasst.
The LV-current is determined by a voltage measurement
across a 60mV/200A shunt with a multimeter MetraHit
29S. In order to improve the accuracy of the measurement, the shunt resistance has been determined exactly in
advance.
Der HV-Strom wird mit zwei Multimeter MetraHit 23S gemessen.
The HV-current is measured with two multimeter MetraHit
23S.
Um den Wirkungsgrad zu ermitteln, werden Spannungen
und Ströme zur gleichen Zeit mit der Digitalkamera Panasonic DMC-TZ3 (Brusa-Nr. 407) festgehalten.
In order to determine the efficiency, voltage and current
values are captured with the digital camera Panasonic
DMC-TZ3 (Brusa-No. 407).
Testgerät:
 BSC624-12V-B Nr. 007 mit Firmware „SW-FW-BSC604-00-00-T04” programmiert; als Spannungsregler im
Tiefsetzstellbetrieb eingesetzt
Device under test:
 BSC624-12V-B No. 007 programmed with firmware
“SW-FW-BSC6-04-00-00-T04”; operating as voltage
controller in buck mode
HV-Speisung:
 9kW Speisung EA-PS 9750-25 (Brusa-Nr. 397) wird
für die Einstellung der HV-Spannung verwendet
 UHV = 220V – 450V
HV-power supply:
 9kW power supply EA-PS 9750-25 (Brusa-No. 397) is
used to adjust the HV-voltage
 UHV = 220V – 450V
ULV_com = 8.0V – 16.0V
ULV_com = 8.0V – 16.0V
ILV = 250A (eingestellt durch Hilfsgerät)
ILV = 250A (adjusted by auxiliary device)
Last (Hilfsgerät):
 BSC624-12V-B Nr. 002 mit Firmware „SW-FW-BSC604-00-00-T04“ programmiert; stromlimitierend im
Hochsetzstellbetrieb eingesetzt
Load (auxiliary device):
 BSC624-12V-B No. 002 programmed with firmware
“SW-FW-BSC6-04-00-00-T04”; acting current limiting
in boost mode
Kühlung (50% Wasser, 50% Ethylenglykol):
 Kühlung beider Geräte
 Kühlflüssigkeitstemperaturregelsystem Julabo FP51
(Brusa-Nr. 379)
 Temperatur auf 25°C geregelt
 Durchflussrate 4l/min
Cooling (50% water, 50% ethylene glycol):
 Both devices being cooled
 Coolant temperature regulation system Julabo FP51
(Brusa-No. 379)
 Temperature regulated to 25°C
 Flow rate 4l/min
Mit steigender HV-Spannung nimmt der Wirkungsgrad
marginal ab, was durch zwar geringe, aber doch vorhandene Schaltverluste erklärt werden kann.
The efficiency drops marginally while the HV-voltage is increased, which can be explained by switching losses, that
are little, but present though.
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Validierungsbericht BSC624-12V-B
BSC624-12V-B_Validation report_110406.docx
Validation report BSC624-12V-B
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Validierungsbericht BSC624-12V-B
BSC624-12V-B_Validation report_110406.docx
Validation report BSC624-12V-B
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Validierungsbericht BSC624-12V-B
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Validation report BSC624-12V-B
15 / 161
Validierungsbericht BSC624-12V-B
2.1.2
Validation report BSC624-12V-B
Hochsetzstellbetrieb
Boost mode
2.1.2.1 Testaufbau
Test setup
MM1, MM6: Metrahit 23S 16A
unfused
MM4: Metrahit 29S
mV
A
A
LV+
Shunt: 60mV/200A
(1mV/5A tap)
BSC624-12V-B
1)
MM2
V
HV
No. 007
V
1)
MM3
Device Under Test
AUX-Supply, CAN and
RS232 connected via
testbox
LV- (Housing)
1)
MM5
A
Control Interface
Brusa-No. 149
LV+
BSC624-12V-B
HV
No. 002
Auxiliary Device
AUX-Supply and CAN connected
via testbox
(connection via RS232 not necessary)
Brusa-No. 145
LV- (Housing)
Control Interface
LV+
EA-PS 9750-25
BSC624-12V-B
Brusa-No. 397
750V/25A/9kW
Power Supply
AUX-Supply and CAN connected
via testbox
(connection via RS232 not necessary)
BSC624-12V-B_Validation report_110406.docx
HV
No. 003
Auxiliary Device 2
LV- (Housing)
Control Interface
16 / 161
1)
Valid meters:
- Metrahit 23S, 28S, 29S
- Agilent U1253A
Meters:
- Metrahit 23S:
- Metrahit 29S:
- Agilent U1253A:
Brusa-No.:
004, 332
401, 404
528, 537, 539,
541, 542, 544
Validierungsbericht BSC624-12V-B
2.1.2.2 Messaufbau
Measurement setup
2.1.2.3 Messbedingungen
Measurement conditions
Validation report BSC624-12V-B
Der LV-Strom wird durch eine Spannungsmessung über
einen 60mV/200A Shunt mit einem Multimeter MetraHit
29S bestimmt. Um die Genauigkeit der Messung zu verbessern, wurde vorgängig der Widerstand des Shunts genau erfasst.
The LV-current is determined by a voltage measurement
across a 60mV/200A shunt with a multimeter MetraHit
29S. In order to improve the accuracy of the measurement, the shunt resistance has been determined exactly in
advance.
Der HV-Strom wird mit zwei Multimeter MetraHit 23S gemessen.
The HV-current is measured with two multimeter MetraHit
23S.
Um den Wirkungsgrad zu ermitteln, werden Spannungen
und Ströme zur gleichen Zeit mit der Digitalkamera Panasonic DMC-TZ3 (Brusa-Nr. 407) festgehalten.
In order to determine the efficiency, voltage and current
values are captured with the digital camera Panasonic
DMC-TZ3 (Brusa-No. 407).
Testgerät:
 BSC624-12V-B Nr. 007 mit Firmware „SW-FW-BSC604-00-00-T04” programmiert; als Spannungsregler im
Hochsetzstellbetrieb eingesetzt
Device under test:
 BSC624-12V-B No. 007 programmed with firmware
“SW-FW-BSC6-04-00-00-T04”; operating as voltage
controller in boost mode
HV-Speisung:
 9kW Speisung EA-PS 9750-25 (Brusa-Nr. 397) wird
für die Speisung des Hilfsgerät 2 verwendet
 UHV = 330V
HV-power supply:
 9kW power supply EA-PS 9750-25 (Brusa-No. 400) is
used to supply the auxiliary device 2
 UHV = 330V
LV-Speisung (Hilfsgerät 2):
 BSC624-12V-B Nr. 003 mit Firmware „SW-FW-BSC604-00-00-T03“ programmiert; als Spannungsregler im
Tiefsetzstellbetrieb eingesetzt
 ULV = 8.0V – 16.0V
LV-power supply (auxiliary device 2):
 BSC624-12V-B No. 003 programmed with firmware
„SW-FW-BSC6-04-00-00-T03“; operating as voltage
controller in buck mode
 ULV = 8.0V – 16.0V
UHV_com = 240V – 450V
UHV_com = 240V – 450V
ILV = -250A (eingestellt durch Hilfsgerät 1)
ILV = -250A (adjusted by auxiliary device 1)
Last (Hilfsgerät 1):
 BSC624-12V-B Nr. 002 mit Firmware „SW-FW-BSC604-00-00-T04“ programmiert; stromlimitierend im
Tiefsetzstellbetrieb eingesetzt
Load (auxiliary device 1):
 BSC624-12V-B No. 002 programmed with firmware
“SW-FW-BSC6-04-00-00-T04”; acting current limiting
in buck mode
Kühlung (50% Wasser, 50% Ethylenglycol):
 Kühlung aller Geräte
 Kühlflüssigkeitstemperaturregelsystem Julabo FP51
(Brusa-Nr. 379)
 Temperatur auf 25°C geregelt
 Durchflussrate 4l/min
Cooling (50% water, 50% ethylene glycol):
 All devices being cooled
 Coolant temperature regulation system Julabo FP51
(Brusa-No. 379)
 Temperature regulated to 25°C
 Flow rate 4l/min
BSC624-12V-B_Validation report_110406.docx
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Validierungsbericht BSC624-12V-B
BSC624-12V-B_Validation report_110406.docx
Validation report BSC624-12V-B
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Validierungsbericht BSC624-12V-B
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Validation report BSC624-12V-B
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Validierungsbericht BSC624-12V-B
2.2
Wirkungsgrad als
Funktion der Kühlflüssigkeitstemperatur
Efficiency as a function
of the coolant temperature
2.2.1
Tiefsetzstellbetrieb
Buck mode
Validation report BSC624-12V-B
2.2.1.1 Testaufbau
Test setup
MM1: Metrahit 29S
MM4: Metrahit 29S
mV
mV
EA-PS 9750-25
LV+
Brusa-No. 397
Shunt: 50mV/50A
750V/25A/9kW
Power Supply
1)
MM2
Shunt: 60mV/200A
(1mV/5A tap)
BSC624-12V-B
V
No. 007
HV
V
1)
MM3
Device Under Test
AUX-Supply, CAN and
RS232 connected via
testbox
LV- (Housing)
1)
MM5
A
Control Interface
Brusa-No. 149
LV+
BSC624-12V-B
No. 002
HV
Auxiliary Device
LV- (Housing)
AUX-Supply and CAN connected
via testbox
Control Interface
(connection via RS232 not necessary)
Brusa-No. 145
2.2.1.2 Messaufbau
Measurement setup
1)
Valid meters:
- Metrahit 23S, 28S, 29S
- Agilent U1253A
Meters:
- Metrahit 23S:
- Metrahit 29S:
- Agilent U1253A:
Brusa-No.:
004, 332
401, 404
528, 537, 539,
541, 542, 544
Temperatur- und Spannungswerte werden mit Fluke Hydra Data Bucket (Brusa-Nr. 026) gemessen.
Temperature and voltage values are measured with Fluke
Hydra Data Bucket (Brusa-No. 026).
Der LV- und HV-Strom wird durch eine Spannungsmessung über einen 60mV/200A bzw. 50mV/50A Shunt mit
einem Multimeter MetraHit 29S bestimmt. Um die Genauigkeit der Messung zu verbessern, wurde vorgängig der
Widerstand der Shunts genau erfasst.
The LV- and HV-current is determined by a voltage measurement across a 60mV/200A, resp. 50mV/50A shunt with
a multimeter MetraHit 29S. In order to improve the accuracy of the measurement, the shunt resistance has been
determined exactly in advance.
BSC624-12V-B_Validation report_110406.docx
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Validierungsbericht BSC624-12V-B
2.2.1.3 Messbedingungen
Measurement conditions
2.2.1.4 Ergebnis
Result
Validation report BSC624-12V-B
Testgerät:
 BSC624-12V-B Nr. 007 mit Firmware „SW-FW-BSC604-00-00-T04” programmiert; als Spannungsregler im
Tiefsetzstellbetrieb eingesetzt
Device under test:
 BSC624-12V-B No. 007 programmed with firmware
“SW-FW-BSC6-04-00-00-T04”; operating as voltage
controller in buck mode
HV-Speisung:
 9kW Speisung EA-PS 9750-25 (Brusa-Nr. 397) wird
für die Einstellung der HV-Spannung verwendet
 UHV = 320V
HV-power supply:
 9kW power supply EA-PS 9750-25 (Brusa-No. 397) is
used to adjust the HV-voltage
 UHV = 320V
ULV_com = 14.0V
ULV_com = 14.0V
ILV = 250A (eingestellt durch Hilfsgerät)
ILV = 250A (adjusted by auxiliary device)
Last (Hilfsgerät):
 BSC624-12V-B Nr. 002 mit Firmware „SW-FW-BSC604-00-00-T04“ programmiert; stromlimitierend im
Hochsetzstellbetrieb eingesetzt
Load (auxiliary device):
 BSC624-12V-B No. 002 programmed with firmware
“SW-FW-BSC6-04-00-00-T04”; acting current limiting
in boost mode
Kühlung (50% Wasser, 50% Ethylenglykol):
 Temperatur von Testgerät kontinuierlich erhöht
von -15°C bis 70°C mittels Kühlflüssigkeitstemperaturregelsystem Julabo FP51 (Brusa-Nr. 379)
 Durchflussrate 4l/min
 Hilfsgerät mit Hilfe BRUSA-eigener mobiler Wasserkühlung gekühlt (Durchflussrate nicht spezifiziert).
Cooling (50% water, 50% ethylene glycol):
 Temperature of device under test continuously increased from -15°C to 70°C by coolant temperature
regulation system Julabo FP51 (Brusa-No. 379)
 Flow rate 4l/min
 Auxiliary device cooled by BRUSA-proprietary mobile
water cooling system (flow rate not specified).
Mit steigender Temperatur nimmt der Wirkungsgrad erwartungsgemäss marginal ab.
The efficiency drops marginally as expected while the
temperature is increased.
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Validierungsbericht BSC624-12V-B
BSC624-12V-B_Validation report_110406.docx
Validation report BSC624-12V-B
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Validierungsbericht BSC624-12V-B
2.2.2
Validation report BSC624-12V-B
Hochsetzstellbetrieb
Boost mode
2.2.2.1 Testaufbau
Test setup
MM1: Metrahit 29S
MM4: Metrahit 29S
mV
mV
LV+
Shunt: 50mV/50A
1)
MM2
Shunt: 60mV/200A
(1mV/5A tap)
BSC624-12V-B
V
HV
No. 007
V
1)
MM3
Device Under Test
AUX-Supply, CAN and
RS232 connected via
testbox
LV- (Housing)
1)
MM5
A
Control Interface
Brusa-No. 149
LV+
BSC624-12V-B
HV
No. 002
Auxiliary Device
AUX-Supply and CAN connected
via testbox
(connection via RS232 not necessary)
Brusa-No. 145
LV- (Housing)
Control Interface
LV+
EA-PS 9750-25
BSC624-12V-B
Brusa-No. 397
750V/25A/9kW
Power Supply
AUX-Supply and CAN connected
via testbox
(connection via RS232 not necessary)
BSC624-12V-B_Validation report_110406.docx
HV
No. 003
Auxiliary Device 2
LV- (Housing)
Control Interface
23 / 161
1)
Valid meters:
- Metrahit 23S, 28S, 29S
- Agilent U1253A
Meters:
- Metrahit 23S:
- Metrahit 29S:
- Agilent U1253A:
Brusa-No.:
004, 332
401, 404
528, 537, 539,
541, 542, 544
Validierungsbericht BSC624-12V-B
2.2.2.2 Messaufbau
Measurement setup
2.2.2.3 Messbedingungen
Measurement conditions
2.2.2.4 Ergebnis
Result
Validation report BSC624-12V-B
Temperatur- und Spannungswerte werden mit Fluke Hydra Data Bucket (Brusa-Nr. 026) gemessen.
Temperature and voltage values are measured with Fluke
Hydra Data Bucket (Brusa-No. 026).
Der LV- und HV-Strom wird durch eine Spannungsmessung über einen 60mV/200A bzw. 50mV/50A Shunt mit
einem Multimeter MetraHit 29S bestimmt. Um die Genauigkeit der Messung zu verbessern, wurde vorgängig der
Widerstand der Shunts genau erfasst.
The LV- and HV-current is determined by a voltage measurement across a 60mV/200A, resp. 50mV/50A shunt with
a multimeter MetraHit 29S. In order to improve the accuracy of the measurement, the shunt resistance has been
determined exactly in advance.
Testgerät:
 BSC624-12V-B Nr. 007 mit Firmware „SW-FW-BSC604-00-00-T04” programmiert; als Spannungsregler im
Hochsetzstellbetrieb eingesetzt
Device under test:
 BSC624-12V-B No. 007 programmed with firmware
“SW-FW-BSC6-04-00-00-T04”; operating as voltage
controller in boost mode
HV-Speisung:
 9kW Speisung EA-PS 9750-25 (Brusa-Nr. 397) wird
für die Speisung des Hilfsgerät 2 verwendet
 UHV = 330V
HV-power supply:
 9kW power supply EA-PS 9750-25 (Brusa-No. 397) is
used to supply the auxiliary device 2
 UHV = 330V
LV-Speisung (Hilfsgerät 2):
 BSC624-12V-B Nr. 003 mit Firmware „SW-FW-BSC604-00-00-T03“ programmiert; als Spannungsregler im
Tiefsetzstellbetrieb eingesetzt
 ULV = 13.0V
LV-power supply (auxiliary device 2):
 BSC624-12V-B No. 003 programmed with firmware
„SW-FW-BSC6-04-00-00-T03“; operating as voltage
controller in buck mode
 ULV = 13.0V
ILV = -235A (eingestellt durch Hilfsgerät 1)
ILV = -235A (adjusted by auxiliary device 1)
UHV_com = 320V
UHV_com = 320V
Last (Hilfsgerät 1):
 BSC624-12V-B Nr. 002 mit Firmware „SW-FW-BSC604-00-00-T04“ programmiert; stromlimitierend im
Tiefsetzstellbetrieb eingesetzt
Load (auxiliary device 1):
 BSC624-12V-B programmed with firmware “SW-FWBSC6-04-00-00-T04”; acting current limiting in buck
mode
Kühlung (50% Wasser, 50% Ethylenglykol):
 Temperatur von Testgerät kontinuierlich erhöht
von -15°C bis 70°C mittels Kühlflüssigkeitstemperaturregelsystem Julabo FP51 (Brusa-Nr. 379)
 Durchflussrate 4l/min
 Hilfsgerät mit Hilfe BRUSA-eigener mobiler Wasserkühlung gekühlt (Durchflussrate nicht spezifiziert).
Cooling (50% water, 50% ethylene glycol):
 Temperature of device under test continuously increased from -15°C to 70°C by coolant temperature
regulation system Julabo FP51 (Brusa-No. 379)
 Flow rate 4l/min
 Auxiliary device cooled by BRUSA-proprietary mobile
water cooling system (flow rate not specified).
Mit steigender Temperatur nimmt der Wirkungsgrad erwartungsgemäss marginal ab.
The efficiency drops marginally as expected while the
temperature is increased.
BSC624-12V-B_Validation report_110406.docx
24 / 161
Validierungsbericht BSC624-12V-B
BSC624-12V-B_Validation report_110406.docx
Validation report BSC624-12V-B
25 / 161
Validierungsbericht BSC624-12V-B
2.3
Wirkungsgradkennfeld
als Funktion des LVStroms
Efficiency map as a function of the LV-current
2.3.1
Testaufbau für
Tiefsetzstellbetrieb
Test setup for buck mode
Validation report BSC624-12V-B
MM1, MM6: Metrahit 23S 16A
unfused
MM4: Metrahit 29S
mV
A
EA-PS 9750-25
A
Brusa-No. 397
750V/25A/9kW
Power Supply
LV+
Shunt: 60mV/200A
(1mV/5A tap)
BSC624-12V-B
1)
MM2
V
No. 007
HV
V
1)
MM3
Device Under Test
AUX-Supply, CAN and
RS232 connected via
testbox
LV- (Housing)
1)
MM5
A
Control Interface
Brusa-No. 149
LV+
BSC624-12V-B
No. 002
HV
Auxiliary Device
AUX-Supply and CAN connected
via testbox
(connection via RS232 not necessary)
Brusa-No. 145
BSC624-12V-B_Validation report_110406.docx
LV- (Housing)
Control Interface
26 / 161
1)
Valid meters:
- Metrahit 23S, 28S, 29S
- Agilent U1253A
Meters:
- Metrahit 23S:
- Metrahit 29S:
- Agilent U1253A:
Brusa-No.:
004, 332
401, 404
528, 537, 539,
541, 542, 544
Validierungsbericht BSC624-12V-B
2.3.2
Validation report BSC624-12V-B
Testaufbau für
Hochsetzstellbetrieb
Test setup for boost
mode
MM1, MM6: Metrahit 23S 16A
unfused
MM4: Metrahit 29S
mV
A
A
LV+
Shunt: 60mV/200A
(1mV/5A tap)
BSC624-12V-B
1)
MM2
V
HV
No. 007
V
1)
MM3
Device Under Test
AUX-Supply, CAN and
RS232 connected via
testbox
LV- (Housing)
1)
MM5
A
Control Interface
Brusa-No. 149
LV+
BSC624-12V-B
HV
No. 002
Auxiliary Device
AUX-Supply and CAN connected
via testbox
(connection via RS232 not necessary)
Brusa-No. 145
LV- (Housing)
Control Interface
LV+
EA-PS 9750-25
BSC624-12V-B
Brusa-No. 397
750V/25A/9kW
Power Supply
AUX-Supply and CAN connected
via testbox
(connection via RS232 not necessary)
BSC624-12V-B_Validation report_110406.docx
HV
No. 003
Auxiliary Device 2
LV- (Housing)
Control Interface
27 / 161
1)
Valid meters:
- Metrahit 23S, 28S, 29S
- Agilent U1253A
Meters:
- Metrahit 23S:
- Metrahit 29S:
- Agilent U1253A:
Brusa-No.:
004, 332
401, 404
528, 537, 539,
541, 542, 544
Validierungsbericht BSC624-12V-B
2.3.3
2.3.4
Messaufbau
Measurement setup
Messbedingungen für
Tiefsetzstellbetrieb
Measurement conditions
for buck mode
Validation report BSC624-12V-B
Der LV-Strom wird durch eine Spannungsmessung über
einen 60mV/200A Shunt mit einem Multimeter MetraHit
29S bestimmt. Um die Genauigkeit der Messung zu verbessern, wurde vorgängig der Widerstand des Shunts genau erfasst.
The LV-current is determined by a voltage measurement
across a 60mV/200A shunt with a multimeter MetraHit
29S. In order to improve the accuracy of the measurement, the shunt resistance has been determined exactly in
advance.
Der HV-Strom wird mit zwei Multimeter MetraHit 23S gemessen.
The HV-current is measured with two multimeter MetraHit
23S.
Um den Wirkungsgrad zu ermitteln, werden Spannungen
und Ströme zur gleichen Zeit mit der Digitalkamera Panasonic DMC-TZ3 (Brusa-Nr. 407) festgehalten.
In order to determine the efficiency, voltage and current
values are captured with the digital camera Panasonic
DMC-TZ3 (Brusa-No. 407).
Testgerät:
 BSC624-12V-B Nr. 007 mit Firmware „SW-FW-BSC604-00-00-T04” programmiert; als Spannungsregler im
Tiefsetzstellbetrieb eingesetzt
Device under test:
 BSC624-12V-B No. 007 programmed with firmware
“SW-FW-BSC6-04-00-00-T04”; operating as voltage
controller in buck mode
HV-Speisung:
 9kW Speisung EA-PS 9750-25 (Brusa-Nr. 397) wird
für die Einstellung der HV-Spannung verwendet
 UHV = 330V
HV-power supply:
 9kW power supply EA-PS 9750-25 (Brusa-No. 397) is
used to adjust the HV-voltage
 UHV = 330V
ULV_com = 8.0V – 16.0V
ULV_com = 8.0V – 16.0V
ILV = 0A – 250A (eingestellt durch Hilfsgerät)
ILV = 0A – 250A (adjusted by auxiliary device)
Last (Hilfsgerät):
 BSC624-12V-B Nr. 002 mit Firmware „SW-FW-BSC604-00-00-T04“; stromlimitierend im Hochsetzstellbetrieb eingesetzt
Load (auxiliary device):
 BSC624-12V-B No. 002 programmed with firmware
“SW-FW-BSC6-04-00-00-T04”; acting current limiting
in boost mode
Kühlung (50% Wasser, 50% Ethylenglykol):
 Kühlung beider Geräte
 Kühlflüssigkeitstemperaturregelsystem Julabo FP51
(Brusa-Nr. 379)
 Temperatur auf 25°C geregelt
 Durchflussrate 4l/min
Cooling (50% water, 50% ethylene glycol):
 Both devices being cooled
 Coolant temperature regulation system Julabo FP51
(Brusa-No. 379)
 Temperature regulated to 25°C
 Flow rate 4l/min
BSC624-12V-B_Validation report_110406.docx
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Validierungsbericht BSC624-12V-B
2.3.5
2.3.6
Messbedingungen für
Hochsetzstellbetrieb
Measurement conditions
for boost mode
Ergebnis
Result
Validation report BSC624-12V-B
Testgerät:
 BSC624-12V-B Nr. 007 mit Firmware „SW-FW-BSC604-00-00-T04” programmiert; als Spannungsregler im
Hochsetzstellbetrieb eingesetzt
Device under test:
 BSC624-12V-B No. 007 programmed with firmware
“SW-FW-BSC6-04-00-00-T04”; operating as voltage
controller in boost mode
HV-Speisung:
 9kW Speisung EA-PS 9750-25 (Brusa-Nr. 397) wird
für die Speisung des Hilfsgerät 2 verwendet
 UHV = 330V
HV-power supply:
 9kW power supply EA-PS 9750-25 (Brusa-No. 397) is
used to supply the auxiliary device 2
 UHV = 330V
LV-Speisung (Hilfsgerät 2):
 BSC624-12V-B Nr. 003 mit Firmware „SW-FW-BSC604-00-00-T03“ programmiert; als Spannungsregler im
Tiefsetzstellbetrieb eingesetzt
 ULV = 8.0V – 16.0V
LV-power supply (auxiliary device 2):
 BSC624-12V-B No. 003 programmed with firmware
„SW-FW-BSC6-04-00-00-T03“; operating as voltage
controller in buck mode
 ULV = 8.0V – 16.0V
ILV = -250A – 0A (eingestellt durch Hilfsgerät 1)
ILV = -250A – 0A (adjusted by auxiliary device 1)
UHV_com = 330V
UHV_com = 330V
Last (Hilfsgerät 1):
 BSC624-12V-B Nr. 002 mit Firmware „SW-FW-BSC604-00-00-T04“ programmiert; stromlimitierend im
Tiefsetzstellbetrieb eingesetzt
Load (auxiliary device 1):
 BSC624-12V-B No. 002 programmed with firmware
“SW-FW-BSC6-04-00-00-T04”, acting current limiting
in buck mode
Kühlung (50% Wasser, 50% Ethylenglykol):
 Kühlung aller Geräte
 Kühlflüssigkeitstemperaturregelsystem Julabo FP51
(Brusa-Nr. 379)
 Temperatur kontinuierlich auf 25°C geregelt
 Durchflussrate 4l/min
Cooling (50% water, 50% ethylene glycol):
 All devices being cooled
 Coolant temperature regulation system Julabo FP51
(Brusa-No. 379)
 Temperature regulated to 25°C
 Flow rate 4l/min
Da die Verluste grundsätzlich aus Leerlaufverlusten (Versorgungsschaltungen, Treiber usw.) und Verlusten bestehen, die hauptsächlich durch den RDSon der Schalter
verursacht werden, nimmt der Wirkungsgrad bei steigendem LV-Strom zuerst rapid zu und fällt dann wieder leicht
ab.
Since the entire losses basically consist of no-load losses
(supply circuits, driver etc.) and losses mainly caused by
the RDSon of the switches, the efficiency increases first
rapidly and then drops slightly while the LV-current is increased.
Je höher die LV-Spannung bei einem konstanten LVStrom, umso besser wird der Wirkungsgrad aufgrund des
grösseren Leistungstransfers während die Verluste nur
minimal ansteigen.
The higher the LV-voltage at a constant LV-current, the
better becomes the efficiency due to the higher power
transfer while the losses only slightly increase.
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29 / 161
Validierungsbericht BSC624-12V-B
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Validation report BSC624-12V-B
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Validierungsbericht BSC624-12V-B
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Validation report BSC624-12V-B
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Validierungsbericht BSC624-12V-B
2.4
Leerlaufverluste im
Tiefsetzstellbetrieb
No-load losses in buck
mode
2.4.1
Testaufbau
Test setup
Validation report BSC624-12V-B
MM4: Metrahit 29S
mV
MM1: Metrahit 23S 16A unfused
EA-PS 9750-25
A
Brusa-No. 397
750V/25A/9kW
Power Supply
LV+
Shunt: 60mV/200A
(1mV/5A tap)
BSC624-12V
1)
MM2
V
HV
No. 007
V
1)
MM3
Device Under Test
AUX-Supply, CAN and
RS232 connected via
testbox
LV- (Housing)
1)
MM5
A
Control Interface
Brusa-No. 149
1)
Valid meters:
- Metrahit 23S, 28S, 29S
- Agilent U1253A
Meters:
- Metrahit 23S:
- Metrahit 29S:
- Agilent U1253A:
2.4.2
Messaufbau
Measurement setup
Brusa-No.:
004, 332
401, 404
528, 537, 539,
541, 542, 544
Der HV-Strom wird mit einem Multimeter MetraHit 23S
gemessen.
The HV-current is measured with a multimeter MetraHit
23S.
Um die Verlustleistung zu ermitteln, werden Spannungen
und Ströme zur gleichen Zeit mit der Digitalkamera Panasonic DMC-TZ3 (Brusa-Nr. 407) festgehalten.
In order to determine the losses, voltage and current values are captured with the digital camera Panasonic DMCTZ3 (Brusa-No. 407).
BSC624-12V-B_Validation report_110406.docx
32 / 161
Validierungsbericht BSC624-12V-B
2.4.3
2.4.4
Messbedingungen für
Leerlaufverluste als
Funktion der HVSpannung
Measurement conditions
for no-load losses as a
function of the HVvoltage
Messbedingungen für
Leerlaufverluste als
Funktion der HV- und LVSpannung
Measurement conditions
for no-load losses as a
function of the HV- and
LV-voltage
Validation report BSC624-12V-B
Testgerät:
 BSC624-12V-B Nr. 007 mit Firmware „SW-FW-BSC604-00-00-T04” programmiert; als Spannungsregler im
Tiefsetzstellbetrieb eingesetzt
Device under test:
 BSC624-12V-B No. 007 programmed with firmware
“SW-FW-BSC6-04-00-00-T04”; operating as voltage
controller in buck mode
HV-Speisung:
 9kW Speisung EA-PS 9750-25 (Brusa-Nr. 397) wird
für die Einstellung der HV-Spannung verwendet
 UHV = 220V – 450V
HV-power supply:
 9kW power supply EA-PS 9750-25 (Brusa-No. 397) is
used to adjust the HV-voltage
 UHV = 220V – 450V
ULV_com = 14.0V
ULV_com = 14.0V
ILV = 0A (Leerlauf)
ILV = 0A (no-load)
Kühlung (50% Wasser, 50% Ethylenglykol):
 Kühlflüssigkeitstemperaturregelsystem Julabo FP51
(Brusa-Nr. 379)
 Temperatur: 25°C
 Durchflussrate 4l/min
Cooling (50% water, 50% ethylene glycol):
 Coolant temperature regulation system Julabo FP51
(Brusa-No. 379)
 Temperature: 25°C
 Flow rate 4l/min
Testgerät:
 BSC624-12V-B Nr. 007 mit Firmware „SW-FW-BSC604-00-00-T04” programmiert; als Spannungsregler im
Tiefsetzstellbetrieb eingesetzt
Device under test:
 BSC624-12V-B No. 007 programmed with firmware
“SW-FW-BSC6-04-00-00-T04”; operating as voltage
controller in buck mode
HV-Speisung:
 9kW Speisung EA-PS 9750-25 (Brusa-Nr. 397) wird
für die Einstellung der HV-Spannung verwendet
 UHV = 220V – 450V
HV-power supply:
 9kW power supply EA-PS 9750-25 (Brusa-No. 397) is
used to adjust the HV-voltage
 UHV = 220V – 450V
ULV_com = 8.0V – 16.0V
ULV_com = 8.0V – 16.0V
ILV = 0A (Leerlauf)
ILV = 0A (no-load)
Kühlung (50% Wasser, 50% Ethylenglykol):
 Kühlflüssigkeitstemperaturregelsystem Julabo FP51
(Brusa-Nr. 379)
 Temperatur: 25°C
 Durchflussrate 4l/min
Cooling (50% water, 50% ethylene glycol):
 Coolant temperature regulation system Julabo FP51
(Brusa-No. 379)
 Temperature: 25°C
 Flow rate 4l/min
BSC624-12V-B_Validation report_110406.docx
33 / 161
Validierungsbericht BSC624-12V-B
BSC624-12V-B_Validation report_110406.docx
Validation report BSC624-12V-B
34 / 161
Validierungsbericht BSC624-12V-B
BSC624-12V-B_Validation report_110406.docx
Validation report BSC624-12V-B
35 / 161
Validierungsbericht BSC624-12V-B
2.5
Leerlaufverluste im
Hochsetzstellbetrieb
No-load losses in boost
mode
2.5.1
Testaufbau
Test setup
Validation report BSC624-12V-B
MM1: Metrahit 23S 16A unfused
MM4: Metrahit 23S 16A unfused
A
EA-PS 3032-10B
A
LV+
Brusa-No. 596
BSC624-12V-B
1)
MM2
V
HV
No. 007
V
20V/10A
Power Supply
1)
MM3
Device Under Test
AUX-Supply, CAN and
RS232 connected via
testbox
MM5
LV- (Housing)
1)
A
Control Interface
Brusa-No. 149
1)
Valid meters:
- Metrahit 23S, 28S, 29S
- Agilent U1253A
Meters:
- Metrahit 23S:
- Metrahit 29S:
- Agilent U1253A:
2.5.2
Messaufbau
Measurement setup
Brusa-No.:
004, 332
401, 404
528, 537, 539,
541, 542, 544
Der LV-Strom wird mit einem Multimeter MetraHit 23S
gemessen.
The LV-current is measured with a multimeter MetraHit
23S.
Um die Verlustleistung zu ermitteln, werden Spannungen
und Ströme zur gleichen Zeit mit der Digitalkamera Panasonic DMC-TZ3 (Brusa-Nr. 407) festgehalten.
In order to determine the losses, voltage and current values are captured with the digital camera Panasonic DMCTZ3 (Brusa-No. 407).
BSC624-12V-B_Validation report_110406.docx
36 / 161
Validierungsbericht BSC624-12V-B
2.5.3
2.5.4
Messbedingungen für
Leerlaufverluste als
Funktion der HVSpannung
Measurement conditions
for no-load losses as a
function of the HVvoltage
Messbedingungen für
Leerlaufverluste als
Funktion der HV- und LVSpannung
Measurement conditions
for no-load losses as a
function of the HV- and
LV-voltage
Validation report BSC624-12V-B
Testgerät:
 BSC624-12V-B Nr. 007 mit Firmware „SW-FW-BSC604-00-00-T04” programmiert; als Spannungsregler im
Hochsetzstellbetrieb eingesetzt
Device under test:
 BSC624-12V-B No. 007 programmed with firmware
“SW-FW-BSC6-04-00-00-T04”; operating as voltage
controller in boost mode
LV-Speisung:
 LV-Speisung EA-PS 3032-10B (Brusa-Nr. 596) wird
für die Einstellung der LV-Spannung verwendet
 ULV = 8.0V – 16.0V
LV-power supply:
 LV-power supply EA-PS 3032-10B (Brusa-No. 596) is
used to adjust the LV-voltage
 ULV = 8.0V – 16.0V
UHV_com = 320V
UHV_com = 320V
IHV = 0A (Leerlauf)
IHV = 0A (no-load)
Kühlung (50% Wasser, 50% Ethylenglykol):
 Kühlflüssigkeitstemperaturregelsystem Julabo FP51
(Brusa-Nr. 379)
 Temperatur: 25°C
 Durchflussrate 4l/min
Cooling (50% water, 50% ethylene glycol):
 Coolant temperature regulation system Julabo FP51
(Brusa-No. 379)
 Temperature: 25°C
 Flow rate 4l/min
Testgerät:
 BSC624-12V-B Nr. 007 mit Firmware „SW-FW-BSC604-00-00-T04” programmiert; als Spannungsregler im
Hochsetzstellbetrieb eingesetzt
Device under test:
 BSC624-12V-B No. 007 programmed with firmware
“SW-FW-BSC6-04-00-00-T04”; operating as voltage
controller in boost mode
LV-Speisung:
 LV-Speisung EA-PS 3032-10B (Brusa-Nr. 596) wird
für die Einstellung der LV-Spannung verwendet
 ULV = 8.0V – 16.0V
LV-power supply:
 LV-power supply EA-PS 3032-10B (Brusa-No. 596) is
used to adjust the LV-voltage
 ULV = 8.0V – 16.0V
UHV_com = 240V – 450V
UHV_com = 240V – 450V
IHV = 0A (Leerlauf)
IHV = 0A (no-load)
Kühlung (50% Wasser, 50% Ethylenglykol):
 Kühlflüssigkeitstemperaturregelsystem Julabo FP51
(Brusa-Nr. 379)
 Temperatur: 25°C
 Durchflussrate 4l/min
Cooling (50% water, 50% ethylene glycol):
 Coolant temperature regulation system Julabo FP51
(Brusa-No. 379)
 Temperature: 25°C
 Flow rate 4l/min
BSC624-12V-B_Validation report_110406.docx
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Validierungsbericht BSC624-12V-B
BSC624-12V-B_Validation report_110406.docx
Validation report BSC624-12V-B
38 / 161
Validierungsbericht BSC624-12V-B
BSC624-12V-B_Validation report_110406.docx
Validation report BSC624-12V-B
39 / 161
Validierungsbericht BSC624-12V-B
2.6
Stromaufnahme der
Steuerschnittstelle
Current consumption of
user interface
2.6.1
Testaufbau
Test setup
Validation report BSC624-12V-B
MM4: Metrahit 29S
mV
MM1: Metrahit 23S 16A unfused
EA-PS 9750-25
Brusa-No. 397
750V/25A/9kW
Power Supply
A
MM21)
Brusa-No. 596
32V/10A
Power Supply
A
V
V
HV
No. 007
V
MM31)
LV- (Housing)
Testbox
Brusa-No. 149
MM61)
Shunt: 60mV/200A
(1mV/5A tap)
Device Under Test
MM5: Metrahit 29S
EA-PS 3032-10B
LV+
BSC624-12V-B
Control Interface
AUX-Supply, CAN and
RS232 connected
1)
Valid meters:
- Metrahit 23S, 28S, 29S
- Agilent U1253A
Meters:
- Metrahit 23S:
- Metrahit 29S:
- Agilent U1253A:
2.6.2
Messaufbau
Measurement setup
Die Stromaufnahme der Steuerschnittstelle wird mit einem
Multimeter MetraHit 29S gemessen.
BSC624-12V-B_Validation report_110406.docx
40 / 161
Brusa-No.:
004, 332
401, 404
528, 537, 539,
541, 542, 544
The current consumption of the user interface is measured
with a multimeter MetraHit 29S.
Validierungsbericht BSC624-12V-B
2.6.3
Messbedingungen
Measurement conditions
Validation report BSC624-12V-B
Testgerät:
 BSC624-12V-B Nr. 007 mit Firmware „SW-FW-BSC604-00-00-T04” programmiert; als Spannungsregler im
Tiefsetzstellbetrieb eingesetzt
Device under test:
 BSC624-12V-B No. 007 programmed with firmware
“SW-FW-BSC6-04-00-00-T04”; operating as voltage
controller in buck mode
HV-Speisung:
 9kW Speisung EA-PS 9750-25 (Brusa-Nr. 397) wird
für die Einstellung der HV-Spannung verwendet
 UHV = 0V / 330V
HV-power supply:
 9kW power supply EA-PS 9750-25 (Brusa-No. 397) is
used to adjust the HV-voltage
 UHV = 0V / 330V
LV-Speisung:
 LV-Speisung EA-PS 3032-10B (Brusa-Nr. 596) wird
für die Einstellung der AUX-Spannung verwendet
 UAUX = 0V – 32.0V
LV-power supply:
 LV-power supply EA-PS 3032-10B (Brusa-No. 596) is
used to adjust the AUX-voltage
 UAUX = 0V – 32.0V
ULV_com = 14.0V
ULV_com = 14.0V
ILV = 0A (Leerlauf)
ILV = 0A (no-load)
Kühlung (50% Wasser, 50% Ethylenglykol):
 Kühlflüssigkeitstemperaturregelsystem Julabo FP51
(Brusa-Nr. 379)
 Temperatur: 25°C
 Durchflussrate 4l/min
Cooling (50% water, 50% ethylene glycol):
 Coolant temperature regulation system Julabo FP51
(Brusa-No. 379)
 Temperature: 25°C
 Flow rate 4l/min
BSC624-12V-B_Validation report_110406.docx
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Validierungsbericht BSC624-12V-B
BSC624-12V-B_Validation report_110406.docx
Validation report BSC624-12V-B
42 / 161
Validierungsbericht BSC624-12V-B
3
Dynamisches Verhalten
Dynamic behavior
3.1
LV-Spannung
Sprungantwort
LV-voltage step response
3.1.1
Testaufbau
Test setup
3.1.2
Messaufbau
Measurement setup
Validation report BSC624-12V-B
Oszilloskop: Agilent Technologies DSO6034A (Brusa-Nr.
367)
Oscilloscope: Agilent Technologies DSO6034A (BrusaNo. 367)
CH1: ULV - PWM Befehl von Mikrokontroller (Differenztastkopf Agilent N2772A (Brusa-Nr. 368))
CH1: ULV - PWM command of microcontroller (active differential probe Agilent N2772A (Brusa-No. 368))
CH2: ULV
CH2: ULV
Trigger auf Tastverhältnis von CH1
Trigger on duty cycle of CH1
BSC624-12V-B_Validation report_110406.docx
43 / 161
Validierungsbericht BSC624-12V-B
3.1.3
3.1.4
Messbedingungen
Measurement conditions
Ergebnis
Result
Validation report BSC624-12V-B
Testgerät:
 BSC624-12V-B Nr. 016 mit Firmware “SW-FW-BSC604-00-00 T03” programmiert; als Spannungsregler im
Tiefsetzstellbetrieb eingesetzt
Device under test:
 BSC624-12V-B No. 016 programmed with firmware
“SW-FW-BSC6-04-00-00 T03”; operating as voltage
controller in buck mode
HV-Speisung:
 10kW Speisung EA-PS 81000-30 (Brusa-Nr. 644)
wird für die Einstellung der HV-Spannung verwendet
 UHV = 250V / 360V / 450V
HV-power supply:
 10kW power supply EA-PS 81000-30 (Brusa-No. 644)
is used to adjust the HV voltage
 UHV = 250V / 360V / 450V
ULV_com = 13.0V
ULV_com = 13.0V
14.0V
14.0V
ILV = 0A / ca. 150A @ ULV = 14.0V
ILV = 0A / app. 150A @ ULV = 14.0V
Last:
 Lampen 10x 28V/600W (Brusa-Nr. 338) parallel geschaltet
Load:
 Lamps 10x 28V/600W (Brusa-No. 338) connected in
parallel
Kühlung (50% Wasser, 50% Ethylenglykol):
 Kühlflüssigkeitstemperaturregelsystem Julabo FP51
(Brusa-Nr. 379)
 Temperatur: 25°C
 Pumpenstufe 4
Cooling (50% water, 50% ethylene glycol):
 Coolant temperature regulation system Julabo FP51
(Brusa-No. 379)
 Temperature: 25°C
 Pump level 4
Dieser Test soll die Dynamik des Spannungsreglers selber unter Beweis stellen. Aus diesem Grund ist der Spannungssprung auch nicht grösser gewählt worden. Wäre
das nämlich der Fall gewesen, wäre damit nicht nur der
Spannungsregler, sondern auch der Stromregler überprüft
worden.
This test is dedicated to underline the performance of the
voltage regulator itself. Therefore the voltage step has not
been chosen bigger. If the voltage step was bigger, not
only the voltage regulator, but also the current regulator
would be tested.
Wie die Bilder unten jedenfalls zeigen, ist die Sprungantwort im Leerlauf schneller als 350us (10% bis 90%).
However, as the graphs below show, the step response at
no-load is faster than 350us (10% to 90%).
BSC624-12V-B_Validation report_110406.docx
44 / 161
Validierungsbericht BSC624-12V-B
3.1.4.1 ILV = 0A
ILV = 0A
3.1.4.1.1 UHV = 250V
3.1.4.1.2 UHV = 360V
Validation report BSC624-12V-B
ULV = 13V
14V
UHV = 250V; Rise time = 284us
ULV = 14V
13V
UHV = 250V; Fall time = 312us
ULV = 13V
14V
UHV = 360V; Rise time = 292us
ULV = 14V
13V
UHV = 360V; Fall time = 324us
BSC624-12V-B_Validation report_110406.docx
45 / 161
Validierungsbericht BSC624-12V-B
3.1.4.1.3 UHV = 450V
3.1.4.2 ILV = ca. 150A
ILV = app. 150A
3.1.4.2.1 UHV = 250V
Validation report BSC624-12V-B
ULV = 13V
14V
UHV: 450V; Rise time = 304us
ULV = 14V
13V
UHV: 450V; Fall time = 340us
ULV = 13V
14V
UHV = 250V; Rise time = 452us
ULV = 14V
13V
UHV = 250V; Fall time = 416us
BSC624-12V-B_Validation report_110406.docx
46 / 161
Validierungsbericht BSC624-12V-B
Validation report BSC624-12V-B
3.1.4.2.2 UHV = 360V
ULV = 13V
14V
UHV = 360V; Rise time = 468us
ULV = 14V
13V
UHV = 360V; Fall time = 440us
3.1.4.2.3 UHV = 450V
ULV = 13V
14V
UHV = 450V; Rise time = 548us
ULV = 14V
13V
UHV = 450V; Fall time = 472us
BSC624-12V-B_Validation report_110406.docx
47 / 161
Validierungsbericht BSC624-12V-B
3.2
HV-Spannung
Sprungantwort
HV-voltage step response
3.2.1
Testaufbau
Test setup
Validation report BSC624-12V-B
MM1: Metrahit 23S 16A unfused
2x18mF 6.6mF
A
Lamps:
250V: 2x 230V/2kW
350V: 4x 230V/2kW
440V: 4x 230V/2kW
in series
AUX-Supply, CAN and
RS232 connected via
testbox
BSC624-12V-B
1)
MM2
V
HV
MM3
No. 016
Brusa-No. 378
Device Under Test
12V/220Ah
LV- (Housing)
1)
MM4
A
Control Interface
1)
LV+
BSC624-12V-B
EA-PS 81000-30
Brusa-No. 644
1000V/30A/10kW
Power Supply
AUX-Supply and CAN connected
via testbox
(connection via RS232 not necessary)
Messaufbau
Measurement setup
Lead Acid
Battery
1)
V
Brusa-No. 149
3.2.2
5mF
LV+
HV
No. 009
Valid meters:
- Metrahit 23S, 28S, 29S
- Agilent U1253A
Meters:
- Metrahit 23S:
- Metrahit 29S:
- Agilent U1253A:
Auxiliary Device
Brusa-No.:
004, 332
401, 404
528, 537, 539,
541, 542, 544
LV- (Housing)
Control Interface
Oszilloskop: Agilent Technologies DSO6034A (Brusa-Nr.
367)
Oscilloscope: Agilent Technologies DSO6034A (BrusaNo. 367)
CH1: UHV - PWM Befehl von Mikrokontroller
CH1: UHV - PWM command of microcontroller
CH2: UHV (Differenztastkopf Agilent N2772A (Brusa-Nr.
368))
CH2: UHV (active differential probe Agilent N2772A (BrusaNo. 368))
Trigger auf Tastverhältnis von CH1
Trigger on duty cycle of CH1
BSC624-12V-B_Validation report_110406.docx
48 / 161
Validierungsbericht BSC624-12V-B
3.2.3
Messbedingungen
Measurement conditions
Validation report BSC624-12V-B
Testgerät:
 BSC624-12V-B Nr. 016 mit Firmware “SW-FW-BSC604-00-00 T05” programmiert; als Spannungsregler im
Hochsetzstellbetrieb eingesetzt
Device under test:
 BSC624-12V-B No. 016 programmed with firmware
“SW-FW-BSC6-04-00-00 T05”; operating as voltage
controller in boost mode
HV-Speisung:
 10kW Speisung EA-PS 81000-30 (Brusa-Nr. 644)
wird für die Speisung des Hilfsgerät verwendet
HV-power supply:
 10kW power supply EA-PS 81000-30 (Brusa-No. 644)
is used to supply the auxiliary device
LV-Speisung (Hilfsgerät):
 BSC624-12V-B Nr. 009 mit Firmware „SW-FW-BSC604-00-00 T04“ programmiert; als Spannungsregler im
Tiefsetzstellbetrieb
 12V/220Ah Bleibatterie (Brusa-Nr. 378)
 ULV = 12.0V (beim Sprung kann die Spannung durchaus etwas zusammenbrechen)
LV-power supply (auxiliary device):
 BSC624-12V-B No. 009 programmed with firmware
“SW-FW-BSC6-04-00-00 T04”; operating as voltage
controller in buck mode
 12V/220Ah lead-acid battery (Brusa-No. 378)
 ULV = 12.0V (during the step the voltage may drop
quite a little)
UHV_com = 250V
UHV_com = 250V
260V / 350V
360V / 440V
450V
260V / 350V
360V / 440V
450V
ILV ist aufgrund des resistiven Verhaltens der Lampen abhängig von der kommandierten Spannung
ILV depends on the commanded voltage due to the resistive behavior of the lamps
Last:
 Leerlauf
 Lampen 2x 230V/2kW (für 250V) in Serie geschaltet
 Lampen 4x 230V/2kW (für 350V & 440V) in Serie geschaltet
Load:
 No load
 Lamps 2x 230V/2kW (at 250V) connected in series
 Lamps 4x 230V/2kW (at 350V / 440V) connected in
series
Kühlung (50% Wasser, 50% Ethylenglykol):
 Kühlung beider Geräte
 Kühlflüssigkeitstemperaturregelsystem Julabo FP51
(Brusa-Nr. 379)
 Temperatur: 25°C
 Pumpenstufe 4
Cooling (50% water, 50% ethylene glycol):
 Both devices being cooled
 Coolant temperature regulation system Julabo FP51
(Brusa-No. 379)
 Temperature: 25°C
 Pump level 4
BSC624-12V-B_Validation report_110406.docx
49 / 161
Validierungsbericht BSC624-12V-B
3.2.4
Ergebnis
Result
Validation report BSC624-12V-B
Dieser Test soll die Dynamik des Spannungsreglers selber unter Beweis stellen. Aus diesem Grund ist der Spannungssprung auch nicht grösser gewählt worden. Wäre
das nämlich der Fall gewesen, wäre damit nicht nur der
Spannungsregler, sondern auch der Stromregler überprüft
worden.
This test is dedicated to underline the performance of the
voltage regulator itself. Therefore the voltage step has not
been chosen bigger. If the voltage step was bigger, not
only the voltage regulator, but also the current regulator
would be tested.
Wie die Bilder unten jedenfalls zeigen, ist die Sprungantwort schneller als 400us (10% bis 90%).
However, as the graphs below show, the step response is
faster than 400us (10% to 90%).
Bei Verwendung der 2x (bzw. 4x) 230V/2kW Lampen als
Last zeigt der Regler geringfügige Schwingungstendenzen. Dies liegt daran, dass einerseits eine Lampe eine
durchaus heikle Strecke darstellt, andrerseits fehlen jegliche externe Kondensatoren auf der Hochspannung.
When using 2x (or 4x) 230V/2kW lamps as a load, the
regulator shows marginal oscillation tendencies. This is
caused on the one hand by the lamps, that are somehow
a critical controlled system, on the other hand there are no
external capacitors at all on the high voltage.
3.2.4.1 ILV = 0A
ILV = 0A
3.2.4.1.1 UHV = 250V
260V
UHV_com = 250V
BSC624-12V-B_Validation report_110406.docx
260V; Rise time = 300us
UHV_com = 260V
50 / 161
250V; Fall time = 268us
Validierungsbericht BSC624-12V-B
Validation report BSC624-12V-B
3.2.4.1.2 UHV = 350V
360V
UHV_com = 350V
360V; Rise time = 292us
UHV_com = 360V
350V; Fall time = 312us
3.2.4.1.3 UHV = 440V
450V
UHV_com = 440V
450V; Rise time = 320us
UHV_com = 440V
450V; Fall time = 324us
BSC624-12V-B_Validation report_110406.docx
51 / 161
Validierungsbericht BSC624-12V-B
Validation report BSC624-12V-B
3.2.4.2 ILV = 138A
ILV = 138A
3.2.4.2.1 UHV = 250V
260V
UHV_com = 250V
260V, ILV = 138A @260V
Rise time = 412us
UHV_com = 260V
250V, ILV = 138A @260V
Rise time = 432us
360V
UHV_com = 350V
360V, ILV = 156A @360V
Rise time = 448us
UHV_com = 360V
350V, ILV = 156A @360V
Rise time = 408us
3.2.4.3 ILV = 156A
ILV = 156A
3.2.4.3.1 UHV = 350V
BSC624-12V-B_Validation report_110406.docx
52 / 161
Validierungsbericht BSC624-12V-B
Validation report BSC624-12V-B
3.2.4.4 ILV = 216A
ILV = 216A
3.2.4.4.1 UHV = 440V
450V
UHV_com = 440V
450V, ILV = 216A @450V
Rise time = 480us
BSC624-12V-B_Validation report_110406.docx
UHV_com = 440V
450V, ILV = 216A @450V
Rise time = 500us
53 / 161
Validierungsbericht BSC624-12V-B
3.3
Lastabwurf auf LV-Seite
Load dump at LV-side
3.3.1
Testaufbau
Test setup
Validation report BSC624-12V-B
MM1: Metrahit 23S 16A unfused
Contactor
A
EA-PS 81000-30
BSC624-12V-B
1)
MM2
Brusa-No. 644
V
1000V/30A/10kW
Power Supply
AUX-Supply, CAN and
RS232 connected via
testbox
LV+
HV
No. 016
1)
MM3
Lamps: all parallel
10x 28V/600W
10x 28V/450W
V
Device Under Test
1)
1)
LV- (Housing)
MM4
A
Control Interface
Brusa-No. 149
EA-BFC 2000
Brusa-No. 048
Back-Feed Converter
0 - 80A/60V
Valid meters:
- Metrahit 23S, 28S, 29S
- Agilent U1253A
Meters:
- Metrahit 23S:
- Metrahit 29S:
- Agilent U1253A:
Mains
3.3.2
Messaufbau
Measurement setup
Brusa-No.:
004, 332
401, 404
528, 537, 539,
541, 542, 544
Oszilloskop: Agilent Technologies DSO6034A (Brusa-Nr.
367)
Oscilloscope: Agilent Technologies DSO6034A (BrusaNo. 367)
CH1: ULV (Agilent Tastkopf 10:1)
CH1: ULV (Agilent probe 10:1)
BSC624-12V-B_Validation report_110406.docx
54 / 161
Validierungsbericht BSC624-12V-B
3.3.3
3.3.4
Messbedingungen
Measurement conditions
Ergebnis
Result
Validation report BSC624-12V-B
Testgerät:
 BSC624-12V-B Nr. 016 mit Firmware “SW-FW-BSC604-00-00 T05” programmiert; als Spannungsregler im
Tiefsetzstellbetrieb eingesetzt
Device under test:
 BSC624-12V-B No. 016 programmed with firmware
“SW-FW-BSC6-04-00-00 T05”; operating as voltage
controller in buck mode
HV-Speisung:
 10kW Speisung EA-PS 81000-30 (Brusa-Nr. 644)
wird für die Einstellung der HV-Spannung verwendet
 UHV = 250V / 360V / 450V
HV-power supply:
 10kW power supply EA-PS 81000-30 (Brusa-No. 644)
is used to adjust the HV voltage
 UHV = 250V / 360V / 450V
ULV_com = 8.0V / 16.0V
ULV_com = 8.0V / 16.0V
ILV = 250A (eingestellt durch Netzrückspeisung)
ILV = 250A (adjusted by back-feed converter)
Last:
 Netzrückspeisung EA-BFC 2000 (Brusa-Nr. 048)
 Lampen 10x 28V/450V (Brusa-Nr. 337) und 10x
28V/600W (Brusa-Nr. 338) parallel geschaltet
Load:
 Back-feed converter EA-BFC 2000 (Brusa-No. 048)
 Lamps 10x 28V/450W (Brusa-No. 337) and 10x
28V/600W (Brusa-No. 338) connected in parallel
Kühlung (50% Wasser, 50% Ethylenglykol):
 Kühlflüssigkeitstemperaturregelsystem Julabo FP51
(Brusa-Nr. 379)
 Temperatur: 25°C
 Pumpenstufe 4
Cooling (50% water, 50% ethylene glycol):
 Coolant temperature regulation system Julabo FP51
(Brusa-No. 379)
 Temperature: 25°C
 Pump level 4
Der Lastabwurf bei maximalem Strom im Tiefsetzstellbetrieb führt unter keinen Umständen zu einer Beschädigung
des Geräts.
The load dump at maximum current in buck mode does
not harm the device under any circumstances.
Auffallend ist, dass bei einer Sollspannung von 8V der
Lastabwurf zu einer wesentlich grösseren Überschwingung führt als bei einer Sollspannung von 16V. Darüber
hinaus ist die Form des Überschwingers ebenfalls unterschiedlich.
It is conspicuous, that at a commanded voltage of 8V the
load dump results in a substantial higher overshoot than
this is the case at a commanded voltage of 16V. Moreover, the form of the overshoot is different as well.
Der Grund liegt darin, dass bei einer Sollspannung von 8V
dem Spannungsregler mehr „Raum“ und Zeit zur Verfügung steht, um eingreifen zu können. Es bleibt schliesslich
nur äusserst wenig Zeit, um den Drosselstrom zu reduzieren.
Bei einer Sollspannung von 16V hingegen hat der Spannungsregler keine Chance mehr, um einzugreifen. Es wird
daher LV-Überspannung detektiert und das Gerät unmittelbar abgeschaltet.
BSC624-12V-B_Validation report_110406.docx
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The reason is, that at a commanded voltage of 8V the
voltage regulator has more “room” and time, in order to
take corrective action. There is ultimately not much time
left, in order to reduce the choke current.
At a commanded voltage of 16V on the other hand the
voltage regulator has just no chance, in order to take action. As a consequence, LV-overvoltage will be detected,
which results in an immediate shut-down of the device.
Validierungsbericht BSC624-12V-B
Validation report BSC624-12V-B
3.3.4.1 UHV = 250V
ULV_com = 8.0V: Overshoot = 9.4V
ULV_com = 16.0V: Overshoot = 4.65V
3.3.4.2 UHV = 360V
ULV_com = 8.0V: Overshoot = 9.4V
ULV_com = 16.0V: Overshoot = 4.35V
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Validierungsbericht BSC624-12V-B
3.3.4.3 UHV = 450V
Validation report BSC624-12V-B
ULV_com = 8.0V: Overshoot = 9.1V
BSC624-12V-B_Validation report_110406.docx
ULV_com = 16.0V: Overshoot = 4.95V
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Validierungsbericht BSC624-12V-B
3.4
Lastabwurf auf HV-Seite
Load dump at HV-side
3.4.1
Testaufbau
Test setup
Validation report BSC624-12V-B
Contactor
2x18mF
1)
LV+
BSC624-12V-B
1)
MM1
V
HV
Lead Acid
Battery
1)
MM2
No. 016
V
Brusa-No. 378
Device Under Test
AUX-Supply, CAN and
RS232 connected via
testbox
Valid meters:
- Metrahit 23S, 28S, 29S
- Agilent U1253A
12V/220Ah
Meters:
- Metrahit 23S:
- Metrahit 29S:
- Agilent U1253A:
LV- (Housing)
1)
Brusa-No.:
004, 332
401, 404
528, 537, 539,
541, 542, 544
MM3
A
Control Interface
Brusa-No. 149
LV+
BSC624-12V-B
HV
No. 009
Auxiliary Device
AUX-Supply and CAN connected
via testbox
(connection via RS232 not necessary)
3.4.2
Messaufbau
Measurement setup
Lamps: all
parallel
10x 28V/600W
10x 28V/450W
EA-BFC 2000
Brusa-No. 048
Mains
Back-Feed Converter
0 - 80A/60V
LV- (Housing)
Control Interface
Oszilloskop: Agilent Technologies DSO6034A (Brusa-Nr.
367)
Oscilloscope: Agilent Technologies DSO6034A (BrusaNo. 367)
CH1: UHV (Differenztastkopf Agilent N2772A (Brusa-Nr.
368))
CH2: UHV (active differential probe Agilent N2772A (BrusaNo. 368))
BSC624-12V-B_Validation report_110406.docx
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Validierungsbericht BSC624-12V-B
3.4.3
Messbedingungen
Measurement conditions
Validation report BSC624-12V-B
Testgerät:
 BSC624-12V-B Nr. 016 mit Firmware “SW-FW-BSC604-00-00 T05” programmiert; als Spannungsregler im
Hochsetzstellbetrieb eingesetzt
Device under test:
 BSC624-12V-B No. 016 programmed with firmware
“SW-FW-BSC6-04-00-00 T05”; operating as voltage
controller in boost mode
LV-Speisung:
 12V/220Ah Bleibatterie (Brusa-Nr. 378)
 ULV = 12.0V (beim Sprung kann die Spannung durchaus etwas zusammenbrechen)
LV-power supply:
 12V/220Ah lead-acid battery (Brusa-No. 378)
 ULV = 12.0V (during the step the voltage may drop
quite a little)
UHV_com = 250V / 360V / 450V
UHV_com = 250V / 360V / 450V
ILV = 250A (eingestellt durch Netzrückspeisung)
ILV = 250A (adjusted by back-feed converter)
Last (Hilfsgerät):
 BSC624-12V-B Nr. 009 mit Firmware „SW-FW-BSC604-00-00 T04“ programmiert; stromlimitierend im Tiefsetzstellbetrieb eingesetzt
 Netzrückspeisung (Brusa-Nr. 048)
 Lampen 10x 28V/450V (Brusa-Nr. 337) und 10x
28V/600W (Brusa-Nr. 338) parallel geschaltet
Load (auxiliary device):
 BSC624-12V-B No. 009 programmed with firmware
“SW-FW-BSC6-04-00-00 T04”; acting current limiting
in buck mode
 Back-feed converter (Brusa-No. 048)
 Lamps 10x 28V/450W (Brusa-No. 337) and 10x
28V/600W (Brusa-No. 338) connected in parallel
Kühlung (50% Wasser, 50% Ethylenglykol):
 Kühlung beider Geräte
 Kühlflüssigkeitstemperaturregelsystem Julabo FP51
(Brusa-Nr. 379)
 Temperatur: 25°C
 Pumpenstufe 4
Cooling (50% water, 50% ethylene glycol):
 Both devices being cooled
 Coolant temperature regulation system Julabo FP51
(Brusa-No. 379)
 Temperature: 25°C
 Pump level 4
BSC624-12V-B_Validation report_110406.docx
59 / 161
Validierungsbericht BSC624-12V-B
3.4.4
Ergebnis
Result
Validation report BSC624-12V-B
Der Lastabwurf bei maximalem Strom im Hochsetzstellbetrieb führt unter keinen Umständen zu einer Beschädigung
des Geräts.
The load dump at maximum current in boost mode does
not harm the device under any circumstances.
Auffallend ist auch hier, dass bei einer Sollspannung von
250V der Lastabwurf zu einer wesentlich grösseren Überschwingung führt als bei einer Sollspannung von 360V
bzw. 450V (ca. 51.5V im Vergleich zu ca. 51V bzw. 46V).
Darüber hinaus ist die Form des Überschwingers ebenfalls unterschiedlich.
It is conspicuous here as well, that at a commanded voltage of 250V the load dump results in a substantial higher
overshoot than this is the case at a commanded voltage of
360V, resp. 450V (app. 51.5V with regards to app. 51V,
resp. 46V). Moreover, the form of the overshoot is different
as well.
Der Grund liegt darin, dass bei einer Sollspannung von
250V dem Spannungsregler mehr „Raum“ und Zeit zur
Verfügung steht, um eingreifen zu können. Es bleibt
schliesslich nur äusserst wenig Zeit, um den Drosselstrom
zu reduzieren.
The reason is that at a commanded voltage of 250V the
voltage regulator has more “room” and time, in order to
take corrective action. There is ultimately not much time
left, in order to reduce the choke current.
Bei einer Sollspannung von 450V hingegen hat der Spannungsregler keine Chance mehr, um einzugreifen. Es wird
daher HV-Überspannung detektiert und das Gerät unmittelbar abgeschaltet.
At a commanded voltage of 450V on the other side the
voltage regulator has just no chance, in order to take action. As a consequence, HV-overvoltage will be detected,
which results in an immediate shut-down of the device.
3.4.4.1 UHV_com = 250V: Overshoot = 51.5V
BSC624-12V-B_Validation report_110406.docx
3.4.4.2 UHV_com = 360V: Overshoot = 51.0V
60 / 161
Validierungsbericht BSC624-12V-B
Validation report BSC624-12V-B
3.4.4.3 UHV_com = 450V: Overshoot = 46.0V
BSC624-12V-B_Validation report_110406.docx
61 / 161
Validierungsbericht BSC624-12V-B
3.5
LV-Strom Sprungantwort
LV-current step response
3.5.1
Testaufbau
Test setup
3.5.2
Messaufbau
Measurement setup
3.5.3
Messbedingungen
Measurement conditions
Validation report BSC624-12V-B
Oszilloskop: Agilent Technologies DSO6034A (Brusa-Nr.
367)
Oscilloscope: Agilent Technologies DSO6034A (Brusa-No.
367)
CH1: ILV_lim - PWM Befehl von Mikrokontroller (Differenztastkopf Agilent N2772A (Brusa-Nr. 368))
CH1: ILV_lim - PWM command of microcontroller (active differential probe Agilent N2772A (Brusa-No. 368))
CH2: ILV
CH2: ILV
Trigger auf Tastverhältnis von CH1
Trigger on duty cycle of CH1
Testgerät:
 BSC624-12V-B Nr. 016 mit Firmware “SW-FW-BSC604-00-00 T05” programmiert; stromlimitierend im Tiefsetzstellbetrieb eingesetzt
Device under test:
 BSC624-12V-B No. 016 programmed with firmware
“SW-FW-BSC6-04-00-00 T05”; acting current limiting
in buck mode
HV-Speisung:
 10kW Speisung EA-PS 81000-30 (Brusa-Nr. 644)
wird für die Einstellung der HV-Spannung verwendet
 UHV = 250V / 360V / 450V
HV-power supply:
 10kW power supply EA-PS 81000-30 (Brusa-No. 644)
is used to adjust the HV voltage
 UHV = 250V / 360V / 450V
ULV_com = 14.0V
ULV_com = 14.0V
ILV_lim = 130A
ILV_lim = 130A
140A
140A
Last:
 Lampen 10x 28V/450V (Brusa-Nr. 337) und 3x
28V/600W (Brusa-Nr. 338) parallel geschaltet
Load:
 Lamps 10x 28V/450W (Brusa-No. 337) and 3x
28V/600W (Brusa-No. 338) connected in parallel
Kühlung (50% Wasser, 50% Ethylenglykol):
 Kühlflüssigkeitstemperaturregelsystem Julabo FP51
(Brusa-Nr. 379)
 Temperatur: 25°C
 Pumpenstufe 4
Cooling (50% water, 50% ethylene glycol):
 Coolant temperature regulation system Julabo FP51
(Brusa-No. 379)
 Temperature: 25°C
 Pump level 4
BSC624-12V-B_Validation report_110406.docx
62 / 161
Validierungsbericht BSC624-12V-B
3.5.4
Ergebnis
Result
Validation report BSC624-12V-B
Wie die Bilder unten zeigen, ist die Sprungantwort in jedem Fall schneller als 1ms (10% bis 90%).
As the graphs below show, the step response is in any
case faster than 1ms (10% to 90%).
3.5.4.1 UHV = 250V
ILV_lim = 130A
140A; Rise time = 690us
ILV_lim = 140A
130A; Fall time = 800us
3.5.4.2 UHV = 360V
ILV_lim = 130A
140A; Rise time = 810us
ILV_lim = 140A
130A; Fall time = 830us
BSC624-12V-B_Validation report_110406.docx
63 / 161
Validierungsbericht BSC624-12V-B
3.5.4.3 UHV = 450V
Validation report BSC624-12V-B
ILV_lim = 130A
BSC624-12V-B_Validation report_110406.docx
140A; Rise time = 850us
ILV_lim = 140A
64 / 161
130A; Fall time = 970us
Validierungsbericht BSC624-12V-B
3.6
LV-Spannung Hochfahrvorgang
LV-voltage boost-up procedure
3.6.1
Testaufbau
Test setup
Validation report BSC624-12V-B
MM4: Metrahit 29S
mV
MM1: Metrahit 23S 16A unfused
A
EA-PS 81000-30
MM2
Brusa-No. 644
V
1000V/30A/10kW
Power Supply
AUX-Supply, CAN and
RS232 connected via
testbox
LV+
BSC624-12V-B
1)
HV
No. 016
Shunt: 60mV/200A
(1mV/5A tap)
1)
MM3
Lamps: all parallel
10x 28V/600W
10x 28V/450W
V
Device Under Test
1)
1)
LV- (Housing)
MM5
A
Control Interface
Brusa-No. 149
EA-BFC 2000
Brusa-No. 048
Back-Feed Converter
0 - 80A/60V
Valid meters:
- Metrahit 23S, 28S, 29S
- Agilent U1253A
Meters:
- Metrahit 23S:
- Metrahit 29S:
- Agilent U1253A:
Mains
3.6.2
3.6.3
Messaufbau
Measurement setup
Bemerkung zur Messung
Comment to measurement
Brusa-No.:
004, 332
401, 404
528, 537, 539,
541, 542, 544
Oszilloskop: Agilent Technologies DSO6034A (Brusa-Nr.
367)
Oscilloscope: Agilent Technologies DSO6034A (BrusaNo. 367)
CH1: ULV (Agilent Tastkopf 10:1)
CH1: ULV (Agilent probe 10:1)
Die Hochfahrtests mit den beschriebenen Lasten sind
teilweise Extremfälle und sollen die Leistungsfähigkeit des
Geräts untermauern. Die verwendeten Lampen waren
beim Einschalten kalt, was einem Kurzschluss entspricht.
Allerdings wird eine Lampe schnell warm und ihr Widerstand nimmt rapide zu. Dieses Verhalten muss der Regler
beherrschen.
The performed boost-up tests with the corresponding
loads are partially extreme cases and just shall demonstrate the capability of the device. The lamps that were
used were cold in the beginning, which corresponds to
short-circuit. However, a lamp becomes warm very quickly
and its resistor increases rapidly. This behavior must be
handled by the regulator.
BSC624-12V-B_Validation report_110406.docx
65 / 161
Validierungsbericht BSC624-12V-B
3.6.4
3.6.5
Messbedingungen
Measurement conditions
Ergebnis
Result
Validation report BSC624-12V-B
Testgerät:
 BSC624-12V-B Nr. 016 mit Firmware “SW-FW-BSC604-00-00 T03” programmiert; als Spannungsregler im
Tiefsetzstellbetrieb eingesetzt
Device under test:
 BSC624-12V-B No. 016 programmed with firmware
“SW-FW-BSC6-04-00-00 T03”; operating as voltage
controller in buck mode
HV-Speisung:
 10kW Speisung EA-PS 81000-30 (Brusa-Nr. 644)
wird für die Einstellung der HV-Spannung verwendet
 UHV = 360V
HV-power supply:
 10kW power supply EA-PS 81000-30 (Brusa-No. 644)
is used to adjust the HV voltage
 UHV = 360V
ULV_com = 14.0V
ULV_com = 14.0V
ILV = 0A / 250A (eingestellt durch Netzrückspeisung)
ILV = 0A / 250A (adjusted by back-feed converter)
Last:
 Netzrückspeisung EA-BFC 2000 (Brusa-Nr. 048)
 Lampen 10x 28V/450V (Brusa-Nr. 337) und 10x
28V/600W (Brusa-Nr. 338) parallel geschaltet
Load:
 Back-feed converter EA-BFC 2000 (Brusa-No. 048)
 Lamps 10x 28V/450W (Brusa-No. 337) and 10x
28V/600W (Brusa-No. 338) connected in parallel
Kühlung (50% Wasser, 50% Ethylenglykol):
 Kühlflüssigkeitstemperaturregelsystem Julabo FP51
(Brusa-Nr. 379)
 Temperatur: 25°C
 Pumpenstufe 4
Cooling (50% water, 50% ethylene glycol):
 Coolant temperature regulation system Julabo FP51
(Brusa-No. 379)
 Temperature: 25°C
 Pump level 4
Im Leerlauf werden die beiden Leistungsstufen des Geräts
gut sichtbar. Im Gegensatz zum Hochfahrvorgang im
Hochsetzstellbetrieb ist im Tiefsetzstellbetrieb der Hoch/Tiefsetzsteller schon zu Beginn in Betrieb, weil die HVSpannung schon vorhanden ist. Daher muss auch nicht
gewartet werden, bis die HV-Versorgung anläuft, sodass
der gesamte Vorgang schneller ist.
In no-load condition both power stages of the device become very well visible. Opposed to the boost-up process
in boost mode, the buck/boost-converter is active in buck
mode already in the very beginning, because the HVvoltage is already available. Therefore, it is not necessary
to wait until the HV-supply is active, which means that the
entire boost-up process is faster.
Im Leerlauf kommt es aufgrund der sehr dynamischen
Vorgänge zu einem leichten Überschwingen der LVSpannung.
In no-load condition the very dynamic procedures result in
a slight overshoot of the LV-voltage.
BSC624-12V-B_Validation report_110406.docx
66 / 161
Validierungsbericht BSC624-12V-B
3.6.5.1 ILV = 0A (Leerlauf)
ILV = 0A (No-load)
Hochlaufzeit:
Boost-up time:
Validation report BSC624-12V-B
Gesamter Hochstartvorgang / Entire boost-up process
10.8ms
10.8ms
Hochlauf Hoch-/Tiefsetzsteller / Boost-up of buck/boost-stage
BSC624-12V-B_Validation report_110406.docx
67 / 161
Hochlauf Trafostufe / Boost-up transformer stage
Validierungsbericht BSC624-12V-B
3.6.5.2 ILV = 250A
Hochlaufzeit:
Boost-up time:
Validation report BSC624-12V-B
Gesamter Hochstartvorgang / Entire boost-up process
5s
5s
BSC624-12V-B_Validation report_110406.docx
68 / 161
Hochlauf Trafostufe / Boost-up transformer stage
Validierungsbericht BSC624-12V-B
3.7
HV-Spannung Hochfahrvorgang
HV-voltage boost-up procedure
3.7.1
Testaufbau
Test setup
Validation report BSC624-12V-B
Lamps:
2x 230V/25W
in series
MM1: Metrahit 23S 16A unfused
2x18mF 7x1.5mF
A
Lamps:
250V: 2x 230V/2kW
350V: 2x 230V/2kW
440V: 4x 230V/2kW
in series
BSC624-12V-B
1)
MM2
V
6mF
AUX-Supply, CAN and
RS232 connected via
testbox
No. 016
HV
V
12V/220Ah
LV- (Housing)
1)
MM4
A
Control Interface
1)
Brusa-No. 644
No. 009
HV
1000V/30A/10kW
Power Supply
AUX-Supply and CAN connected
via testbox
(connection via RS232 not necessary)
Bemerkung zur Messung
Comment to measurement
Valid meters:
- Metrahit 23S, 28S, 29S
- Agilent U1253A
Meters:
- Metrahit 23S:
- Metrahit 29S:
- Agilent U1253A:
BSC624-12V-B
EA-PS 81000-30
3.7.3
Brusa-No. 378
Device Under Test
LV+
Messaufbau
Measurement setup
Lead Acid
Battery
1)
MM3
Brusa-No. 149
3.7.2
5mF
LV+
Auxiliary Device
Brusa-No.:
004, 332
401, 404
528, 537, 539,
541, 542, 544
LV- (Housing)
Control Interface
Oszilloskop: Agilent Technologies DSO6034A (Brusa-Nr.
367)
Oscilloscope: Agilent Technologies DSO6034A (Brusa-No.
367)
CH1: UHV (Differenztastkopf Agilent N2772A (Brusa-Nr.
368))
CH1: UHV (active differential probe Agilent N2772A (BrusaNo. 368))
CH2: U1203, Pin 12 (Agilent Tastkopf 10:1)
CH2: U1203, Pin 12 (Agilent probe 10:1)
CH3: ULV (Differenztastkopf Agilent N2772A (Brusa-Nr.
369))
CH3: ULV (active differential probe Agilent N2772A (BrusaNo. 369))
CH4: uC-Enable2 (Agilent Tastkopf 10:1)
CH4: uC-Enable2 (Agilent probe 10:1)
Die Hochfahrtests mit den beschriebenen Lasten sind
teilweise Extremfälle und sollen die Leistungsfähigkeit des
Geräts untermauern. Die verwendeten Lampen waren
beim Einschalten kalt, was einem Kurzschluss entspricht.
Allerdings wird eine Lampe schnell warm und ihr Widerstand nimmt rapide zu. Dieses Verhalten muss der Regler
beherrschen.
The performed boost-up tests with the corresponding
loads are partially extreme cases and just shall demonstrate the capability of the device. The lamps that were
used were cold in the beginning, which relates to a shortcircuit. However, a lamp becomes warm very quickly and
its resistor increases rapidly. This behavior must be handled by the regulator.
BSC624-12V-B_Validation report_110406.docx
69 / 161
Validierungsbericht BSC624-12V-B
3.7.4
Messbedingungen
Measurement conditions
Validation report BSC624-12V-B
Testgerät:
 BSC624-12V-B Nr. 016 mit Firmware “SW-FW-BSC604-00-00 T05” programmiert; als Spannungsregler im
Hochsetzstellbetrieb eingesetzt
Device under test:
 BSC624-12V-B No. 016 programmed with firmware
“SW-FW-BSC6-04-00-00 T05”; operating as voltage
controller in boost mode
HV-Speisung:
 10kW Speisung EA-PS 81000-30 (Brusa-Nr. 644)
wird für die Speisung des Hilfsgerät verwendet
HV-power supply:
 10kW power supply EA-PS 81000-30 (Brusa-No. 644)
is used to supply the auxiliary device
LV-Speisung (Hilfsgerät):
 BSC624-12V-B Nr. 009 mit Firmware „SW-FW-BSC604-00-00 T04“ programmiert; als Spannungsregler im
Tiefsetzstellbetrieb
 12V/220Ah Bleibatterie (Brusa-Nr. 378)
 ULV = 12.6V (beim Sprung kann die Spannung durchaus etwas zusammenbrechen)
LV-power supply (auxiliary device):
 BSC624-12V-B No. 009 programmed with firmware
“SW-FW-BSC6-04-00-00 T04”; operating as voltage
controller in buck mode
 12V/220Ah lead-acid battery (Brusa-No. 378)
 ULV = 12.6V (during the step the voltage may drop
quite a little)
UHV_com = 250V / 360V / 450V
UHV_com = 245V / 360V / 450V
ILV ist aufgrund des resistiven Verhaltens der Lampen abhängig von der kommandierten Spannung
ILV depends on the commanded voltage due to the resistive behavior of the lamps
Last:
 Leerlauf
 Elkobox (6mF) + Lampen 2x 230V/25W in Serie geschaltet
 Elkobox (6mF) + Lampen 2x 230V/25W in Serie geschaltet + Lampen 2x 230V/2kW in Serie geschaltet
(für 250V & 360V)
 Elkobox (6mF) + Lampen 2x 230V/25W in Serie geschaltet + Lampen 4x 230V/2kW in Serie geschaltet
(für 450V)
Load:
 No load
 E-cap box (6mF) + lamps 2x 230V/25W connected in
series
 E-cap box (6mF) + lamps 2x 230V/25W connected in
series + lamps 2x 230V/2kW connected in series (at
250V & 360V)
 E-cap box (6mF) + lamps 2x 230V/25W connected in
series + lamps 4x 230V/2kW connected in series (at
450V)
Kühlung (50% Wasser, 50% Ethylenglykol):
 Kühlung beider Geräte
 Kühlflüssigkeitstemperaturregelsystem Julabo FP51
(Brusa-Nr. 379)
 Temperatur: 25°C
 Pumpenstufe 4
Cooling (50% water, 50% ethylene glycol):
 Both devices being cooled
 Coolant temperature regulation system Julabo FP51
(Brusa-No. 379)
 Temperature: 25°C
 Pump level 4
BSC624-12V-B_Validation report_110406.docx
70 / 161
Validierungsbericht BSC624-12V-B
3.7.5
Ergebnis
Result
Validation report BSC624-12V-B
Im Leerlauf werden die beiden Leistungsstufen des Geräts
gut sichtbar. Zu Beginn wandelt die Trafostufe die LVSpannung hoch. Nachdem die HV-Speisung nach ca.
25ms anläuft (gut erkennbar an der Erhöhung des Signals
bei CH2), startet dann auch der Hoch-/Tiefsetzsteller
leicht verzögert.
In no-load condition both power stages of the device become very well visible. In the beginning the transformer
stage boosts up the LV-voltage. After the HV-supply starts
operating after app. 25ms (which can be identified by the
increase of the signals at CH2), the buck/boost-converter
starts as well slightly delayed.
Die Messung mit den Elektrolytkondensatoren verdeutlicht, dass die HV-Spannung mit einem annähernd konstanten Strom hochgefahren wird.
The measurement with the electrolytic capacitors points
up, that the HV-voltage is boosted up with approximately
constant current.
Bei maximaler LV-Spannung sowie minimal kommandierter HV-Spannung ergibt sich bei Leerlauf ein Überschwingen der HV-Spannung. Der Grund liegt darin, dass alleine
die Trafostufe die HV-Spannung schon auf ca. 192V (16V
x 12) wandelt und der Hoch/Tiefsetzsteller unmittelbar
nach dem Einschalten bereits den Sollwert erreicht.
At maximum LV-voltage and minimum commanded HVvoltage the actual HV-voltage overshoots. The reason is
that the transformer stage itself converts the HV-voltage
already to app. 192V (16V x 12) and the buck/boost-stage
reaches the commanded value immediately after it switches on.
BSC624-12V-B_Validation report_110406.docx
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Validierungsbericht BSC624-12V-B
3.7.5.1 Leerlauf
No-load
3.7.5.1.1 UHV_com = 250V
Hochlaufzeit:
Boost-up time:
Validation report BSC624-12V-B
Gesamter Hochstartvorgang / Entire boost-up process
29.6ms
29.6ms
Hochlauf Hoch-/Tiefsetzsteller / Boost-up of buck/boost-stage
BSC624-12V-B_Validation report_110406.docx
72 / 161
Hochlauf Trafostufe / Boost-up transformer stage
Validierungsbericht BSC624-12V-B
Gesamter Hochstartvorgang / Entire boost-up process
3.7.5.1.2 UHV_com = 360V
Hochlaufzeit:
Boost-up time:
Validation report BSC624-12V-B
30.1ms
30.1ms
Hochlauf Hoch-/Tiefsetzsteller / Boost-up of buck/boost-stage
BSC624-12V-B_Validation report_110406.docx
73 / 161
Hochlauf Trafostufe / Boost-up transformer stage
Validierungsbericht BSC624-12V-B
Gesamter Hochstartvorgang / Entire boost-up process
3.7.5.1.3 UHV_com = 450V
Hochlaufzeit:
Boost-up time:
Validation report BSC624-12V-B
30.8ms
30.8ms
Hochlauf Hoch-/Tiefsetzsteller / Boost-up of buck/boost-stage
BSC624-12V-B_Validation report_110406.docx
74 / 161
Hochlauf Trafostufe / Boost-up transformer stage
Validierungsbericht BSC624-12V-B
3.7.5.2 Elkobox (6mF) + Lampen
2x 230V/25W in Serie geschaltet
E-cap box (6mF) + lamps
2x 230V/25W connected
in series
3.7.5.2.1 UHV_com = 250V: ILV = 5A
Hochlaufzeit:
Boost-up time:
Gesamter Hochstartvorgang / Entire boost-up process
Hochlauf Trafostufe / Boost-up transformer stage
Gesamter Hochstartvorgang / Entire boost-up process
Hochlauf Trafostufe / Boost-up transformer stage
160.8ms
160.8ms
3.7.5.2.2 UHV_com = 360V: ILV = 7A
Hochlaufzeit:
Boost-up time:
Validation report BSC624-12V-B
220.4ms
220.4ms
BSC624-12V-B_Validation report_110406.docx
75 / 161
Validierungsbericht BSC624-12V-B
3.7.5.2.3 UHV_com = 450V: ILV = 9A
Hochlaufzeit:
Boost-up time:
Validation report BSC624-12V-B
Gesamter Hochstartvorgang / Entire boost-up process
322.0ms
322.0ms
BSC624-12V-B_Validation report_110406.docx
76 / 161
Hochlauf Trafostufe / Boost-up transformer stage
Validierungsbericht BSC624-12V-B
Validation report BSC624-12V-B
3.7.5.3 Elkobox (6mF) + Lampen
2x 230V/25W in Serie geschaltet + 2x 230V/2kW in
Serie geschaltet
E-cap box (6mF) + lamps
2x 230V/25W connected
in series + 2x 230V/2kW
connected in series
3.7.5.3.1 UHV_com = 250V: ILV = 132A Gesamter Hochstartvorgang / Entire boost-up process
Hochlaufzeit:
Boost-up time:
504ms
504ms
3.7.5.3.2 UHV_com = 360V: ILV = 240A Gesamter Hochstartvorgang / Entire boost-up process
Hochlaufzeit:
Boost-up time:
Hochlauf Trafostufe / Boost-up transformer stage
1.57s
1.57s
BSC624-12V-B_Validation report_110406.docx
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Hochlauf Trafostufe / Boost-up transformer stage
Validierungsbericht BSC624-12V-B
Validation report BSC624-12V-B
3.7.5.4 Elkobox (6mF) + Lampen
2x 230V/25W in Serie geschaltet + 4x 230V/2kW in
Serie geschaltet
E-cap box (6mF) + lamps
2x 230V/25W connected
in series + 4x 230V/2kW
connected in series
3.7.5.4.1 UHV_com = 450V: ILV = 234A Gesamter Hochstartvorgang / Entire boost-up process
Hochlaufzeit:
Boost-up time:
2.26s
2.26s
BSC624-12V-B_Validation report_110406.docx
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Hochlauf Trafostufe / Boost-up transformer stage
Validierungsbericht BSC624-12V-B
4
Regelgenauigkeit
Regulation accuracy
4.1
LV-Spannung als Funktion der Kühlflüssigkeitstemperatur
LV-voltage as a function
of the coolant temperature
4.1.1
Testaufbau
Test setup
Validation report BSC624-12V-B
MM1: Metrahit 29S
MM4: Metrahit 29S
mV
mV
EA-PS 9750-25
LV+
Brusa-No. 397
Shunt: 50mV/50A
750V/25A/9kW
Power Supply
1)
MM2
Shunt: 60mV/200A
(1mV/5A tap)
BSC624-12V-B
V
No. 007
HV
V
1)
MM3
Device Under Test
AUX-Supply, CAN and
RS232 connected via
testbox
LV- (Housing)
1)
MM5
A
Control Interface
Brusa-No. 149
LV+
BSC624-12V-B
No. 002
HV
Auxiliary Device
LV- (Housing)
AUX-Supply and CAN connected
via testbox
Control Interface
(connection via RS232 not necessary)
Brusa-No. 145
4.1.2
Messaufbau
Measurement setup
1)
Valid meters:
- Metrahit 23S, 28S, 29S
- Agilent U1253A
Meters:
- Metrahit 23S:
- Metrahit 29S:
- Agilent U1253A:
Brusa-No.:
004, 332
401, 404
528, 537, 539,
541, 542, 544
Temperatur- und Spannungswerte werden mit Fluke Hydra Data Bucket (Brusa-Nr. 026) gemessen.
Temperature and voltage values are measured with Fluke
Hydra Data Bucket (Brusa-No. 026).
Der LV- und HV-Strom wird durch eine Spannungsmessung über einen 60mV/200A bzw. 50mV/50A Shunt mit
einem Multimeter MetraHit 29S bestimmt. Um die Genauigkeit der Messung zu verbessern, wurde vorgängig der
Widerstand der Shunts genau erfasst.
The LV- and HV-current is determined by a voltage measurement across a 60mV/200A, resp. 50mV/50A shunt with
a multimeter MetraHit 29S. In order to improve the accuracy of the measurement, the shunt resistance has been
determined exactly in advance.
BSC624-12V-B_Validation report_110406.docx
79 / 161
Validierungsbericht BSC624-12V-B
4.1.3
4.1.4
Messbedingungen
Measurement conditions
Ergebnis
Result
Validation report BSC624-12V-B
Testgerät:
 BSC624-12V-B Nr. 007 mit Firmware “SW-FW-BSC604-00-00-T04” programmiert; als Spannungsregler im
Tiefsetzstellbetrieb eingesetzt
Device under test:
 BSC624-12V-B No. 007 programmed with firmware
“SW-FW-BSC6-04-00-00-T04”; operating as voltage
controller in buck mode
HV-Speisung:
 9kW Speisung EA-PS 9750-25 (Brusa-No. 397) wird
für die Einstellung der HV-Spannung verwendet
 UHV = 320V
HV-power supply:
 9kW power supply EA-PS 9750-25 (Brusa-No. 397) is
used to adjust the HV-voltage
 UHV = 320V
ULV_com = 14.0V
ULV_com = 14.0V
ILV = 250A (eingestellt durch Hilfsgerät)
ILV = 250A (adjusted by auxiliary device)
Last (Hilfsgerät):
 BSC624-12V-B Nr. 002 mit Firmware “SW-FW-BSC604-00-00-T04” programmiert; stromlimitierend im
Hochsetzstellbetrieb eingesetzt
Load (auxiliary device):
 BSC624-12V-B No. 002 programmed with firmware
“SW-FW-BSC6-04-00-00-T04”; acting current limiting
in boost mode
Kühlung (50% Wasser, 50% Ethylenglykol):
 Temperatur von Testgerät kontinuierlich erhöht
von -15°C bis 70°C mittels Kühlflüssigkeitstemperaturregelsystem Julabo FP51 (Brusa-Nr. 379)
 Durchflussrate 4l/min
 Hilfsgerät mit Hilfe BRUSA-eigener mobiler Wasserkühlung gekühlt (Durchflussrate nicht spezifiziert).
Cooling (50% water, 50% ethylene glycol):
 Temperature of device under test continuously increased from -15°C to 70°C by coolant temperature
regulation system Julabo FP51 (Brusa-No. 379)
 Flow rate 4l/min
 Auxiliary device cooled by BRUSA-proprietary mobile
water cooling system (flow rate not specified).
Das Diagramm unten zeigt, dass die internen Mess- und
Regelschaltkreise nur geringfügig durch die Temperatur
der Kühlflüssigkeit bzw. in weiterer Folge durch die Umgebungstemperatur im Gerät beeinflusst werden. Die Veränderung der LV-Spannung über einen weiten Temperaturbereich von –15°C bis 70°C beträgt lediglich 75mV.
The graph below shows that the internal measurement
and regulation circuits are only slightly affected by the
coolant temperature, resp. as a consequence by the ambient temperature inside the device. The LV-voltage variance over a wide temperature range from –15°C to 70°C
is only app. 75mV.
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80 / 161
Validierungsbericht BSC624-12V-B
BSC624-12V-B_Validation report_110406.docx
Validation report BSC624-12V-B
81 / 161
Validierungsbericht BSC624-12V-B
4.2
HV-Spannung als Funktion der Kühlflüssigkeitstemperatur
LV-voltage as a function
of the coolant temperature
4.2.1
Testaufbau
Test setup
Validation report BSC624-12V-B
MM1: Metrahit 29S
MM4: Metrahit 29S
mV
mV
LV+
Shunt: 50mV/50A
1)
MM2
Shunt: 60mV/200A
(1mV/5A tap)
BSC624-12V-B
V
HV
No. 007
V
1)
MM3
Device Under Test
AUX-Supply, CAN and
RS232 connected via
testbox
LV- (Housing)
1)
MM5
A
Control Interface
Brusa-No. 149
LV+
BSC624-12V-B
HV
No. 002
Auxiliary Device
AUX-Supply and CAN connected
via testbox
(connection via RS232 not necessary)
Brusa-No. 145
LV- (Housing)
Control Interface
LV+
EA-PS 9750-25
BSC624-12V-B
Brusa-No. 397
750V/25A/9kW
Power Supply
AUX-Supply and CAN connected
via testbox
(connection via RS232 not necessary)
BSC624-12V-B_Validation report_110406.docx
HV
No. 003
Auxiliary Device 2
LV- (Housing)
Control Interface
82 / 161
1)
Valid meters:
- Metrahit 23S, 28S, 29S
- Agilent U1253A
Meters:
- Metrahit 23S:
- Metrahit 29S:
- Agilent U1253A:
Brusa-No.:
004, 332
401, 404
528, 537, 539,
541, 542, 544
Validierungsbericht BSC624-12V-B
4.2.2
4.2.3
Messaufbau
Measurement setup
Messbedingungen
Measurement conditions
Validation report BSC624-12V-B
Temperatur- und Spannungswerte werden mit Fluke Hydra Data Bucket (Brusa-Nr. 026) gemessen.
Temperature and voltage values are measured with Fluke
Hydra Data Bucket (Brusa-No. 026).
Der LV- und HV-Strom wird durch eine Spannungsmessung über einen 60mV/200A bzw. 50mV/50A Shunt mit
einem Multimeter MetraHit 29S bestimmt. Um die Genauigkeit der Messung zu verbessern, wurde vorgängig der
Widerstand der Shunts genau erfasst.
The LV- and HV-current is determined by a voltage measurement across a 60mV/200A, resp. 50mV/50A shunt with
a multimeter MetraHit 29S. In order to improve the accuracy of the measurement, the shunt resistance has been
determined exactly in advance.
Testgerät:
 BSC624-12V-B Nr. 007 mit Firmware „SW-FW-BSC604-00-00-T04” programmiert; als Spannungsregler im
Hochsetzstellbetrieb eingesetzt
Device under test:
 BSC624-12V-B No. 007 programmed with firmware
“SW-FW-BSC6-04-00-00-T04”; operating as voltage
controller in boost mode
HV-Speisung:
 9kW Speisung EA-PS 9750-25 (Brusa-Nr. 397) wird
für die Speisung des Hilfsgerät 2 verwendet
 UHV = 330V
HV-power supply:
 9kW power supply EA-PS 9750-25 (Brusa-No. 397) is
used to supply the auxiliary device 2
 UHV = 330V
LV-Speisung (Hilfsgerät 2):
 BSC624-12V-B Nr. 003 mit Firmware „SW-FW-BSC604-00-00-T03“ programmiert; als Spannungsregler im
Tiefsetzstellbetrieb eingesetzt
 ULV = 13.0V
LV-power supply (auxiliary device 2):
 BSC624-12V-B No. 003 programmed with firmware
„SW-FW-BSC6-04-00-00-T03“; operating as voltage
controller in buck mode
 ULV = 13.0V
ILV = -235A (eingestellt durch Hilfsgerät 1)
ILV = -235A (adjusted by auxiliary device 1)
UHV_com = 320V
UHV_com = 320V
Last (Hilfsgerät 1):
 BSC624-12V-B Nr. 002 mit Firmware „SW-FW-BSC604-00-00-T04“ programmiert; stromlimitierend im
Tiefsetzstellbetrieb eingesetzt
Load (auxiliary device 1):
 BSC624-12V-B programmed with firmware “SW-FWBSC6-04-00-00-T04”; acting current limiting in buck
mode
Kühlung (50% Wasser, 50% Ethylenglykol):
 Temperatur von Testgerät kontinuierlich erhöht
von -15°C bis 70°C mittels Kühlflüssigkeitstemperaturregelsystem Julabo FP51 (Brusa-Nr. 379)
 Durchflussrate 4l/min
 Hilfsgerät mit Hilfe BRUSA-eigener mobiler Wasserkühlung gekühlt (Durchflussrate nicht spezifiziert).
Cooling (50% water, 50% ethylene glycol):
 Temperature of device under test continuously increased from -15°C to 70°C by coolant temperature
regulation system Julabo FP51 (Brusa-No. 379)
 Flow rate 4l/min
 Auxiliary device cooled by BRUSA-proprietary mobile
water cooling system (flow rate not specified).
BSC624-12V-B_Validation report_110406.docx
83 / 161
Validierungsbericht BSC624-12V-B
4.2.4
Ergebnis
Result
Validation report BSC624-12V-B
Das Diagramm unten zeigt, dass die internen Mess- und
Regelschaltkreise nur geringfügig durch die Temperatur
der Kühlflüssigkeit bzw. in weiterer Folge durch die Umgebungstemperatur im Gerät beeinflusst werden. Die Veränderung der HV-Spannung über einen weiten Temperaturbereich von –15°C bis 70°C beträgt lediglich ca. 1.95V.
BSC624-12V-B_Validation report_110406.docx
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The graph below shows that the internal measurement
and regulation circuits are only slightly affected by the
coolant temperature, resp. as a consequence by the ambient temperature inside the device. The HV-voltage variance over a wide temperature range from –15°C to 70°C
is only app. 1.95V.
Validierungsbericht BSC624-12V-B
BSC624-12V-B_Validation report_110406.docx
Validation report BSC624-12V-B
85 / 161
Validierungsbericht BSC624-12V-B
4.3
LV-Spannung als Funktion des LV-Stroms
LV-voltage as a function
of the LV-current
4.3.1
Testaufbau
Test setup
Validation report BSC624-12V-B
MM1, MM6: Metrahit 23S 16A
unfused
MM4: Metrahit 29S
mV
A
EA-PS 9750-25
A
Brusa-No. 397
750V/25A/9kW
Power Supply
LV+
Shunt: 60mV/200A
(1mV/5A tap)
BSC624-12V-B
1)
MM2
V
No. 007
HV
V
1)
MM3
Device Under Test
AUX-Supply, CAN and
RS232 connected via
testbox
LV- (Housing)
1)
MM5
A
Control Interface
Brusa-No. 149
LV+
BSC624-12V-B
1)
No. 002
HV
Auxiliary Device
AUX-Supply and CAN connected
via testbox
(connection via RS232 not necessary)
Brusa-No. 145
4.3.2
Messaufbau
Measurement setup
LV- (Housing)
Control Interface
Valid meters:
- Metrahit 23S, 28S, 29S
- Agilent U1253A
Meters:
- Metrahit 23S:
- Metrahit 29S:
- Agilent U1253A:
Brusa-No.:
004, 332
401, 404
528, 537, 539,
541, 542, 544
Der LV-Strom wird durch eine Spannungsmessung über
einen 60mV/200A Shunt mit einem Multimeter MetraHit
29S bestimmt. Um die Genauigkeit der Messung zu verbessern, wurde vorgängig der Widerstand des Shunts genau erfasst.
The LV-current is determined by a voltage measurement
across a 60mV/200A shunt with a multimeter MetraHit
29S. In order to improve the accuracy of the measurement, the shunt resistance has been determined exactly in
advance.
Der HV-Strom wird mit zwei Multimeter MetraHit 23S gemessen.
The HV-current is measured with two multimeter MetraHit
23S.
BSC624-12V-B_Validation report_110406.docx
86 / 161
Validierungsbericht BSC624-12V-B
4.3.3
4.3.4
Messbedingungen
Measurement conditions
Ergebnis
Result
Validation report BSC624-12V-B
Testgerät:
 BSC624-12V-B Nr. 007 mit Firmware „SW-FW-BSC604-00-00-T04” programmiert; als Spannungsregler im
Tiefsetzstellbetrieb eingesetzt
Device under test:
 BSC624-12V-B No. 007 programmed with firmware
“SW-FW-BSC6-04-00-00-T04”; operating as voltage
controller in buck mode
HV-Speisung:
 9kW Speisung EA-PS 9750-25 (Brusa-Nr. 397) wird
für die Einstellung der HV-Spannung verwendet
 UHV = 330V
HV-power supply:
 9kW power supply EA-PS 9750-25 (Brusa-No. 397) is
used to adjust the HV-voltage
 UHV = 330V
ULV_com = 12.0V
ULV_com = 12.0V
ILV = 0A – 250A (eingestellt durch Hilfsgerät)
ILV = 0A – 250A (adjusted by auxiliary device)
Last (Hilfsgerät):
 BSC624-12V-B Nr. 002 mit Firmware „SW-FW-BSC604-00-00-T04“; stromlimitierend im Hochsetzstellbetrieb eingesetzt
Load (auxiliary device):
 BSC624-12V-B No. 002 programmed with firmware
“SW-FW-BSC6-04-00-00-T04”; acting current limiting
in boost mode
Kühlung (50% Wasser, 50% Ethylenglykol):
 Kühlung beider Geräte
 Kühlflüssigkeitstemperaturregelsystem Julabo FP51
(Brusa-Nr. 379)
 Temperatur auf 25°C geregelt
 Durchflussrate 4l/min
Cooling (50% water, 50% ethylene glycol):
 Both devices being cooled
 Coolant temperature regulation system Julabo FP51
(Brusa-No. 379)
 Temperature regulated to 25°C
 Flow rate 4l/min
Das Diagramm unten zeigt, dass die Änderung der LVSpannung als Folge von verschiedenen LV-Stromwerten
mit 100mV ziemlich vernachlässigbar ist.
The graph below shows, that the LV-voltage variation as a
result of different LV-current values is 100mV and therefore quite negligible.
Die kommandierte LV-Spannung wird über einen PWMWert vorgegeben, der sich in Abhängigkeit des tatsächlichen LV-Stroms ändert, um interne Spannungsabfälle zu
kompensieren. Bei den im Diagramm ersichtlichen Stufen
wird der PWM-Wert jeweils um ein LSB (least significant
bit) erhöht.
The commanded LV-voltage is set by a PWM-value, which
varies depending on the actual LV-current, in order to
compensate internal voltage drops. At the apparent steps
in the diagram the PWM-value is increased by one LSB
(least significant bit).
BSC624-12V-B_Validation report_110406.docx
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Validierungsbericht BSC624-12V-B
BSC624-12V-B_Validation report_110406.docx
Validation report BSC624-12V-B
88 / 161
Validierungsbericht BSC624-12V-B
4.4
HV-Spannung als Funktion des HV- bzw. LVStroms
HV-voltage as a function
of the HV- resp. LVcurrent
4.4.1
Testaufbau
Test setup
Validation report BSC624-12V-B
MM1, MM6: Metrahit 23S 16A
unfused
MM4: Metrahit 29S
mV
A
A
LV+
Shunt: 60mV/200A
(1mV/5A tap)
BSC624-12V-B
1)
MM2
V
HV
No. 007
V
1)
MM3
Device Under Test
AUX-Supply, CAN and
RS232 connected via
testbox
LV- (Housing)
1)
MM5
A
Control Interface
Brusa-No. 149
LV+
BSC624-12V-B
HV
No. 002
Auxiliary Device
AUX-Supply and CAN connected
via testbox
(connection via RS232 not necessary)
Brusa-No. 145
LV- (Housing)
Control Interface
LV+
EA-PS 9750-25
BSC624-12V-B
Brusa-No. 397
750V/25A/9kW
Power Supply
AUX-Supply and CAN connected
via testbox
(connection via RS232 not necessary)
BSC624-12V-B_Validation report_110406.docx
HV
No. 003
Auxiliary Device 2
LV- (Housing)
Control Interface
89 / 161
1)
Valid meters:
- Metrahit 23S, 28S, 29S
- Agilent U1253A
Meters:
- Metrahit 23S:
- Metrahit 29S:
- Agilent U1253A:
Brusa-No.:
004, 332
401, 404
528, 537, 539,
541, 542, 544
Validierungsbericht BSC624-12V-B
4.4.2
4.4.3
4.4.4
Messaufbau
Measurement setup
Messbedingungen
Measurement conditions
Ergebnis
Result
Validation report BSC624-12V-B
Der LV-Strom wird durch eine Spannungsmessung über
einen 60mV/200A Shunt mit einem Multimeter MetraHit
29S bestimmt. Um die Genauigkeit der Messung zu verbessern, wurde vorgängig der Widerstand des Shunts genau erfasst.
The LV-current is determined by a voltage measurement
across a 60mV/200A shunt with a multimeter MetraHit
29S. In order to improve the accuracy of the measurement, the shunt resistance has been determined exactly in
advance.
Der HV-Strom wird mit zwei Multimeter MetraHit 23S gemessen.
The HV-current is measured with two multimeter MetraHit
23S.
Testgerät:
 BSC624-12V-B Nr. 007 mit Firmware „SW-FW-BSC604-00-00-T04” programmiert; als Spannungsregler im
Hochsetzstellbetrieb eingesetzt
Device under test:
 BSC624-12V-B No. 007 programmed with firmware
“SW-FW-BSC6-04-00-00-T04”; operating as voltage
controller in boost mode
HV-Speisung:
 9kW Speisung EA-PS 9750-25 (Brusa-Nr. 397) wird
für die Speisung des Hilfsgerät 2 verwendet
 UHV = 330V
HV-power supply:
 9kW power supply EA-PS 9750-25 (Brusa-No. 397) is
used to supply the auxiliary device 2
 UHV = 330V
LV-Speisung (Hilfsgerät 2):
 BSC624-12V-B Nr. 003 mit Firmware „SW-FW-BSC604-00-00-T03“ programmiert; als Spannungsregler im
Tiefsetzstellbetrieb eingesetzt
 ULV = 12.0V
LV-power supply (auxiliary device 2):
 BSC624-12V-B No. 003 programmed with firmware
„SW-FW-BSC6-04-00-00-T03“; operating as voltage
controller in buck mode
 ULV = 12.0V
ILV = 0A – 250A (eingestellt durch Hilfsgerät 1)
ILV = 0A – 250A (adjusted by auxiliary device 1)
UHV_com = 330V
UHV_com = 330V
Last (Hilfsgerät 1):
 BSC624-12V-B Nr. 002 mit Firmware „SW-FW-BSC604-00-00-T04“ programmiert; stromlimitierend im
Tiefsetzstellbetrieb eingesetzt
Load (auxiliary device 1):
 BSC624-12V-B No. 002 programmed with firmware
“SW-FW-BSC6-04-00-00-T04”, acting current limiting
in buck mode
Kühlung (50% Wasser, 50% Ethylenglykol):
 Kühlung aller Geräte
 Kühlflüssigkeitstemperaturregelsystem Julabo FP51
(Brusa-Nr. 379)
 Temperatur kontinuierlich auf 25°C geregelt
 Durchflussrate 4l/min
Cooling (50% water, 50% ethylene glycol):
 All devices being cooled
 Coolant temperature regulation system Julabo FP51
(Brusa-No. 379)
 Temperature regulated to 25°C
 Flow rate 4l/min
Diese Messung zeigt, dass die HV-Spannung über den
ganzen Strombereich um weniger als 450mV abnimmt.
This measurement shows, that the HV-voltage decreases
with less than 450mV over the entire current range.
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Validierungsbericht BSC624-12V-B
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Validation report BSC624-12V-B
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Validierungsbericht BSC624-12V-B
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Validation report BSC624-12V-B
92 / 161
Validierungsbericht BSC624-12V-B
4.5
LV-Spannung als Funktion der HV-Spannung
LV-voltage as a function
of the HV-voltage
4.5.1
Testaufbau
Test setup
Validation report BSC624-12V-B
MM1, MM6: Metrahit 23S 16A
unfused
MM4: Metrahit 29S
mV
A
EA-PS 9750-25
A
Brusa-No. 397
750V/25A/9kW
Power Supply
LV+
Shunt: 60mV/200A
(1mV/5A tap)
BSC624-12V-B
1)
MM2
V
No. 007
HV
V
1)
MM3
Device Under Test
AUX-Supply, CAN and
RS232 connected via
testbox
LV- (Housing)
1)
MM5
A
Control Interface
Brusa-No. 149
LV+
BSC624-12V-B
1)
No. 002
HV
Auxiliary Device
AUX-Supply and CAN connected
via testbox
(connection via RS232 not necessary)
Brusa-No. 145
4.5.2
Messaufbau
Measurement setup
LV- (Housing)
Control Interface
Valid meters:
- Metrahit 23S, 28S, 29S
- Agilent U1253A
Meters:
- Metrahit 23S:
- Metrahit 29S:
- Agilent U1253A:
Brusa-No.:
004, 332
401, 404
528, 537, 539,
541, 542, 544
Der LV-Strom wird durch eine Spannungsmessung über
einen 60mV/200A Shunt mit einem Multimeter MetraHit
29S bestimmt. Um die Genauigkeit der Messung zu verbessern, wurde vorgängig der Widerstand des Shunts genau erfasst.
The LV-current is determined by a voltage measurement
across a 60mV/200A shunt with a multimeter MetraHit
29S. In order to improve the accuracy of the measurement, the shunt resistance has been determined exactly in
advance.
Der HV-Strom wird mit zwei Multimeter MetraHit 23S gemessen.
The HV-current is measured with two multimeter MetraHit
23S.
BSC624-12V-B_Validation report_110406.docx
93 / 161
Validierungsbericht BSC624-12V-B
4.5.3
4.5.4
Messbedingungen
Measurement conditions
Ergebnis
Result
Validation report BSC624-12V-B
Testgerät:
 BSC624-12V-B Nr. 007 mit Firmware „SW-FW-BSC604-00-00-T04” programmiert; als Spannungsregler im
Tiefsetzstellbetrieb eingesetzt
Device under test:
 BSC624-12V-B No. 007 programmed with firmware
“SW-FW-BSC6-04-00-00-T04”; operating as voltage
controller in buck mode
HV-Speisung:
 9kW Speisung EA-PS 9750-25 (Brusa-Nr. 397) wird
für die Einstellung der HV-Spannung verwendet
 UHV = 220V – 450V
HV-power supply:
 9kW power supply EA-PS 9750-25 (Brusa-No. 397) is
used to adjust the HV-voltage
 UHV = 220V – 450V
ULV_com = 12.0V
ULV_com = 12.0V
ILV = 0A / 250A (eingestellt durch Hilfsgerät)
ILV = 0A / 250A (adjusted by auxiliary device)
Last (Hilfsgerät):
 BSC624-12V-B Nr. 002 mit Firmware „SW-FW-BSC604-00-00-T04“ programmiert; stromlimitierend im
Hochsetzstellbetrieb eingesetzt
Load (auxiliary device):
 BSC624-12V-B No. 002 programmed with firmware
“SW-FW-BSC6-04-00-00-T04”; acting current limiting
in boost mode
Kühlung (50% Wasser, 50% Ethylenglykol):
 Kühlung beider Geräte
 Kühlflüssigkeitstemperaturregelsystem Julabo FP51
(Brusa-Nr. 379)
 Temperatur auf 25°C geregelt
 Durchflussrate 4l/min
Cooling (50% water, 50% ethylene glycol):
 Both devices being cooled
 Coolant temperature regulation system Julabo FP51
(Brusa-No. 379)
 Temperature regulated to 25°C
 Flow rate 4l/min
Diese Messung zeigt, dass die Regelung der LVSpannung durch die HV-Spannung nicht beeinflusst wird.
This measurement shows, that the regulation of the LVvoltage is not affected by the HV-voltage.
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94 / 161
Validierungsbericht BSC624-12V-B
BSC624-12V-B_Validation report_110406.docx
Validation report BSC624-12V-B
95 / 161
Validierungsbericht BSC624-12V-B
4.6
HV-Spannung als Funktion der LV-Spannung
HV-voltage as a function
of the LV-voltage
4.6.1
Testaufbau
Test setup
Validation report BSC624-12V-B
MM1, MM6: Metrahit 23S 16A
unfused
MM4: Metrahit 29S
mV
A
A
LV+
Shunt: 60mV/200A
(1mV/5A tap)
BSC624-12V-B
1)
MM2
V
HV
No. 007
V
1)
MM3
Device Under Test
AUX-Supply, CAN and
RS232 connected via
testbox
LV- (Housing)
1)
MM5
A
Control Interface
Brusa-No. 149
LV+
BSC624-12V-B
HV
No. 002
Auxiliary Device
AUX-Supply and CAN connected
via testbox
(connection via RS232 not necessary)
Brusa-No. 145
LV- (Housing)
Control Interface
LV+
EA-PS 9750-25
BSC624-12V-B
Brusa-No. 397
750V/25A/9kW
Power Supply
AUX-Supply and CAN connected
via testbox
(connection via RS232 not necessary)
BSC624-12V-B_Validation report_110406.docx
HV
No. 003
Auxiliary Device 2
LV- (Housing)
Control Interface
96 / 161
1)
Valid meters:
- Metrahit 23S, 28S, 29S
- Agilent U1253A
Meters:
- Metrahit 23S:
- Metrahit 29S:
- Agilent U1253A:
Brusa-No.:
004, 332
401, 404
528, 537, 539,
541, 542, 544
Validierungsbericht BSC624-12V-B
4.6.2
4.6.3
4.6.4
Messaufbau
Measurement setup
Messbedingungen
Measurement conditions
Ergebnis
Result
Validation report BSC624-12V-B
Der LV-Strom wird durch eine Spannungsmessung über
einen 60mV/200A Shunt mit einem Multimeter MetraHit
29S bestimmt. Um die Genauigkeit der Messung zu verbessern, wurde vorgängig der Widerstand des Shunts genau erfasst.
The LV-current is determined by a voltage measurement
across a 60mV/200A shunt with a multimeter MetraHit
29S. In order to improve the accuracy of the measurement, the shunt resistance has been determined exactly in
advance.
Der HV-Strom wird mit zwei Multimeter MetraHit 23S gemessen.
The HV-current is measured with two multimeter MetraHit
23S.
Testgerät:
 BSC624-12V-B Nr. 007 mit Firmware „SW-FW-BSC604-00-00-T04” programmiert; als Spannungsregler im
Hochsetzstellbetrieb eingesetzt
Device under test:
 BSC624-12V-B No. 007 programmed with firmware
“SW-FW-BSC6-04-00-00-T04”; operating as voltage
controller in boost mode
HV-Speisung:
 9kW Speisung EA-PS 9750-25 (Brusa-No. 397) wird
für die Speisung des Hilfsgerät 2 verwendet
 UHV = 330V
HV-power supply:
 9kW power supply EA-PS 9750-25 (Brusa-No. 400) is
used to supply the auxiliary device 2
 UHV = 330V
LV-Speisung (Hilfsgerät 2):
 BSC624-12V-B Nr. 003 mit Firmware „SW-FW-BSC604-00-00-T03“ programmiert; als Spannungsregler im
Tiefsetzstellbetrieb eingesetzt
 ULV = 8.0V – 16.0V
LV-power supply (auxiliary device 2):
 BSC624-12V-B No. 003 programmed with firmware
„SW-FW-BSC6-04-00-00-T03“; operating as voltage
controller in buck mode
 ULV = 8.0V – 16.0V
UHV_com = 330V
UHV_com = 330V
ILV = 0A / 250A (eingestellt durch Hilfsgerät 1)
ILV = 0A / 250A (adjusted by auxiliary device 1)
Last (Hilfsgerät 1):
 BSC624-12V-B Nr. 002 mit Firmware „SW-FW-BSC604-00-00-T04“ programmiert; stromlimitierend im
Tiefsetzstellbetrieb eingesetzt
Load (auxiliary device 1):
 BSC624-12V-B No. 002 programmed with firmware
“SW-FW-BSC6-04-00-00-T04”; acting current limiting
in buck mode
Kühlung (50% Wasser, 50% Ethylenglycol):
 Kühlung aller Geräte
 Kühlflüssigkeitstemperaturregelsystem Julabo FP51
(Brusa-Nr. 379)
 Temperatur auf 25°C geregelt
 Durchflussrate 4l/min
Cooling (50% water, 50% ethylene glycol):
 All devices being cooled
 Coolant temperature regulation system Julabo FP51
(Brusa-No. 379)
 Temperature regulated to 25°C
 Flow rate 4l/min
Diese Messung zeigt, dass die HV-Spannung über den
ganzen LV-Spannungsbereich um weniger als 350mV abnimmt.
This measurement shows, that the HV-voltage decreases
with less than 350mV over the entire LV-voltage range.
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97 / 161
Validierungsbericht BSC624-12V-B
BSC624-12V-B_Validation report_110406.docx
Validation report BSC624-12V-B
98 / 161
Validierungsbericht BSC624-12V-B
BSC624-12V-B_Validation report_110406.docx
Validation report BSC624-12V-B
99 / 161
Validierungsbericht BSC624-12V-B
4.7
LV-Strom als Funktion
der Kühlflüssigkeitstemperatur
LV-current as a function
of the coolant temperature
4.7.1
Testaufbau
Test setup
Validation report BSC624-12V-B
MM1: Metrahit 29S
MM4: Metrahit 29S
mV
mV
EA-PS 9750-25
LV+
Brusa-No. 397
Shunt: 50mV/50A
750V/25A/9kW
Power Supply
1)
MM2
Shunt: 60mV/200A
(1mV/5A tap)
BSC624-12V-B
V
No. 007
HV
V
1)
MM3
Device Under Test
AUX-Supply, CAN and
RS232 connected via
testbox
LV- (Housing)
1)
MM5
A
Control Interface
Brusa-No. 149
LV+
BSC624-12V-B
No. 002
HV
Auxiliary Device
AUX-Supply and CAN connected
via testbox
(connection via RS232 not necessary)
Brusa-No. 145
4.7.2
Messaufbau
Measurement setup
LV- (Housing)
Control Interface
1)
Valid meters:
- Metrahit 23S, 28S, 29S
- Agilent U1253A
Meters:
- Metrahit 23S:
- Metrahit 29S:
- Agilent U1253A:
Brusa-No.:
004, 332
401, 404
528, 537, 539,
541, 542, 544
Temperatur- und Spannungswerte werden mit Fluke Hydra Data Bucket (Brusa-Nr. 026) gemessen.
Temperature and voltage values are measured with Fluke
Hydra Data Bucket (Brusa-No. 026).
Der LV- und HV-Strom wird durch eine Spannungsmessung über einen 60mV/200A bzw. 50mV/50A Shunt mit
einem Multimeter MetraHit 29S bestimmt. Um die Genauigkeit der Messung zu verbessern, wurde vorgängig der
Widerstand der Shunts genau erfasst.
The LV- and HV-current is determined by a voltage measurement across a 60mV/200A, resp. 50mV/50A shunt with
a multimeter MetraHit 29S. In order to improve the accuracy of the measurement, the shunt resistance has been
determined exactly in advance.
BSC624-12V-B_Validation report_110406.docx
100 / 161
Validierungsbericht BSC624-12V-B
4.7.3
4.7.4
Messbedingungen
Measurement conditions
Ergebnis
Result
Validation report BSC624-12V-B
Testgerät:
 BSC624-12V-B Nr. 007 mit Firmware „SW-FW-BSC604-00-00-T04” programmiert; stromlimitierend im
Tiefsetzstellbetrieb eingesetzt
Device under test:
 BSC624-12V-B No. 007 programmed with firmware
“SW-FW-BSC6-04-00-00-T04”; acting current limiting
in buck mode
HV-Speisung:
 9kW Speisung EA-PS 9750-25 (Brusa-Nr. 397) wird
für die Einstellung der HV-Spannung verwendet
 UHV = 320V
HV-power supply:
 9kW power supply EA-PS 9750-25 (Brusa-No. 397) is
used to adjust the HV-voltage
 UHV = 320V
ULV_com = 16.0V
ULV_com = 16.0V
ILV_lim = 250A (eingestellt durch Testgerät)
ILV_lim = 250A (adjusted by device under test)
Last (Hilfsgerät):
 BSC624-12V-B Nr. 002 mit Firmware „SW-FW-BSC604-00-00-T04“ programmiert; unterspannungslimitierend im Hochsetzstellbetrieb eingesetzt
Load (auxiliary device):
 BSC624-12V-B No. 002 programmed with firmware
“SW-FW-BSC6-04-00-00-T04”; acting undervoltage
limiting in boost mode
Kühlung (50% Wasser, 50% Ethylenglykol):
 Temperatur von Testgerät kontinuierlich erhöht
von -15°C bis 70°C mittels Kühlflüssigkeitstemperaturregelsystem Julabo FP51 (Brusa-Nr. 379)
 Durchflussrate 4l/min
 Hilfsgerät mit Hilfe BRUSA-eigener mobiler Wasserkühlung gekühlt (Durchflussrate nicht spezifiziert).
Cooling (50% water, 50% ethylene glycol):
 Temperature of device under test continuously increased from -15°C to 70°C by coolant temperature
regulation system Julabo FP51 (Brusa-No. 379)
 Flow rate 4l/min
 Auxiliary device cooled by BRUSA-proprietary mobile
water cooling system (flow rate not specified).
Das Diagramm unten zeigt, dass die internen Mess- und
Regelschaltkreise nur geringfügig durch die Temperatur
der Kühlflüssigkeit bzw. in weiterer Folge durch die Umgebungstemperatur im Gerät beeinflusst werden. Der limitirende Stromregler weist lediglich eine Veränderung
von 2A über einen weiten Temperaturbereich von –15°C
bis 70°C auf.
The graph below shows that the internal measurement
and regulation circuits are only slightly affected by the
coolant temperature, resp. as a consequence by the ambient temperature inside the device. The limiting current
regulator exhibits a variance of only 2A over a wide temperature range from –15°C to 70°C.
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Validierungsbericht BSC624-12V-B
BSC624-12V-B_Validation report_110406.docx
Validation report BSC624-12V-B
102 / 161
Validierungsbericht BSC624-12V-B
4.8
LV-Strom als Funktion
des limitierenden LVStromreglers
LV-current as a function
of the limiting LV-current
regulator
4.8.1
Testaufbau
Test setup
Validation report BSC624-12V-B
MM4: Metrahit 29S
mV
MM1: Metrahit 23S 16A unfused
EA-PS 9750-25
A
Brusa-No. 397
750V/25A/9kW
Power Supply
LV+
Shunt: 60mV/200A
(1mV/5A tap)
BSC624-12V-B
1)
MM2
V
No. 007
HV
V
1)
MM3
Device Under Test
AUX-Supply, CAN and
RS232 connected via
testbox
MM5
LV- (Housing)
1)
A
Control Interface
Brusa-No. 149
LV+
BSC624-12V-B
1)
No. 003
HV
Auxiliary Device
AUX-Supply and CAN connected
via testbox
(connection via RS232 not necessary)
Brusa-No. 145
4.8.2
Messaufbau
Measurement setup
LV- (Housing)
Control Interface
Valid meters:
- Metrahit 23S, 28S, 29S
- Agilent U1253A
Meters:
- Metrahit 23S:
- Metrahit 29S:
- Agilent U1253A:
Brusa-No.:
004, 332
401, 404
528, 537, 539,
541, 542, 544
Der LV-Strom wird durch eine Spannungsmessung über
einen 60mV/200A Shunt mit einem Multimeter MetraHit
29S bestimmt. Um die Genauigkeit der Messung zu verbessern, wurde vorgängig der Widerstand des Shunts genau erfasst.
The LV-current is determined by a voltage measurement
across a 60mV/200A shunt with a multimeter MetraHit
29S. In order to improve the accuracy of the measurement, the shunt resistance has been determined exactly in
advance.
Der HV-Strom wird mit einem Multimeter MetraHit 23S
gemessen.
The HV-current is measured with a multimeter MetraHit
23S.
BSC624-12V-B_Validation report_110406.docx
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Validierungsbericht BSC624-12V-B
4.8.3
Messbedingungen für
Tiefsetzstellbetrieb
Measurement conditions
for buck mode
Validation report BSC624-12V-B
Testgerät:
 BSC624-12V-B Nr. 007 mit Firmware „SW-FW-BSC604-00-00-T04” programmiert; stromlimitierend im
Tiefsetzstellbetrieb eingesetzt
Device under test:
 BSC624-12V-B No. 007 programmed with firmware
“SW-FW-BSC6-04-00-00-T04”; acting current limiting
in buck mode
HV-Speisung:
 9kW Speisung EA-PS 9750-25 (Brusa-Nr. 397) wird
für die Einstellung der HV-Spannung verwendet
 UHV = 330V
HV-power supply:
 9kW power supply EA-PS 9750-25 (Brusa-No. 397) is
used to adjust the HV-voltage
 UHV = 330V
ULV_com = 15.0V
ULV_com = 15.0V
ILV_lim = 0A – 250A (eingestellt durch Testgerät)
ILV = 0A – 250A (adjusted by device under test)
Last (Hilfsgerät):
 BSC624-12V-B Nr. 003 mit Firmware „SW-FW-BSC604-00-00-T04“; unterspannungslimitierend im Hochsetzstellbetrieb eingesetzt
Load (auxiliary device):
 BSC624-12V-B No. 003 programmed with firmware
“SW-FW-BSC6-04-00-00-T04”; acting undervoltage
limiting in boost mode
Kühlung (50% Wasser, 50% Ethylenglykol):
 Kühlung beider Geräte
 Kühlflüssigkeitstemperaturregelsystem Julabo FP51
(Brusa-Nr. 379)
 Temperatur auf 25°C geregelt
 Durchflussrate 4l/min
Cooling (50% water, 50% ethylene glycol):
 Both devices being cooled
 Coolant temperature regulation system Julabo FP51
(Brusa-No. 379)
 Temperature regulated to 25°C
 Flow rate 4l/min
BSC624-12V-B_Validation report_110406.docx
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Validierungsbericht BSC624-12V-B
4.8.4
4.8.5
Messbedingungen für
Hochsetzstellbetrieb
Measurement conditions
for boost mode
Ergebnis
Result
Validation report BSC624-12V-B
Testgerät:
 BSC624-12V-B Nr. 007 mit Firmware „SW-FW-BSC604-00-00-T04” programmiert; stromlimitierend im
Hochsetzstellbetrieb eingesetzt
Device under test:
 BSC624-12V-B No. 007 programmed with firmware
“SW-FW-BSC6-04-00-00-T04”; acting current limiting
in boost mode
HV-Speisung:
 9kW Speisung EA-PS 9750-25 (Brusa-Nr. 397) wird
für die Einstellung der HV-Spannung verwendet
 UHV = 330V
HV-power supply:
 9kW power supply EA-PS 9750-25 (Brusa-No. 397) is
used to adjust the HV-voltage
 UHV = 330V
UHV_com = 335V
UHV_com = 335V
ILV_lim = -250A – 0A (eingestellt durch Testgerät)
ILV = -250A – 0A (adjusted by device under test)
Last (Hilfsgerät):
 BSC624-12V-B Nr. 003 mit Firmware „SW-FW-BSC604-00-00-T04“; als Spannungsregler im Tiefsetzstellbetrieb eingesetzt
Load (auxiliary device):
 BSC624-12V-B No. 003 programmed with firmware
“SW-FW-BSC6-04-00-00-T04”; operating as voltage
controller in buck mode
Kühlung (50% Wasser, 50% Ethylenglykol):
 Kühlung beider Geräte
 Kühlflüssigkeitstemperaturregelsystem Julabo FP51
(Brusa-Nr. 379)
 Temperatur auf 25°C geregelt
 Durchflussrate 4l/min
Cooling (50% water, 50% ethylene glycol):
 Both devices being cooled
 Coolant temperature regulation system Julabo FP51
(Brusa-No. 379)
 Temperature regulated to 25°C
 Flow rate 4l/min
Diese Messung zeigt, dass der tatsächliche LV-Strom
über den ganzen Strombereich vom eingestellten LVStromlimit um weniger als ±0.9A abweicht.
This measurement shows, that the actual LV-current deviates from the adjusted LV-current limit by less than ±0.9A
over the entire current range.
BSC624-12V-B_Validation report_110406.docx
105 / 161
Validierungsbericht BSC624-12V-B
BSC624-12V-B_Validation report_110406.docx
Validation report BSC624-12V-B
106 / 161
Validierungsbericht BSC624-12V-B
5
EMV-Messungen
EMC-measurements
5.1
LV-Spannungsrippel im
Tiefsetzstellbetrieb
LV-voltage ripple in buck
mode
5.1.1
Testaufbau
Test setup
Validation report BSC624-12V-B
MM4: Metrahit 29S
mV
MM1: Metrahit 23S 16A unfused
A
EA-PS 81000-30
LISN
MM2
Brusa-No. 644
1000V/30A/10kW
Power Supply
AUX-Supply, CAN and
RS232 connected via
testbox
Brusa-No. 149
LV+
BSC624-12V-B
1)
V
LISN
HV
No. 016
1)
MM3
Shunt: 60mV/200A
(1mV/5A tap)
Lamps: all parallel
10x 28V/600W
10x 28V/450W
V
Device Under Test
1)
LV- (Housing)
A
1)
Control Interface
MM5
EA-BFC 2000
Brusa-No. 048
Back-Feed Converter
0 - 80A/60V
Valid meters:
- Metrahit 23S, 28S, 29S
- Agilent U1253A
Meters:
- Metrahit 23S:
- Metrahit 29S:
- Agilent U1253A:
Mains
5.1.2
5.1.3
Messaufbau
Measurement setup
Bemerkung zur Messung
Comment to measurement
Brusa-No.:
004, 332
401, 404
528, 537, 539,
541, 542, 544
Oszilloskop: Agilent Technologies DSO6034A (Brusa-Nr.
367)
Oscilloscope: Agilent Technologies DSO6034A (BrusaNo. 367)
CH1: ULV (Agilent Tastkopf 10:1)
CH1: ULV (Agilent probe 10:1)
Die Hochfahrtests mit den beschriebenen Lasten sind
teilweise Extremfälle und sollen die Leistungsfähigkeit des
Geräts untermauern. Die verwendeten Lampen waren
beim Einschalten kalt, was einem Kurzschluss entspricht.
Allerdings wird eine Lampe schnell warm und ihr Widerstand nimmt rapide zu. Dieses Verhalten muss der Regler
beherrschen.
The performed boost-up tests with the corresponding
loads are partially extreme cases and just shall demonstrate the capability of the device. The lamps that were
used were cold in the beginning, which relates to a shortcircuit. However, a lamp becomes warm very quickly and
its resistor increases rapidly. This behavior must be handled by the regulator.
BSC624-12V-B_Validation report_110406.docx
107 / 161
Validierungsbericht BSC624-12V-B
5.1.4
Messbedingungen
Measurement conditions
Validation report BSC624-12V-B
Testgerät:
 BSC624-12V-B Nr. 016 mit Firmware “SW-FW-BSC604-00-00 T03” programmiert; als Spannungsregler im
Tiefsetzstellbetrieb eingesetzt
Device under test:
 BSC624-12V-B No. 016 programmed with firmware
“SW-FW-BSC6-04-00-00 T03”; operating as voltage
controller in buck mode
HV-Speisung:
 10kW Speisung EA-PS 81000-30 (Brusa-Nr. 644)
wird für die Einstellung der HV-Spannung verwendet
 UHV = 250V / 360V / 450V
HV-power supply:
 10kW power supply EA-PS 81000-30 (Brusa-No. 644)
is used to adjust the HV voltage
 UHV = 250V / 360V / 450V
ULV_com = 14.0V
ULV_com = 14.0V
ILV = 0A / 100A / 200A / 250A (eingestellt durch Netzrückspeisung)
ILV = 0A / 100A / 200A / 250A (adjusted by back-feed converter)
Bordnetznachbildung (LISN):
 5uH (400V/20A)
Line impedance stabilization network (LISN):
 5uH (400V/20A)
Last:
 Leerlauf (0A)
 Netzrückspeisung EA-BFC 2000 (Brusa-Nr. 048) und
Lampen 10x 28V/450V (Brusa-Nr. 337) parallel geschaltet (100A)
 Netzrückspeisung EA-BFC 2000 (Brusa-Nr. 048) und
Lampen 10x 28V/600W (Brusa-Nr. 338) parallel geschaltet (200A)
 Netzrückspeisung EA-BFC 2000 (Brusa-Nr. 048) und
Lampen 10x 28V/450V (Brusa-Nr. 337) und 10x
28V/600W (Brusa-Nr. 338) parallel geschaltet (250A)
Load:
 No-load (0A)
 Back-feed converter EA-BFC 2000 (Brusa-No. 048)
and lamps 10x 28V/450W (Brusa-No. 337) connected
in parallel (100A)
 Back-feed converter EA-BFC 2000 (Brusa-No. 048)
and lamps 10x 28V/600W (Brusa-No. 338) connected
in parallel (200A)
 Back-feed converter EA-BFC 2000 (Brusa-No. 048)
and lamps 10x 28V/450W (Brusa-No. 337) and 10x
28V/600W (Brusa-No. 338) connected in parallel
(250A)
Kühlung (50% Wasser, 50% Ethylenglykol):
 Kühlflüssigkeitstemperaturregelsystem Julabo FP51
(Brusa-Nr. 379)
 Temperatur: 25°C
 Pumpenstufe 4
Cooling (50% water, 50% ethylene glycol):
 Coolant temperature regulation system Julabo FP51
(Brusa-No. 379)
 Temperature: 25°C
 Pump level 4
BSC624-12V-B_Validation report_110406.docx
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Validierungsbericht BSC624-12V-B
5.1.5
Ergebnis
Result
Validation report BSC624-12V-B
Die HV-Speisung (EA-PS 81000-30) verursacht Störsignale, welche auch nicht mittels den verwendeten Bordnetznachbildungen gänzlich herausgefiltert werden können.
Vor allem bei grösseren Strömen machen diese aber den
grössten Störanteil aus. In den Messresultaten sind diese
Störungen jeweils als Burst zu erkennen. Im Leerlaufbetrieb wirkt die Bordnetznachbildung sehr effektiv als Filter
(siehe Messunten unten).
The HV-power supply (EA-PS 81000-30) causes disturbances which cannot be eliminated entirely by the line impedance stabilization network being used. However, especially at high current values such account mainly for the
disturbances. In the measurment results these disturbances can be recognized as burst. In no-load operation
the line impedance stabilization network filters very effectively (see measurement below).
Der maximale Spannungsrippel beträgt ca. 590mV bei I LV
= 200A und UHV = 360V.
The maximum voltage ripple is app. 590mV at ILV = 200A
and UHV = 360V.
5.1.5.1 UHV = 250V
5.1.5.1.1 ILV = 0A
Störpegel:
Noise level:
110mVpkpk
110mVpkpk
5.1.5.1.2 ILV = 100A
Störpegel:
Noise level:
420mVpkpk
420mVpkpk
BSC624-12V-B_Validation report_110406.docx
109 / 161
Validierungsbericht BSC624-12V-B
Validation report BSC624-12V-B
5.1.5.1.3 ILV = 200A
Störpegel:
Noise level:
560mVpkpk
560mVpkpk
5.1.5.1.4 ILV = 250A
Störpegel:
Noise level:
330mVpkpk
330mVpkpk
BSC624-12V-B_Validation report_110406.docx
110 / 161
Validierungsbericht BSC624-12V-B
Validation report BSC624-12V-B
5.1.5.2 UHV = 360V
5.1.5.2.1 ILV = 0A
Störpegel:
Noise level:
130mVpkpk
130mVpkpk
5.1.5.2.2 ILV = 100A
Störpegel:
Noise level:
480mVpkpk
480mVpkpk
BSC624-12V-B_Validation report_110406.docx
111 / 161
Validierungsbericht BSC624-12V-B
Validation report BSC624-12V-B
5.1.5.2.3 ILV = 200A
Störpegel:
Noise level:
590mVpkpk
590mVpkpk
5.1.5.2.4 ILV = 250A
Störpegel:
Noise level:
330mVpkpk
330mVpkpk
BSC624-12V-B_Validation report_110406.docx
112 / 161
Validierungsbericht BSC624-12V-B
Validation report BSC624-12V-B
5.1.5.3 UHV = 450V
5.1.5.3.1 ILV = 0A
Störpegel:
Noise level:
220mVpkpk
220mVpkpk
5.1.5.3.2 ILV = 100A
Störpegel:
Noise level:
300mVpkpk
300mVpkpk
BSC624-12V-B_Validation report_110406.docx
113 / 161
Validierungsbericht BSC624-12V-B
Validation report BSC624-12V-B
5.1.5.3.3 ILV = 200A
Störpegel:
Noise level:
300mVpkpk
300mVpkpk
5.1.5.3.4 ILV = 250A
Störpegel:
Noise level:
340mVpkpk
340mVpkpk
BSC624-12V-B_Validation report_110406.docx
114 / 161
Validierungsbericht BSC624-12V-B
5.2
HV-Spannungsrippel im
Hochsetzstellbetrieb
HV-voltage ripple in
boost mode
5.2.1
Testaufbau
Test setup
Validation report BSC624-12V-B
MM1: Metrahit 23S 16A unfused
2x18mF 6.6mF
A
BSC624-12V-B
1)
MM2
Lamps:
3x 230V/2kW
in series
5mF
LV+
V
HV
MM3
No. 016
Lead Acid
Battery
1)
V
Brusa-No. 378
Device Under Test
AUX-Supply, CAN and
RS232 connected via
testbox
1)
MM4
A
Control Interface
1)
Brusa-No. 149
LV+
BSC624-12V-B
EA-PS 81000-30
Brusa-No. 644
1000V/30A/10kW
Power Supply
AUX-Supply and CAN connected
via testbox
(connection via RS232 not necessary)
5.2.2
Messaufbau
Measurement setup
12V/220Ah
LV- (Housing)
HV
No. 009
Valid meters:
- Metrahit 23S, 28S, 29S
- Agilent U1253A
Meters:
- Metrahit 23S:
- Metrahit 29S:
- Agilent U1253A:
Auxiliary Device
Brusa-No.:
004, 332
401, 404
528, 537, 539,
541, 542, 544
LV- (Housing)
Control Interface
Oszilloskop: Agilent Technologies DSO6034A (Brusa-Nr.
367)
Oscilloscope: Agilent Technologies DSO6034A (BrusaNo. 367)
CH1: UHV (Agilent Tastkopf 10:1)
CH1: UHV (Agilent probe 10:1)
BSC624-12V-B_Validation report_110406.docx
115 / 161
Validierungsbericht BSC624-12V-B
5.2.3
5.2.4
Messbedingungen
Measurement conditions
Ergebnis
Result
Validation report BSC624-12V-B
Testgerät:
 BSC624-12V-B Nr. 016 mit Firmware “SW-FW-BSC604-00-00 T05” programmiert; als Spannungsregler im
Hochsetzstellbetrieb eingesetzt
Device under test:
 BSC624-12V-B No. 016 programmed with firmware
“SW-FW-BSC6-04-00-00 T05”; operating as voltage
controller in boost mode
HV-Speisung:
 10kW Speisung EA-PS 81000-30 (Brusa-Nr. 644)
wird für die Speisung des Hilfsgerät verwendet
HV-power supply:
 10kW power supply EA-PS 81000-30 (Brusa-No. 644)
is used to supply the auxiliary device
LV-Speisung (Hilfsgerät):
 BSC624-12V-B Nr. 009 mit Firmware „SW-FW-BSC604-00-00 T04“ programmiert; als Spannungsregler im
Tiefsetzstellbetrieb
 12V/220Ah Bleibatterie (Brusa-Nr. 378)
 ULV = 14.0V
LV-power supply (auxiliary device):
 BSC624-12V-B No. 009 programmed with firmware
“SW-FW-BSC6-04-00-00 T04”; operating as voltage
controller in buck mode
 12V/220Ah lead-acid battery (Brusa-No. 378)
 ULV = 14.0V
UHV_com = 250V / 360V / 450V
UHV_com = 250V / 360V / 450V
ILV = ca. 0A / -96A @ 250V / -173A @ 360V
ILV = app. 0A / -96A @ 250V / -173A @ 360V
Last:
 Leerlauf
 Lampen 3x 230V/2kW in Serie geschaltet
Load:
 No load
 Lamps 3x 230V/2kW connected in series
Kühlung (50% Wasser, 50% Ethylenglykol):
 Kühlung beider Geräte
 Kühlflüssigkeitstemperaturregelsystem Julabo FP51
(Brusa-Nr. 379)
 Temperatur: 25°C
 Pumpenstufe 4
Cooling (50% water, 50% ethylene glycol):
 Both devices being cooled
 Coolant temperature regulation system Julabo FP51
(Brusa-No. 379)
 Temperature: 25°C
 Pump level 4
Die auftretenden Spannungsrippel bewegen sich im Bereich von 2V und dürften weit unter den Werten liegen, die
andere Komponenten im System (z.B.: Fahrumrichter)
verursachen.
The occurring voltage ripples are in the range of 2V and
are likely far below the values, that other components in
the system (i.e.: traction inverter) cause.
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116 / 161
Validierungsbericht BSC624-12V-B
Validation report BSC624-12V-B
5.2.4.1 UHV_com = 250V, ILV = -3A
Störpegel:
Noise level:
1.5Vpkpk
1.5Vpkpk
5.2.4.2 UHV_com = 250V, ILV = -96A
Störpegel:
Noise level:
1.5Vpkpk
1.5Vpkpk
BSC624-12V-B_Validation report_110406.docx
117 / 161
Validierungsbericht BSC624-12V-B
Validation report BSC624-12V-B
5.2.4.3 UHV_com = 360V, ILV = -3A
Störpegel:
Noise level:
2.0Vpkpk
2.0Vpkpk
5.2.4.4 UHV_com = 360V, ILV = -173A
Störpegel:
Noise level:
2.0Vpkpk
2.0Vpkpk
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118 / 161
Validierungsbericht BSC624-12V-B
Validation report BSC624-12V-B
5.2.4.5 UHV_com = 450V, ILV = -4A
Störpegel:
Noise level:
1.75Vpkpk
1.75Vpkpk
BSC624-12V-B_Validation report_110406.docx
119 / 161
Validierungsbericht BSC624-12V-B
5.3
Frequenzvariation des
Hoch-/Tiefsetzstellers
Frequency variation of
buck/boost-converter
5.3.1
Tiefsetzstellbetrieb
Buck mode
Validation report BSC624-12V-B
5.3.1.1 Testaufbau für Leerlauf
Test setup for no-load
MM4: Metrahit 29S
mV
MM1: Metrahit 23S 16A unfused
EA-PS 9750-25
A
Brusa-No. 397
750V/25A/9kW
Power Supply
LV+
Shunt: 60mV/200A
(1mV/5A tap)
BSC624-12V
1)
MM2
V
HV
No. 007
V
1)
MM3
Device Under Test
AUX-Supply, CAN and
RS232 connected via
testbox
LV- (Housing)
1)
MM5
A
Control Interface
Brusa-No. 149
1)
Valid meters:
- Metrahit 23S, 28S, 29S
- Agilent U1253A
Meters:
- Metrahit 23S:
- Metrahit 29S:
- Agilent U1253A:
BSC624-12V-B_Validation report_110406.docx
120 / 161
Brusa-No.:
004, 332
401, 404
528, 537, 539,
541, 542, 544
Validierungsbericht BSC624-12V-B
Validation report BSC624-12V-B
5.3.1.2 Testaufbau für Volllast
Test setup for full load
MM1, MM6: Metrahit 23S 16A
unfused
MM4: Metrahit 29S
mV
A
EA-PS 9750-25
A
Brusa-No. 397
750V/25A/9kW
Power Supply
LV+
Shunt: 60mV/200A
(1mV/5A tap)
BSC624-12V-B
1)
MM2
V
No. 007
HV
V
1)
MM3
Device Under Test
AUX-Supply, CAN and
RS232 connected via
testbox
LV- (Housing)
1)
MM5
A
Control Interface
Brusa-No. 149
LV+
BSC624-12V-B
1)
No. 002
HV
Auxiliary Device
AUX-Supply and CAN connected
via testbox
(connection via RS232 not necessary)
Brusa-No. 145
5.3.1.3 Messaufbau
Measurement setup
LV- (Housing)
Control Interface
Valid meters:
- Metrahit 23S, 28S, 29S
- Agilent U1253A
Meters:
- Metrahit 23S:
- Metrahit 29S:
- Agilent U1253A:
Brusa-No.:
004, 332
401, 404
528, 537, 539,
541, 542, 544
Der LV-Strom wird durch eine Spannungsmessung über
einen 60mV/200A Shunt mit einem Multimeter MetraHit
29S bestimmt. Um die Genauigkeit der Messung zu verbessern, wurde vorgängig der Widerstand des Shunts genau erfasst.
The LV-current is determined by a voltage measurement
across a 60mV/200A shunt with a multimeter MetraHit
29S. In order to improve the accuracy of the measurement, the shunt resistance has been determined exactly in
advance.
Leerlauf: Der HV-Strom wird mit einem Multimeter MetraHit 23S gemessen.
No-load: The HV-current is measured with a multimeter
MetraHit 23S.
Volllast: Der HV-Strom wird mit zwei Multimeter MetraHit
23S gemessen.
Full load: The HV-current is measured with two multimeter
MetraHit 23S.
Für die Messung der Taktfrequenz wird ein Frequenzgenerator M&R WG-1475 (Brusa-Nr. 347) verwendet, wobei
das Signal PWM2_a (U1107 Pin1
U1107 Pin8) untersucht wird.
For the measurement of the switching frequency a frequency generator M&R WG-1475 (Brusa-No. 347) is used,
whereas the signal PWM2_a (U1107 Pin1
U1107 Pin8)
is investigated.
BSC624-12V-B_Validation report_110406.docx
121 / 161
Validierungsbericht BSC624-12V-B
5.3.1.4 Messbedingungen für
Leerlauf
Measurement conditions
for no-load
5.3.1.5 Messbedingungen für
Volllast
Measurement conditions
for full load
Validation report BSC624-12V-B
Testgerät:
 BSC624-12V-B Nr. 007 mit Firmware „SW-FW-BSC604-00-00-T04” programmiert; als Spannungsregler im
Tiefsetzstellbetrieb eingesetzt
Device under test:
 BSC624-12V-B No. 007 programmed with firmware
“SW-FW-BSC6-04-00-00-T04”; operating as voltage
controller in buck mode
HV-Speisung:
 9kW Speisung EA-PS 9750-25 (Brusa-Nr. 397) wird
für die Einstellung der HV-Spannung verwendet
 UHV = 220V – 450V
HV-power supply:
 9kW power supply EA-PS 9750-25 (Brusa-No. 397) is
used to adjust the HV-voltage
 UHV = 220V – 450V
ULV_com = 8.0V – 16.0V
ULV_com = 8.0V – 16.0V
ILV = 0A (Leerlauf)
ILV = 0A (no-load)
Kühlung (50% Wasser, 50% Ethylenglykol):
 Kühlflüssigkeitstemperaturregelsystem Julabo FP51
(Brusa-Nr. 379)
 Temperatur: 25°C
 Durchflussrate 4l/min
Cooling (50% water, 50% ethylene glycol):
 Coolant temperature regulation system Julabo FP51
(Brusa-No. 379)
 Temperature: 25°C
 Flow rate 4l/min
Testgerät:
 BSC624-12V-B Nr. 007 mit Firmware „SW-FW-BSC604-00-00-T04” programmiert; als Spannungsregler im
Tiefsetzstellbetrieb eingesetzt
Device under test:
 BSC624-12V-B No. 007 programmed with firmware
“SW-FW-BSC6-04-00-00-T04”; operating as voltage
controller in buck mode
HV-Speisung:
 9kW Speisung EA-PS 9750-25 (Brusa-Nr. 397) wird
für die Einstellung der HV-Spannung verwendet
 UHV = 220V – 450V
HV-power supply:
 9kW power supply EA-PS 9750-25 (Brusa-No. 397) is
used to adjust the HV-voltage
 UHV = 220V – 450V
ULV_com = 8.0V – 16.0V
ULV_com = 8.0V – 16.0V
ILV = 250A (eingestellt durch Hilfsgerät)
ILV = 250A (adjusted by auxiliary device)
Last (Hilfsgerät):
 BSC624-12V-B Nr. 002 mit Firmware „SW-FW-BSC604-00-00-T04“ programmiert; stromlimitierend im
Hochsetzstellbetrieb eingesetzt
Load (auxiliary device):
 BSC624-12V-B No. 002 programmed with firmware
“SW-FW-BSC6-04-00-00-T04”; acting current limiting
in boost mode
Kühlung (50% Wasser, 50% Ethylenglykol):
 Kühlung beider Geräte
 Kühlflüssigkeitstemperaturregelsystem Julabo FP51
(Brusa-Nr. 379)
 Temperatur auf 25°C geregelt
 Durchflussrate 4l/min
Cooling (50% water, 50% ethylene glycol):
 Both devices being cooled
 Coolant temperature regulation system Julabo FP51
(Brusa-No. 379)
 Temperature regulated to 25°C
 Flow rate 4l/min
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Validierungsbericht BSC624-12V-B
BSC624-12V-B_Validation report_110406.docx
Validation report BSC624-12V-B
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Validierungsbericht BSC624-12V-B
BSC624-12V-B_Validation report_110406.docx
Validation report BSC624-12V-B
124 / 161
Validierungsbericht BSC624-12V-B
5.3.2
Validation report BSC624-12V-B
Hochsetzstellbetrieb
Boost mode
5.3.2.1 Testaufbau für Leerlauf
Test setup for no-load
MM1: Metrahit 23S 16A unfused
MM4: Metrahit 23S 16A unfused
A
EA-PS 3032-10B
A
LV+
Brusa-No. 596
BSC624-12V-B
1)
MM2
V
HV
No. 007
V
20V/10A
Power Supply
1)
MM3
Device Under Test
AUX-Supply, CAN and
RS232 connected via
testbox
MM5
LV- (Housing)
1)
A
Control Interface
Brusa-No. 149
1)
Valid meters:
- Metrahit 23S, 28S, 29S
- Agilent U1253A
Meters:
- Metrahit 23S:
- Metrahit 29S:
- Agilent U1253A:
BSC624-12V-B_Validation report_110406.docx
125 / 161
Brusa-No.:
004, 332
401, 404
528, 537, 539,
541, 542, 544
Validierungsbericht BSC624-12V-B
Validation report BSC624-12V-B
5.3.2.2 Testaufbau für Volllast
Test setup for full load
MM1, MM6: Metrahit 23S 16A
unfused
MM4: Metrahit 29S
mV
A
A
LV+
Shunt: 60mV/200A
(1mV/5A tap)
BSC624-12V-B
1)
MM2
V
HV
No. 007
V
1)
MM3
Device Under Test
AUX-Supply, CAN and
RS232 connected via
testbox
LV- (Housing)
1)
MM5
A
Control Interface
Brusa-No. 149
LV+
BSC624-12V-B
HV
No. 002
Auxiliary Device
AUX-Supply and CAN connected
via testbox
(connection via RS232 not necessary)
Brusa-No. 145
LV- (Housing)
Control Interface
LV+
EA-PS 9750-25
BSC624-12V-B
Brusa-No. 397
750V/25A/9kW
Power Supply
AUX-Supply and CAN connected
via testbox
(connection via RS232 not necessary)
BSC624-12V-B_Validation report_110406.docx
HV
No. 003
Auxiliary Device 2
LV- (Housing)
Control Interface
126 / 161
1)
Valid meters:
- Metrahit 23S, 28S, 29S
- Agilent U1253A
Meters:
- Metrahit 23S:
- Metrahit 29S:
- Agilent U1253A:
Brusa-No.:
004, 332
401, 404
528, 537, 539,
541, 542, 544
Validierungsbericht BSC624-12V-B
5.3.2.3 Messaufbau
Measurement setup
5.3.2.4 Messbedingungen für
Leerlauf
Measurement conditions
for no-load
Validation report BSC624-12V-B
Der LV-Strom wird durch eine Spannungsmessung über
einen 60mV/200A Shunt mit einem Multimeter MetraHit
29S bestimmt. Um die Genauigkeit der Messung zu verbessern, wurde vorgängig der Widerstand des Shunts genau erfasst.
The LV-current is determined by a voltage measurement
across a 60mV/200A shunt with a multimeter MetraHit
29S. In order to improve the accuracy of the measurement, the shunt resistance has been determined exactly in
advance.
Leerlauf: Der HV-Strom wird mit einem Multimeter MetraHit 23S gemessen.
No-load: The HV-current is measured with a multimeter
MetraHit 23S.
Volllast: Der HV-Strom wird mit zwei Multimeter MetraHit
23S gemessen.
Full load: The HV-current is measured with two multimeter
MetraHit 23S.
Für die Messung der Taktfrequenz wird ein Frequenzgenerator M&R WG-1475 (Brusa-Nr. 347) verwendet, wobei
das Signal PWM2_a (U1107 Pin1
U1107 Pin8) untersucht wird.
For the measurement of the switching frequency a frequency generator M&R WG-1475 (Brusa-No. 347) is used,
whereas the signal PWM2_a (U1107 Pin1
U1107 Pin8)
is investigated.
Testgerät:
 BSC624-12V-B Nr. 007 mit Firmware „SW-FW-BSC604-00-00-T04” programmiert; als Spannungsregler im
Hochsetzstellbetrieb eingesetzt
Device under test:
 BSC624-12V-B No. 007 programmed with firmware
“SW-FW-BSC6-04-00-00-T04”; operating as voltage
controller in boost mode
LV-Speisung:
 LV-Speisung EA-PS 3032-10B (Brusa-Nr. 596) wird
für die Einstellung der LV-Spannung verwendet
 ULV = 8.0V – 16.0V
LV-power supply:
 LV-power supply EA-PS 3032-10B (Brusa-No. 596) is
used to adjust the LV-voltage
 ULV = 8.0V – 16.0V
UHV_com = 240V – 450V
UHV_com = 240V – 450V
IHV = 0A (Leerlauf)
IHV = 0A (no-load)
Kühlung (50% Wasser, 50% Ethylenglykol):
 Kühlflüssigkeitstemperaturregelsystem Julabo FP51
(Brusa-Nr. 379)
 Temperatur: 25°C
 Durchflussrate 4l/min
Cooling (50% water, 50% ethylene glycol):
 Coolant temperature regulation system Julabo FP51
(Brusa-No. 379)
 Temperature: 25°C
 Flow rate 4l/min
BSC624-12V-B_Validation report_110406.docx
127 / 161
Validierungsbericht BSC624-12V-B
5.3.2.5 Messbedingungen für
Volllast
Measurement conditions
for full load
Validation report BSC624-12V-B
Testgerät:
 BSC624-12V-B Nr. 007 mit Firmware „SW-FW-BSC604-00-00-T04” programmiert; als Spannungsregler im
Hochsetzstellbetrieb eingesetzt
Device under test:
 BSC624-12V-B No. 007 programmed with firmware
“SW-FW-BSC6-04-00-00-T04”; operating as voltage
controller in boost mode
HV-Speisung:
 9kW Speisung EA-PS 9750-25 (Brusa-No. 397) wird
für die Speisung des Hilfsgerät 2 verwendet
 UHV = 330V
HV-power supply:
 9kW power supply EA-PS 9750-25 (Brusa-No. 400) is
used to supply the auxiliary device 2
 UHV = 330V
LV-Speisung (Hilfsgerät 2):
 BSC624-12V-B Nr. 003 mit Firmware „SW-FW-BSC604-00-00-T03“ programmiert; als Spannungsregler im
Tiefsetzstellbetrieb eingesetzt
 ULV = 8.0V – 16.0V
LV-power supply (auxiliary device 2):
 BSC624-12V-B No. 003 programmed with firmware
„SW-FW-BSC6-04-00-00-T03“; operating as voltage
controller in buck mode
 ULV = 8.0V – 16.0V
UHV_com = 240V – 450V
UHV_com = 240V – 450V
ILV = -250A (eingestellt durch Hilfsgerät 1)
ILV = -250A (adjusted by auxiliary device 1)
Last (Hilfsgerät 1):
 BSC624-12V-B Nr. 002 mit Firmware „SW-FW-BSC604-00-00-T04“ programmiert; stromlimitierend im
Tiefsetzstellbetrieb eingesetzt
Load (auxiliary device 1):
 BSC624-12V-B No. 002 programmed with firmware
“SW-FW-BSC6-04-00-00-T04”; acting current limiting
in buck mode
Kühlung (50% Wasser, 50% Ethylenglycol):
 Kühlung aller Geräte
 Kühlflüssigkeitstemperaturregelsystem Julabo FP51
(Brusa-Nr. 379)
 Temperatur auf 25°C geregelt
 Durchflussrate 4l/min
Cooling (50% water, 50% ethylene glycol):
 All devices being cooled
 Coolant temperature regulation system Julabo FP51
(Brusa-No. 379)
 Temperature regulated to 25°C
 Flow rate 4l/min
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Validierungsbericht BSC624-12V-B
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Validation report BSC624-12V-B
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Validierungsbericht BSC624-12V-B
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Validation report BSC624-12V-B
130 / 161
Validierungsbericht BSC624-12V-B
6
Mechanische Tests
Mechanic tests
6.1
Druckabfall des Kühlkanals
Pressure drop of cooling
channel
6.1.1
Testaufbau
Test setup
Validation report BSC624-12V-B
Julabo FP51
Brusa-No. 415
Coolant Temperature
Regulation System
Pressure
Sensor
Ball
Valve
Flow 8025
Pressure
Sensor
Brusa-No. 353
Digital Flow
Meter
Inlet
Outlet
Kobold MAN-SF
LV+
Brusa-No. 352
Digital
Manometer
BSC624-12V-B01
HV
No. 319
Device Under Test
LV- (Housing)
Control Interface
6.1.2
Messaufbau
Measurement setup
Der Druckabfall wird mittels eines Differenzdruckmessgeräts ermittelt, welches über zwei Drucksensoren verfügt
und automatisch den Differenzdruck ausgibt.
The pressure drop is measured with a difference-pressure
measurement device, that disposes two pressure sensors
and automatically displays the difference pressure.
6.1.3
Messbedingungen
Measurement conditions
Testgerät:
 BSC624-12V-B01 Nr. 319 mit Firmware “SW-FWBSC6-04-00-00 T05” programmiert
Device under test:
 BSC624-12V-B01 No. 319 programmed with firmware
“SW-FW-BSC6-04-00-00 T05”
Differenzdruckmessgerät MAN-SF (Brusa-Nr. 352)
Pressure difference measurement MAN-SF (Brusa-No.
352)
Durchflussmessgerät Flow 8025 (Brusa-Nr. 353)
Flow meter Flow 8025 (Brusa-No. 353)
Kühlung (50% Wasser, 50% Ethylenglykol):
 Kühlflüssigkeitstemperaturregelsystem Julabo FP51
(Brusa-Nr. 415)
 Temperatur: -15°C / 0°C / 25°C / 65°C
 Pumpenstufe 4
Cooling (50% water, 50% ethylene glycol):
 Coolant temperature regulation system Julabo FP51
(Brusa-No. 415)
 Temperature: -15°C / 0°C / 25°C / 65°C
 Pump level 4
BSC624-12V-B_Validation report_110406.docx
131 / 161
Validierungsbericht BSC624-12V-B
6.1.4
Ergebnis
Result
Validation report BSC624-12V-B
Bei Durchflussraten von 4l/min ist der Druckabfall zwischen 16mbar und 42mbar, was sehr viel weniger ist als
der max. zulässige Wert (100mbar) gemäss Spezifikationen.
At a flow rate of 4l/min the pressure drop is app. between
16mbar and 42mbar, which is much lower than the maximal permissible value (100mbar) according to the specifications.
Der Druckabfall ist grundsätzlich unabhängig von der
Durchflussrichtung (siehe Messung bei 25°C in umgekehrter Durchflussrichtung). Trotzdem ist die Durchflussrichtung spezifiziert, weil der Kühlkanal eben nicht symmetrisch ist.
The pressure drop is basically not depending on the flow
direction (refer to measurement at 25°C in opposite flow
direction). The flow direction is specified though, since the
cooling channel is not symmetrical.
Coolant Coolant Inlet (1)
Outlet (2)
BSC624-12V-B_Validation report_110406.docx
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Validierungsbericht BSC624-12V-B
BSC624-12V-B_Validation report_110406.docx
Validation report BSC624-12V-B
133 / 161
Validierungsbericht BSC624-12V-B
7
Sicherheit
Safety
7.1
Trennen des HV-Steckers
im Tiefsetzstellbetrieb
Disconnection of HVconnector in buck mode
7.1.1
Testaufbau
Test setup
Validation report BSC624-12V-B
MM4: Metrahit 29S
mV
MM1: Metrahit 23S 16A unfused
A
EA-PS 81000-30
MM2
Brusa-No. 645
V
1000V/30A/10kW
Power Supply
AUX-Supply, CAN and
RS232 connected via
testbox
Brusa-No. 149
LV+
BSC624-12V-B
1)
HV
No. 016
1)
MM3
Shunt: 60mV/200A
(1mV/5A tap)
Lamps: all parallel
10x 28V/600W
10x 28V/450W
V
Device Under Test
1)
LV- (Housing)
A
1)
Control Interface
MM5
EA-BFC 2000
Brusa-No. 048
Back-feed converter
0 - 80A/60V
Valid meters:
- Metrahit 23S, 28S, 29S
- Agilent U1253A
Meters:
- Metrahit 23S:
- Metrahit 29S:
- Agilent U1253A:
Mains
7.1.2
7.1.3
Messaufbau
Measurement setup
Bemerkung zur Messung
Comment to measurement
Brusa-No.:
004, 332
401, 404
528, 537, 539,
541, 542, 544
Oszilloskop: Agilent Technologies DSO6034A (Brusa-Nr.
367)
Oscilloscope: Agilent Technologies DSO6034A (BrusaNo. 367)
CH1: Interlock-Error Signal (Agilent Tastkopf 10:1)
CH1: Interlock error signal (Agilent probe 10:1)
CH2: uC-Enable3 (Agilent Tastkopf 10:1)
CH2: uC-Enable3 (Agilent probe 10:1)
CH3: UHV (Differenztastkopf Agilent N2772A (Brusa-Nr.
369))
CH3: UHV (active differential probe Agilent N2772A (BrusaNo. 369))
Auf fallende Flanke von CH1 getriggert
Trigger on falling edge of CH1
Dieser Test soll zeigen, dass bei einer fehlerhaften HVSteckverbindung oder beim Abziehen des HV-Steckers
das Gerät einen solchen Fall frühzeitig erkennt, sodass
die Leistungsstufe abgeschaltet und ein möglicher Lichtbogen verhindert wird.
This test shall show, that in case of a faulty HV-connection
or if the HV-connector is disconnected the device detects
such a case sufficiently in advance and shuts down the
power stage so that a possible arc is avoided.
Der HV-Stecker wird recht zügig abgezogen.
The HV-connector is disconnected quite quickly.
BSC624-12V-B_Validation report_110406.docx
134 / 161
Validierungsbericht BSC624-12V-B
7.1.4
7.1.5
Messbedingungen
Measurement conditions
Ergebnis
Result
Validation report BSC624-12V-B
Testgerät:
 BSC624-12V-B Nr. 016 mit Firmware “SW-FW-BSC604-00-00 T05” programmiert; als Spannungsregler im
Tiefsetzstellbetrieb eingesetzt
Device under test:
 BSC624-12V-B No. 016 programmed with firmware
“SW-FW-BSC6-04-00-00 T05”; operating as voltage
controller in buck mode
HV-Speisung:
 10kW Speisung EA-PS 81000-30 (Brusa-Nr. 645)
wird für die Einstellung der HV-Spannung verwendet
 UHV = 250V / 360V / 450V
HV-power supply:
 10kW power supply EA-PS 81000-30 (Brusa-No. 645)
is used to adjust the HV voltage
 UHV = 250V / 360V / 450V
ULV_com = N.A. (CAN-Enable = OFF) / 14.0V
ULV_com = N.A (CAN-Enable = OFF) / 14.0V
ILV = 0A (CAN-Enable = OFF) / 250A (eingestellt durch
Netzrückspeisung)
ILV = 0A (CAN-Enable = OFF) / 250A (adjusted by backfeed converter)
Last:
 Netzrückspeisung EA-BFC 2000 (Brusa-Nr. 048)
 Lampen 10x 28V/450V (Brusa-Nr. 337) und 10x
28V/600W (Brusa-Nr. 338) parallel geschaltet
Load:
 Back-feed converter EA-BFC 2000 (Brusa-No. 048)
 Lamps 10x 28V/450W (Brusa-No. 337) and 10x
28V/600W (Brusa-No. 338) connected in parallel
Kühlung (50% Wasser, 50% Ethylenglykol):
 Kühlflüssigkeitstemperaturregelsystem Julabo FP51
(Brusa-Nr. 379)
 Temperatur: 25°C
 Pumpenstufe 4
Cooling (50% water, 50% ethylene glycol):
 Coolant temperature regulation system Julabo FP51
(Brusa-No. 379)
 Temperature: 25°C
 Pump level 4
Unter keiner Bedingung wurde durch das Abziehen des
HV-Steckers ein Lichtbogen verursacht, da durch die voreilenden Interlockkontakte ein Fehler erkannt und das Gerät abgeschaltet wurde. Nach dem Zurücksetzen des Fehlers (durch kurzes Wegschalten von Klemme 15) funktionierte das Gerät wieder ordnungsgemäss.
In no condition an electric arc was caused by the disconnection of the HV-connector, because an error is detected
by the leading interlock-contacts and the device was shut
down. After the reset of the error (by resetting terminal 15)
the device was again fully functional.
Das Entladen der internen HV-Spannung dauert längstens
317ms.
The discharge of the internal HV-voltage takes no longer
than 317ms.
BSC624-12V-B_Validation report_110406.docx
135 / 161
Validierungsbericht BSC624-12V-B
7.1.5.1 Leistungsstufe ausgeschaltet
Power stage switched off
Validation report BSC624-12V-B
7.1.5.1.1 UHV = 250V: Fall time UHV = 167ms
7.1.5.1.2 UHV = 360V: Fall time UHV = 231ms
EN (3) = ON
CAN-Enable = OFF
ULV = 0V
ILV = 0A
7.1.5.1.3 UHV = 450V: Fall time UHV = 317ms
BSC624-12V-B_Validation report_110406.docx
136 / 161
Validierungsbericht BSC624-12V-B
7.1.5.2 ULV_com = 14V, ILV = 250A
Validation report BSC624-12V-B
7.1.5.2.1 UHV = 250V: Fall time UHV = 155ms
Verzögerungszeit zwischen Erkennen des Interlock-Fehlers
bis Deaktivieren von uC-Enable3: 3.7ms
Delay time between detection of interlock error and disable of
uC-Enable3: 3.7ms
7.1.5.2.2 UHV = 360V: Fall time UHV = 232ms
7.1.5.2.3 UHV = 450V: Fall time UHV = 315ms
BSC624-12V-B_Validation report_110406.docx
137 / 161
Validierungsbericht BSC624-12V-B
7.2
Trennen des HV-Steckers
im Hochsetzstellbetrieb
Disconnection of HVconnector in boost mode
7.2.1
Testaufbau
Test setup
Validation report BSC624-12V-B
4x1.5mF
2x18mF
1)
LV+
BSC624-12V-B
1)
MM1
V
No. 016
HV
Lead Acid
Battery
1)
MM2
V
Brusa-No. 378
Device Under Test
AUX-Supply, CAN and
RS232 connected via
testbox
Valid meters:
- Metrahit 23S, 28S, 29S
- Agilent U1253A
12V/220Ah
Meters:
- Metrahit 23S:
- Metrahit 29S:
- Agilent U1253A:
LV- (Housing)
1)
Brusa-No.:
004, 332
401, 404
528, 537, 539,
541, 542, 544
MM3
A
Control Interface
Brusa-No. 149
LV+
BSC624-12V-B
No. 009
HV
Auxiliary Device
AUX-Supply and CAN connected
via testbox
(connection via RS232 not necessary)
7.2.2
Messaufbau
Measurement setup
Lamps: all
parallel
10x 28V/600W
10x 28V/450W
EA-BFC 2000
Brusa-No. 048
Back-Feed Converter
0 - 80A/60V
Mains
LV- (Housing)
Control Interface
Oszilloskop: Agilent Technologies DSO6034A (Brusa-Nr.
367)
Oscilloscope: Agilent Technologies DSO6034A (BrusaNo. 367)
CH1: Interlock-Error Signal (Agilent Tastkopf 10:1)
CH1: Interlock error signal (Agilent probe 10:1)
CH2: uC-Enable3 (Agilent Tastkopf 10:1)
CH2: uC-Enable3 (Agilent probe 10:1)
CH3: UHV (Differenztastkopf Agilent N2772A (Brusa-Nr.
369))
CH3: UHV (active differential probe Agilent N2772A (BrusaNo. 369))
Auf fallende Flanke von CH1 getriggert
Trigger on falling edge of CH1
BSC624-12V-B_Validation report_110406.docx
138 / 161
Validierungsbericht BSC624-12V-B
7.2.3
7.2.4
Messbedingungen
Measurement conditions
Bemerkung zur Messung
Comment to measurement
Validation report BSC624-12V-B
Testgerät:
 BSC624-12V-B Nr. 016 mit Firmware “SW-FW-BSC604-00-00 T05” programmiert; als Spannungsregler im
Hochsetzstellbetrieb eingesetzt
Device under test:
 BSC624-12V-B No. 016 programmed with firmware
“SW-FW-BSC6-04-00-00 T05”; operating as voltage
controller in boost mode
LV-Speisung:
 12V/220Ah Bleibatterie (Brusa-Nr. 378)
 ULV = 12.5V
LV-power supply:
 12V/220Ah lead-acid battery (Brusa-No. 378)
 ULV = 12.5V
UHV_com = 250V / 360V / 450V
UHV_com = 250V / 360V / 450V
ILV = 0A / 250A (eingestellt durch Netzrückspeisung)
ILV = 0A / 250A (adjusted by back-feed converter)
Last (Hilfsgerät):
 BSC624-12V-B Nr. 009 mit Firmware „SW-FW-BSC604-00-00 T05“ programmiert; stromlimitierend im Tiefsetzstellbetrieb eingesetzt
 Netzrückspeisung (Brusa-Nr. 048)
 Lampen 10x 28V/450V (Brusa-Nr. 337) und 10x
28V/600W (Brusa-Nr. 338) parallel geschaltet
Load (auxiliary device):
 BSC624-12V-B No. 009 programmed with firmware
“SW-FW-BSC6-04-00-00 T04”; acting current limiting
in buck mode
 Back-feed converter (Brusa-No. 048)
 Lamps 10x 28V/450W (Brusa-No. 337) and 10x
28V/600W (Brusa-No. 338) connected in parallel
Kühlung (50% Wasser, 50% Ethylenglykol):
 Kühlung beider Geräte
 Kühlflüssigkeitstemperaturregelsystem Julabo FP51
(Brusa-Nr. 379)
 Temperatur: 25°C
 Pumpenstufe 4
Cooling (50% water, 50% ethylene glycol):
 Both devices being cooled
 Coolant temperature regulation system Julabo FP51
(Brusa-No. 379)
 Temperature: 25°C
 Pump level 4
Dieser Test soll zeigen, dass bei einer fehlerhaften HVSteckverbindung oder beim Abziehen des HV-Steckers
das Gerät einen solchen Fall frühzeitig erkennt, sodass
die Leistungsstufe abgeschaltet und ein möglicher Lichtbogen verhindert wird.
This test shall show, that in case of a faulty HV-connection
or if the HV-connector is disconnected the device detects
such a case sufficiently in advance and shuts down the
power stage so that a possible arc is avoided.
Der HV-Stecker wird recht zügig abgezogen.
The HV-connector is disconnected quite quickly.
BSC624-12V-B_Validation report_110406.docx
139 / 161
Validierungsbericht BSC624-12V-B
7.2.5
Ergebnis
Result
7.2.5.1 ILV = 0A
Validation report BSC624-12V-B
Auch im Hochsetzstellbetrieb wurde durch das Abziehen
des HV-Steckers kein Lichtbogen verursacht.
In boost mode no electric arc was caused either by the
disconnection of the HV-connector.
Das Entladen der internen HV-Spannung dauert längstens
283ms.
The discharge of the internal HV-voltage takes no longer
than 283ms.
Wenn der HV-Stecker nur langsam abgezogen wird, wird
zwar unmittelbar ein Interlock-Fehler erkannt, sodass der
BSC624-12V ausschaltet. Die HV-Spannung sinkt vorerst
jedoch nur auf jenen UHS_min – Limitwert (z.B. 240V) ab,
der beim angeschlossenen BSC624-12V-Hilfsgerät im
Tiefsetzstellbetrieb eingestellt ist. Bis zu diesem Wert
nämlich kann der Hilfwandler aktiv die Energie im Zwischenkreis auf die LV-Seite transferieren. Danach erfolgt
die Entladung aufgrund der angeschlossenen Elkobox nur
langsam. Erst wenn der HV-Stecker soweit abgezogen
wird, dass auch die Leistungskontakte keinen Kontakt
mehr machen, entlädt sich die HV-Spannung endgültig.
When the HV-connector is disconnected just slowly, an
interlock error is detected as well, so that the BSC624-12V
switches off. The HV-voltage drops for now however only
to that UHS_min limit value (i.e. 240V), which is set at the
connected BSC624-12V-AuxD in buck mode. Down to this
value the auxiliary device can actively transfer energy
from the DC-link to the LV-side. After it the HV-voltage is
discharged only marginally due to the e-cap box that is
connected. When the HV-connector is disconnected that
far that the power contacts do not contact anymore, the
HV-voltage is discharged finally.
7.2.5.1.1 UHV = 250V: Fall time UHV = 109ms
BSC624-12V-B_Validation report_110406.docx
140 / 161
Validierungsbericht BSC624-12V-B
Validation report BSC624-12V-B
7.2.5.1.2 UHV = 360V: Fall time UHV = 199ms
Verzögerungszeit zwischen Erkennen des Interlock-Fehlers
bis Deaktivieren von uC-Enable3: 2.37ms
Delaytime between detection of interlock error and disable of
uC-Enable3: 2.37ms
7.2.5.1.3 UHV = 450V: Fall time UHV = 283ms
BSC624-12V-B_Validation report_110406.docx
141 / 161
Validierungsbericht BSC624-12V-B
7.2.5.2 ILV = 250A
Validation report BSC624-12V-B
7.2.5.2.1 UHV = 250V: Fall time UHV = 153ms
7.2.5.2.2 UHV = 360V: Fall time UHV = 194ms
BSC624-12V-B_Validation report_110406.docx
Entladung der HV-Spannung bei langsamen Abstecken des
HV-Steckers
Discharge of HV-voltage when HV-connector is disconnected
slowly
142 / 161
Validierungsbericht BSC624-12V-B
Validation report BSC624-12V-B
7.2.5.2.3 UHV = 450V: Fall time UHV = 281ms
BSC624-12V-B_Validation report_110406.docx
143 / 161
Validierungsbericht BSC624-12V-B
Kurzschluss auf LV-Seite
Short-circuit at LV-side
7.3.1
Testaufbau
Test setup
MM4: Metrahit 29S
mV
MM1: Metrahit 23S 16A unfused
A
EA-PS 81000-30
MM2
Brusa-No. 645
V
1000V/30A/10kW
Power Supply
AUX-Supply, CAN and
RS232 connected via
testbox
Brusa-No. 149
LV+
BSC624-12V-B
1)
HV
No. 016
Device Under Test
Shunt: 50mV/50A
1)
MM3
V
LV- (Housing)
1)
A
1)
Control Interface
MM5
EA-BFC 2000
Brusa-No. 048
Back-feed converter
0 - 80A/60V
Mains
7.3.2
Messaufbau
Measurement setup
Lamps: all parallel
10x 28V/600W
10x 28V/450W
Contactor
7.3
Validation report BSC624-12V-B
Valid meters:
- Metrahit 23S, 28S, 29S
- Agilent U1253A
Meters:
- Metrahit 23S:
- Metrahit 29S:
- Agilent U1253A:
Brusa-No.:
004, 332
401, 404
528, 537, 539,
541, 542, 544
Oszilloskop: Agilent Technologies DSO6034A (Brusa-Nr.
367)
Oscilloscope: Agilent Technologies DSO6034A (BrusaNo. 367)
CH1: ULV (Agilent Tastkopf 10:1)
CH1: ULV (Agilent probe 10:1)
CH2: UShunt (Agilent Tastkopf 10:1)
CH2: UShunt (Agilent probe 10:1)
CH3: Trigger auf Steuersignal für Schütz (Differenztastkopf Agilent N2772A (Brusa-Nr. 369)) – Signal ausgeblendet
CH3: Trigger on control signal of contactor (active differential probe Agilent N2772A (Brusa-No. 369)) – signal is
blanked
BSC624-12V-B_Validation report_110406.docx
144 / 161
Validierungsbericht BSC624-12V-B
7.3.3
7.3.4
7.3.5
Messbedingungen
Measurement conditions
Bemerkung zur Messung
Comment to measurement
Ergebnis
Result
Validation report BSC624-12V-B
Testgerät:
 BSC624-12V-B Nr. 016 mit Firmware “SW-FW-BSC604-00-00 T05” programmiert; als Spannungsregler im
Tiefsetzstellbetrieb eingesetzt
Device under test:
 BSC624-12V-B No. 016 programmed with firmware
“SW-FW-BSC6-04-00-00 T05”; operating as voltage
controller in buck mode
HV-Speisung:
 10kW Speisung EA-PS 81000-30 (Brusa-Nr. 645)
wird für die Einstellung der HV-Spannung verwendet
 UHV = 250V / 450V
HV-power supply:
 10kW power supply EA-PS 81000-30 (Brusa-No. 645)
is used to adjust the HV voltage
 UHV = 250V / 450V
ULV_com = 8.0V / 14.0V / 16.0V
ULV_com = 8.0V / 14.0V / 16.0V
ILV = 0A / 250A (eingestellt durch Netzrückspeisung)
ILV = 0A / 250A (adjusted by back-feed converter)
Last:
 Netzrückspeisung EA-BFC 2000 (Brusa-Nr. 048)
 Lampen 10x 28V/450V (Brusa-Nr. 337) und 10x
28V/600W (Brusa-Nr. 338) parallel geschaltet
Load:
 Back-feed converter EA-BFC 2000 (Brusa-No. 048)
 Lamps 10x 28V/450W (Brusa-No. 337) and 10x
28V/600W (Brusa-No. 338) connected in parallel
Kühlung (50% Wasser, 50% Ethylenglykol):
 Kühlflüssigkeitstemperaturregelsystem Julabo FP51
(Brusa-Nr. 379)
 Temperatur: 25°C
 Pumpenstufe 4
Cooling (50% water, 50% ethylene glycol):
 Coolant temperature regulation system Julabo FP51
(Brusa-No. 379)
 Temperature: 25°C
 Pump level 4
Dieser Test soll zeigen, dass im Tiefsetzstellbetrieb bei
einem Kurzschluss auf LV-Seite das Gerät unmittelbar darauf abschaltet ohne Schaden zu nehmen.
This test shall show that in buck mode in case of shortcircuit at LV-side the device shuts down immediately without being damaged.
Die resonante Trafostufe weist einen bestimmten Wellenwiderstand auf, sodass bei einem Kurzschluss zu hohe
Stromwerte verhindert werden bzw. als Folge davon die
LV-Spannung zusammenbricht.
The resonant transformer stage has a certain intrinsic impedance which prevents from too high current levels even
at short-circuit, resp. as a consequence the LV-voltage will
drop.
Das Gerät schaltet unmittelbar nach Eintreten des Kurzschluss wegen „LV-Undervoltage“ ab. Wird der Kurzschluss beseitigt, kann das Gerät nach einem Reset wieder problemlos betrieben werden.
The device shuts down immediately due to “LVundervoltage” after short-circuit is applied. When shortcircuit is resolved the device can be operated again without any problems.
BSC624-12V-B_Validation report_110406.docx
145 / 161
Validierungsbericht BSC624-12V-B
Validation report BSC624-12V-B
7.3.5.1 UHV = 250V
7.3.5.1.1 ULV = 8.0V
ILV = 0A
ILV = 250A
7.3.5.1.2 ULV = 14.0V
ILV = 0A
ILV = 250A
BSC624-12V-B_Validation report_110406.docx
146 / 161
Validierungsbericht BSC624-12V-B
7.3.5.1.3 ULV = 16.0V
Validation report BSC624-12V-B
ILV = 0A
ILV = 250A
ILV = 0A
ILV = 250A
7.3.5.2 UHV = 450V
7.3.5.2.1 ULV = 8.0V
BSC624-12V-B_Validation report_110406.docx
147 / 161
Validierungsbericht BSC624-12V-B
7.3.5.2.2 ULV = 14.0V
Validation report BSC624-12V-B
ILV = 0A
ILV = 250A
Detail am Beginn des Kurzschluss / detail of beginning of
short-circuit
Detail am Beginn des Kurzschluss / detail of beginning of
short-circuit
BSC624-12V-B_Validation report_110406.docx
148 / 161
Validierungsbericht BSC624-12V-B
7.3.5.2.3 ULV = 16.0V
Validation report BSC624-12V-B
ILV = 0A
BSC624-12V-B_Validation report_110406.docx
ILV = 250A
149 / 161
Validierungsbericht BSC624-12V-B
Kurzschluss auf HV-Seite
Short-circuit at HV-side
7.4.1
Testaufbau
Test setup
2x18mF
1)
LV+
AUX-Supply, CAN and
RS232 connected via
testbox
BSC624-12V-B
MM11)
Contactor
7.4
Validation report BSC624-12V-B
V
HV
Lead Acid
Battery
MM21)
No. 016
V
Brusa-No. 378
Device Under Test
12V/220Ah
Meters:
- Metrahit 23S:
- Metrahit 29S:
- Agilent U1253A:
LV- (Housing)
MM31)
A
Valid meters:
- Metrahit 23S, 28S, 29S
- Agilent U1253A
Brusa-No.:
004, 332
401, 404
528, 537, 539,
541, 542, 544
Control Interface
Brusa-No. 149
LV+
BSC624-12V-B
HV
No. 009
Auxiliary Device
AUX-Supply and CAN connected
via testbox
(connection via RS232 not necessary)
7.4.2
Messaufbau
Measurement setup
Lamps: all
parallel
10x 28V/600W
10x 28V/450W
EA-BFC 2000
Brusa-No. 048
Back-Feed Converter
0 - 80A/60V
Mains
LV- (Housing)
Control Interface
Oszilloskop: Agilent Technologies DSO6034A (Brusa-Nr.
367)
Oscilloscope: Agilent Technologies DSO6034A (BrusaNo. 367)
CH1: Trigger auf Steuersignal für Schütz (Agilent Tastkopf
10:1) – Signal ausgeblendet
CH1: Trigger on control signal of contactor (Agilent probe
10:1) – signal is blanked
CH3: UHV (Differenztastkopf Agilent N2772A (Brusa-Nr.
369))
CH3: UHV (active differential probe Agilent N2772A (BrusaNo. 369))
BSC624-12V-B_Validation report_110406.docx
150 / 161
Validierungsbericht BSC624-12V-B
7.4.3
Messbedingungen
Measurement conditions
Validation report BSC624-12V-B
Testgerät:
 BSC624-12V-B Nr. 016 mit Firmware “SW-FW-BSC604-00-00 T05” programmiert; als Spannungsregler im
Hochsetzstellbetrieb eingesetzt
Device under test:
 BSC624-12V-B No. 016 programmed with firmware
“SW-FW-BSC6-04-00-00 T05”; operating as voltage
controller in boost mode
LV-Speisung:
 12V/220Ah Bleibatterie (Brusa-Nr. 378)
 ULV = 12.5V
LV-power supply:
 12V/220Ah lead-acid battery (Brusa-No. 378)
 ULV = 12.5V
UHV_com = 250V / 360V / 450V
UHV_com = 250V / 360V / 450V
ILV = 0A / -250A (eingestellt durch Netzrückspeisung)
ILV = 0A / -250A (adjusted by back-feed converter)
Last (Hilfsgerät):
 BSC624-12V-B Nr. 009 mit Firmware „SW-FW-BSC604-00-00 T05“ programmiert; stromlimitierend im Tiefsetzstellbetrieb eingesetzt
 Netzrückspeisung (Brusa-Nr. 048)
 Lampen 10x 28V/450V (Brusa-Nr. 337) und 10x
28V/600W (Brusa-Nr. 338) parallel geschaltet
Load (auxiliary device):
 BSC624-12V-B No. 009 programmed with firmware
“SW-FW-BSC6-04-00-00 T04”; acting current limiting
in buck mode
 Back-feed converter (Brusa-No. 048)
 Lamps 10x 28V/450W (Brusa-No. 337) and 10x
28V/600W (Brusa-No. 338) connected in parallel
Kühlung (50% Wasser, 50% Ethylenglykol):
 Kühlung beider Geräte
 Kühlflüssigkeitstemperaturregelsystem Julabo FP51
(Brusa-Nr. 379)
 Temperatur: 25°C
 Pumpenstufe 4
Cooling (50% water, 50% ethylene glycol):
 Both devices being cooled
 Coolant temperature regulation system Julabo FP51
(Brusa-No. 379)
 Temperature: 25°C
 Pump level 4
7.4.4
Bemerkung zur Messung
Comment to
measurement
Dieser Test soll zeigen, dass im Hochsetzstellbetrieb bei
einem Kurzschluss auf HV-Seite das Gerät unmittelbar
darauf abschaltet ohne Schaden zu nehmen.
This test shall show that in boost mode in case of shortcircuit at HV-side the device shuts down immediately without being damaged.
7.4.5
Ergebnis
Result
Das Gerät schaltet unmittelbar nach Eintreten des Kurzschluss aufgrund Erkennen von unterschiedlichen Fehlern
ab. Wird der Kurzschluss beseitigt, kann das Gerät nach
einem Reset wieder problemlos betrieben werden.
The device shuts down immediately due to detection of different errors after short-circuit is applied. When shortcircuit is resolved the device can be operated again without any problems.
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Validierungsbericht BSC624-12V-B
Validation report BSC624-12V-B
7.4.5.1 UHV = 250V, ILV = 0A
Detail am Beginn des Kurzschluss / detail of beginning of
short-circuit
7.4.5.2 UHV = 250V, ILV = -250A
Detail am Beginn des Kurzschluss / detail of beginning of
short-circuit
BSC624-12V-B_Validation report_110406.docx
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Validierungsbericht BSC624-12V-B
Validation report BSC624-12V-B
7.4.5.3 UHV = 360V, ILV = 0A
Detail am Beginn des Kurzschluss / detail of beginning of
short-circuit
7.4.5.4 UHV = 360V, ILV = -250A
Detail am Beginn des Kurzschluss / detail of beginning of
short-circuit
BSC624-12V-B_Validation report_110406.docx
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Validierungsbericht BSC624-12V-B
Validation report BSC624-12V-B
7.4.5.5 UHV = 450V, ILV = 0A
Detail am Beginn des Kurzschluss / detail of beginning of
short-circuit
7.4.5.6 UHV = 450A, ILV = -250A
Detail am Beginn des Kurzschluss / detail of beginning of
short-circuit
BSC624-12V-B_Validation report_110406.docx
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Validierungsbericht BSC624-12V-B
7.5
Verpolung auf LV-Seite
LV-reverse polarity
7.5.1
Testaufbau
Test setup
Validation report BSC624-12V-B
MM1: Metrahit 23S 16A unfused
1)
A
LV+
BSC624-12V-B
1)
MM2
V
HV
Contactor
1)
MM3
No. 016
V
Device Under Test
AUX-Supply, CAN
and RS232
connected via
testbox
Lead Acid
Battery
Brusa-No. 378
12V/220Ah
Valid meters:
- Metrahit 23S, 28S, 29S
- Agilent U1253A
Meters:
- Metrahit 23S:
- Metrahit 29S:
- Agilent U1253A:
LV- (Housing)
1)
Brusa-No.:
004, 332
401, 404
528, 537, 539,
541, 542, 544
MM4
A
Control Interface
Brusa-No. 149
7.5.2
7.5.3
7.5.4
Messaufbau
Measurement setup
Messbedingungen
Measurement conditions
Ergebnis
Result
Oszilloskop: Agilent Technologies DSO6034A (Brusa-Nr.
367)
Oscilloscope: Agilent Technologies DSO6034A (BrusaNo. 367)
CH1: ULV (Agilent Tastkopf 10:1)
CH1: ULV (Agilent probe 10:1)
Trigger auf fallende Flanke von CH1
Trigger on negative edge of CH1
Testgerät:
 BSC624-12V-B Nr. 016 mit Firmware “SW-FW-BSC604-00-00 T05” programmiert; Gerät im StandbyBetrieb (CAN-Enable = OFF)
Device under test:
 BSC624-12V-B No. 016 programmed with firmware
“SW-FW-BSC6-04-00-00 T05”; device in standbyoperation (CAN-Enable = OFF)
LV-Speisung:
 12V/220Ah Bleibatterie (Brusa-Nr. 378)
 ULV = 12.5V
LV-power supply:
 12V/220Ah lead-acid battery (Brusa-No. 378)
 ULV = 12.5V
Kühlung:
 Testgerät nicht gekühlt
Cooling:
 Device under test not cooled
Bei verpoltem Anschluss der LV-Batterie wird durch die
LV-FETs der Trafostufe ein Kurzschluss verursacht, was
zum unmittelbaren Auslösen (<1s) der internen LVSicherung führt. Der Sicherungsdefekt hat aber zur Folge,
dass aufgrund der Leitungsinduktivität an den LVKlemmen eine negative Spannungsüberhöhung von bis zu
-60V entsteht.
When the device is connected to the battery with reverse
polarity a short-circuit is caused by the LV-FETs of the
transformer stage which directly (<1s) blows the internal
LV-fuse. The defect of the fuse however results in an negative overshoot of the voltage at the LV-terminals of up to
-60V which is caused by the cable inductance.
BSC624-12V-B_Validation report_110406.docx
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Validierungsbericht BSC624-12V-B
Validation report BSC624-12V-B
7.5.4.1 LV-Kabellänge zwischen Testgerät und LVBatterie: 2m
LV-cable length between DUT and LV-battery: 2m
ULV_min = -58.8V
BSC624-12V-B_Validation report_110406.docx
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7.5.4.2 LV-Kabellänge zwischen Testgerät und LVBatterie: 4m
LV-cable length between DUT and LV-battery: 4m
ULV_min = -60V
Validierungsbericht BSC624-12V-B
7.6
Verpolung auf HV-Seite
HV-reverse polarity
7.6.1
Testaufbau
Test setup
Validation report BSC624-12V-B
MM2: Metrahit 29S
mV
LV+
EA-PS 81000-30
1)
MM1
Brusa-No. 645
V
1000V/30A/10kW
Power Supply
AUX-Supply, CAN and
RS232 connected via
testbox
Shunt: 60mV/200A
(1mV/5A tap)
BSC624-12V
HV
No. 007
V
1)
MM3
1)
Valid meters:
- Metrahit 23S, 28S, 29S
- Agilent U1253A
Meters:
- Metrahit 23S:
- Metrahit 29S:
- Agilent U1253A:
Brusa-No.:
004, 332
401, 404
528, 537, 539,
541, 542, 544
Device Under Test
1)
LV- (Housing)
MM4
A
Control Interface
Brusa-No. 149
7.6.2
7.6.3
Messbedingungen
Measurement conditions
Ergebnis
Result
Testgerät:
 BSC624-12V-B Nr. 016 mit Firmware “SW-FW-BSC604-00-00 T05” programmiert; Gerät im StandbyBetrieb (CAN-Enable = OFF)
Device under test:
 BSC624-12V-B No. 016 programmed with firmware
“SW-FW-BSC6-04-00-00 T05”; device in standbyoperation (CAN-Enable = OFF)
HV-Speisung:
 10kW Speisung EA-PS 81000-30 (Brusa-Nr. 645)
wird für die Einstellung der HV-Spannung verwendet
 UHV = 100V / Ilim = 30A
HV-power supply:
 10kW power supply EA-PS 81000-30 (Brusa-No. 645)
is used to adjust the HV voltage
 UHV = 100V / Ilim = 30A
Kühlung:
 Testgerät nicht gekühlt
Cooling:
 Device under test not cooled
Wird die HV-Speisung verpolt angeschlossen, wird diese
durch den Hoch-/Tiefsetzsteller praktisch kurzgeschlossen, sodass der maximal mögliche Strom von 30A fliesst.
Das Gerät als auch die interne HV-Sicherung nehmen
durch den Test keinen Schaden. Die HV-Sicherung ist für
20A spezifiziert und würde bei diesem Strom erst nach
längerer Zeitdauer auslösen.
When the HV-supply is connected with reverse polarity a
short-circuit is basically caused by the buck/boost-stage
so that the maximum current of 30A is flowing. The device
as well as the internal HV-fuse are not being damaged by
the test. The HV-fuse is specified for 20A and would blow
after a long time duration only.
BSC624-12V-B_Validation report_110406.docx
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Validierungsbericht BSC624-12V-B
7.7
LV-Sicherungsdefekt im
Hochsetzstellbetrieb
LV-fuse failure in boost
mode
7.7.1
Testaufbau
Test setup
Validation report BSC624-12V-B
LV-fuse replaced by contactor
2x18mF
LV+
BSC624-12V-B
MM11)
V
HV
Lead Acid
Battery
MM21)
No. 016
V
12V/220Ah
Meters:
- Metrahit 23S:
- Metrahit 29S:
- Agilent U1253A:
LV- (Housing)
MM31)
A
Valid meters:
- Metrahit 23S, 28S, 29S
- Agilent U1253A
Brusa-No. 378
Device Under Test
AUX-Supply, CAN and
RS232 connected via
testbox
1)
Brusa-No.:
004, 332
401, 404
528, 537, 539,
541, 542, 544
Control Interface
Brusa-No. 149
LV+
BSC624-12V-B
HV
No. 009
Auxiliary Device
AUX-Supply and CAN connected
via testbox
(connection via RS232 not necessary)
7.7.2
Messaufbau
Measurement setup
Lamps: all
parallel
10x 28V/600W
10x 28V/450W
EA-BFC 2000
Brusa-No. 048
Back-Feed Converter
0 - 80A/60V
Mains
LV- (Housing)
Control Interface
Oszilloskop: Agilent Technologies DSO6034A (Brusa-Nr.
367)
Oscilloscope: Agilent Technologies DSO6034A (BrusaNo. 367)
CH1: ULV (Agilent Tastkopf 10:1)
CH1: ULV (Agilent probe 10:1)
Trigger auf steigende Flanke von CH1
Trigger on positive edge of CH1
BSC624-12V-B_Validation report_110406.docx
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Validierungsbericht BSC624-12V-B
7.7.3
Messbedingungen
Measurement conditions
Validation report BSC624-12V-B
Testgerät:
 BSC624-12V-B Nr. 016 mit Firmware “SW-FW-BSC604-00-00 T05” programmiert; als Spannungsregler im
Hochsetzstellbetrieb eingesetzt
Device under test:
 BSC624-12V-B No. 016 programmed with firmware
“SW-FW-BSC6-04-00-00 T05”; operating as voltage
controller in boost mode
LV-Speisung:
 12V/220Ah Bleibatterie (Brusa-Nr. 378)
 ULV = 12.5V
LV-power supply:
 12V/220Ah lead-acid battery (Brusa-No. 378)
 ULV = 12.5V
UHV_com = 360V
UHV_com = 360V
ILV = -250A (eingestellt durch Netzrückspeisung)
ILV = -250A (adjusted by back-feed converter)
Last (Hilfsgerät):
 BSC624-12V-B Nr. 009 mit Firmware „SW-FW-BSC604-00-00 T05“ programmiert; stromlimitierend im Tiefsetzstellbetrieb eingesetzt
 Netzrückspeisung (Brusa-Nr. 048)
 Lampen 10x 28V/450V (Brusa-Nr. 337) und 10x
28V/600W (Brusa-Nr. 338) parallel geschaltet
Load (auxiliary device):
 BSC624-12V-B No. 009 programmed with firmware
“SW-FW-BSC6-04-00-00 T04”; acting current limiting
in buck mode
 Back-feed converter (Brusa-No. 048)
 Lamps 10x 28V/450W (Brusa-No. 337) and 10x
28V/600W (Brusa-No. 338) connected in parallel
Kühlung (50% Wasser, 50% Ethylenglykol):
 Kühlung beider Geräte
 Kühlflüssigkeitstemperaturregelsystem Julabo FP51
(Brusa-Nr. 379)
 Temperatur: 25°C
 Pumpenstufe 4
Cooling (50% water, 50% ethylene glycol):
 Both devices being cooled
 Coolant temperature regulation system Julabo FP51
(Brusa-No. 379)
 Temperature: 25°C
 Pump level 4
7.7.4
Bemerkung zur Messung
Comment to
measurement
Mit diesem Test wird ein Defekt der LV-Sicherung im
Hochsetzstellbetrieb simuliert. Die Problematik dabei ist
die, dass die Energie bei maximalem Laststrom von 250A
im Zusammenhang mit der Leitungsinduktivität bei 4m
Kabellänge durch die wenigen Durchführungskondensatoren direkt am LV-Ausgang aufgenommen werden muss.
With this test a defect of the LV-fuse in boost mode is
simulated. The problem thereby is that the energy at maximum load current of 250A in conjunction with the inductance at 4m cable length must be absorbed by the few
feed-through capacitors directly at the LV-output.
7.7.5
Ergebnis
Result
Die LV-Fuse – Erkennung detektiert den Sicherungsdefekt
und schaltet daraufhin das Gerät ab. Der Sicherungsdefekt hat aber zur Folge, dass aufgrund der Leitungsinduktivität an den LV-Klemmen eine Spannungsüberhöhung
von bis zu 62V entsteht.
The LV-fuse – detection detects the blown fuse and hence
shuts down the device. The defect of the fuse however results in an overshoot of the voltage at the LV-terminals of
up to 62V which is caused by the cable inductance.
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Validierungsbericht BSC624-12V-B
Validation report BSC624-12V-B
7.7.5.1 LV-Kabellänge zwischen Testgerät und LVBatterie: 2m
LV-cable length between DUT and LV-battery: 2m
ULV_max = 47.5V
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7.7.5.2 LV-Kabellänge zwischen Testgerät und LVBatterie: 4m
LV-cable length between DUT and LV-battery: 4m
ULV_max = 62.2V
Validierungsbericht BSC624-12V-B
7.8
HV-Überspannungstest
HV-Overvoltage test
7.8.1
Testaufbau
Test setup
Validation report BSC624-12V-B
1)
MM1
1)
A
LV+
EA-PS 81000-30
BSC624-12V
MM2
Brusa-No. 645
V
HV
1000V/30A/10kW
Power Supply
AUX-Supply, CAN and
RS232 connected via
testbox
No. 003
Device Under Test
Valid meters:
- Metrahit 23S, 28S, 29S
- Agilent U1253A
Meters:
- Metrahit 23S:
- Metrahit 29S:
- Agilent U1253A:
LV- (Housing)
1)
Brusa-No.:
004, 332
401, 404
528, 537, 539,
541, 542, 544
MM3
A
Control Interface
Brusa-No. 149
7.8.2
Messbedingungen
Measurement conditions
Testgerät:
 BSC624-12V-B Nr. 003 mit Firmware “SW-FW-BSC604-00-01” programmiert; Gerät im Standby-Betrieb
(CAN-Enable = OFF)
Device under test:
 BSC624-12V-B No. 003 programmed with firmware
“SW-FW-BSC6-04-00-01”;
device
in
standbyoperation (CAN-Enable = OFF)
HV-Speisung:
 10kW Speisung EA-PS 81000-30 (Brusa-Nr. 645)
wird für die Einstellung der HV-Spannung verwendet
 UHV = 600V / Ilim = 0.5A
HV-power supply:
 10kW power supply EA-PS 81000-30 (Brusa-No. 645)
is used to adjust the HV voltage
 UHV = 600V / Ilim = 0.5A
Kühlung:
 Testgerät nicht gekühlt
Cooling:
 Device under test not cooled
7.8.3
Bemerkung zur Messung
Comment to measurement
Durch diesen Test wird die Überspannungsfestigkeit auf
der HV-Seite des Geräts überprüft. Dazu wird eine Spannung von rund 600V angelegt, um zu bestätigen, dass das
Gerät keinen Schaden nimmt.
With this test the maximum withstand voltage at the HVside of the device is checked. Therefore, a voltage of approximately 600V is applied in order to confirm that the
device is not damaged.
7.8.4
Ergebnis
Result
Ein Spannungswert von 600V wurde über einen Zeitraum
von 5 Minuten angelegt. Nach dieser Zeit ist ein Strom
von 2.104mA gemessen worden. Die interne HV-Speisung
wird bei rund 470V abgeschaltet. Das Gerät hat durch
diesen Test keinen Schaden genommen und arbeitet weiter, wenn die HV-Spannung wieder unter 454V sinkt.
A voltage value of 600V was applied for a duration of 5
minutes. After this time, a current of 2.104mA was measured. At approximately 470V the internal HV-supply is shut
down. The device has not been damaged by this test and
continues to operate as soon as HV-voltage drops below
454V.
BSC624-12V-B_Validation report_110406.docx
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