BSC624 -12V-B - BRUSA Elektronik AG
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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 2 / 161 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 3 / 161 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 BSC624-12V-B_Validation report_110406.docx 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. BSC624-12V-B_Validation report_110406.docx 5 / 161 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. BSC624-12V-B_Validation report_110406.docx 6 / 161 Validierungsbericht BSC624-12V-B BSC624-12V-B_Validation report_110406.docx Validation report BSC624-12V-B 7 / 161 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. BSC624-12V-B_Validation report_110406.docx 8 / 161 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. BSC624-12V-B_Validation report_110406.docx 9 / 161 Validierungsbericht BSC624-12V-B BSC624-12V-B_Validation report_110406.docx Validation report BSC624-12V-B 10 / 161 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 BSC624-12V-B_Validation report_110406.docx LV- (Housing) Control Interface 11 / 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 2.1.1.2 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. BSC624-12V-B_Validation report_110406.docx 12 / 161 Validierungsbericht BSC624-12V-B BSC624-12V-B_Validation report_110406.docx Validation report BSC624-12V-B 13 / 161 Validierungsbericht BSC624-12V-B BSC624-12V-B_Validation report_110406.docx Validation report BSC624-12V-B 14 / 161 Validierungsbericht BSC624-12V-B BSC624-12V-B_Validation report_110406.docx 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 17 / 161 Validierungsbericht BSC624-12V-B BSC624-12V-B_Validation report_110406.docx Validation report BSC624-12V-B 18 / 161 Validierungsbericht BSC624-12V-B BSC624-12V-B_Validation report_110406.docx Validation report BSC624-12V-B 19 / 161 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 20 / 161 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. BSC624-12V-B_Validation report_110406.docx 21 / 161 Validierungsbericht BSC624-12V-B BSC624-12V-B_Validation report_110406.docx Validation report BSC624-12V-B 22 / 161 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 28 / 161 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. BSC624-12V-B_Validation report_110406.docx 29 / 161 Validierungsbericht BSC624-12V-B BSC624-12V-B_Validation report_110406.docx Validation report BSC624-12V-B 30 / 161 Validierungsbericht BSC624-12V-B BSC624-12V-B_Validation report_110406.docx Validation report BSC624-12V-B 31 / 161 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 37 / 161 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 41 / 161 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 55 / 161 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 BSC624-12V-B_Validation report_110406.docx 56 / 161 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 57 / 161 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 58 / 161 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 71 / 161 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 77 / 161 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 78 / 161 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. BSC624-12V-B_Validation report_110406.docx 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 84 / 161 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 87 / 161 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. BSC624-12V-B_Validation report_110406.docx 90 / 161 Validierungsbericht BSC624-12V-B BSC624-12V-B_Validation report_110406.docx Validation report BSC624-12V-B 91 / 161 Validierungsbericht BSC624-12V-B BSC624-12V-B_Validation report_110406.docx 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. BSC624-12V-B_Validation report_110406.docx 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. BSC624-12V-B_Validation report_110406.docx 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. BSC624-12V-B_Validation report_110406.docx 101 / 161 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 103 / 161 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 104 / 161 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 108 / 161 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. BSC624-12V-B_Validation report_110406.docx 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 BSC624-12V-B_Validation report_110406.docx 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 BSC624-12V-B_Validation report_110406.docx 122 / 161 Validierungsbericht BSC624-12V-B BSC624-12V-B_Validation report_110406.docx Validation report BSC624-12V-B 123 / 161 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 BSC624-12V-B_Validation report_110406.docx 128 / 161 Validierungsbericht BSC624-12V-B BSC624-12V-B_Validation report_110406.docx Validation report BSC624-12V-B 129 / 161 Validierungsbericht BSC624-12V-B BSC624-12V-B_Validation report_110406.docx 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 132 / 161 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. BSC624-12V-B_Validation report_110406.docx 151 / 161 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 152 / 161 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 153 / 161 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 154 / 161 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 155 / 161 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 156 / 161 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 157 / 161 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 158 / 161 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. BSC624-12V-B_Validation report_110406.docx 159 / 161 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 BSC624-12V-B_Validation report_110406.docx 160 / 161 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 161 / 161