Offline-USVs – Niederfrequenztransformatoren
Offline- oder Standby-USVs werden hauptsächlich für kleine Büros / Gewerbetriebe und Homeoffice-Anwendungen (SOHOs) eingesetzt. Offline-USVs liefern in der Regel Leistungen zwischen 0 und 10 kVA. Eine solche Lösung ist in der Hauptsache für diskrete Leistungshalbleiter geeignet; diese Systeme basieren üblicherweise in auf Niederfrequenz- bzw. Hochfrequenztransformatoren. Sie werden in Anwendungen eingesetzt, die mit Wechselstrom aus dem Netz betrieben werden. Hierbei wird der Umrichter mithilfe eines Relais umgangen und bleibt somit ausgeschaltet (offline). Über das Batterieladegerät wird die Batterie ständig nachgeladen. Wenn der Netzstrom ausfällt, schaltet das Relais den Ausgang der USV auf den Umrichter um. Dieser läuft nach einer kurzen Unterbrechung von 10-20 ms an, um die Stromversorgung zu übernehmen.
Leistungsmerkmale:
- Große und schwere Eisenkern-Transformatoren mit 50/60 Hz
- Sinusförmige oder rechteckige Ausgangsspannung
- Umrichter/Ladevorrichtung mit Vollbrücke oder Gegentaktstufe; meist wird eine Vollbrücken-Topologie genutzt
- Robust bei Überspannungen im Stromnetz
USV-Systeme für SOHO-Umgebungen (kleine Büros / Gewerbebetriebe oder häusliche Arbeitszimmer) sind in der Regel mit Umrichtern auf MOSFET-Basis ausgestattet, die über 12-V- oder 24-V-Bleibatterien gespeist werden (Systeme mit 24 V bestehen aus zwei in Reihe geschalteten 12-V-Batterien). In Systemen mit hoher Nennleistung werden zur Begrenzung der Betriebsströme höhere Batteriespannungen benötigt. Aus diesem Grund sind auch 42-V- und 72-V-Systeme verfügbar. Diese sind jedoch weniger gebräuchlich. Die Batterien können in die USV eingebaut oder extern angeschlossen sein; für die externe Stromversorgung werden Autobatterien verwendet, bei den eingebauten Batterien handelt es sich um wartungsfrei abgedichtete Bleibatterien.
Die Produktfamilie der XMC™-Mikrocontroller basiert auf ARM® Cortex®-M-Kernen und eignet sich für kritische Echtzeit-Anwendungen, die Kerne gemäß Industriestandard benötigen. Diese Produkte kommen speziell bei Anwendungen in den Bereichen Stromwandlung, Werks- und Gebäudeautomatisierung, Transportwesen und Haushaltsgeräte zum Einsatz. Die Serie XMC1000 kombiniert ARM® Cortex®-M0-Kerne mit bewährten, konkurrenzlosen Peripheriekomponenten und wird mittels innovativer 65-nm-Technologie gefertigt.
Die optionalen Mikrocontroller der Produktfamilie XMC13x bieten Ihnen die Möglichkeit, Ihre USV um die Funktionalität eines CCU8-Timer-/PWM-Moduls zu erweitern. Dies ist notwendig, um die erforderlichen Gate-Treibersignale bereitzustellen. Bei einer Taktrate von 32 MHz können Sie mit einer Schaltfrequenz von 20 kHz ausreichend kleinteilige Anpassungen für das Schalten der PWM-Ausgangssignale vornehmen. Da zum Beispiel bei einer Offline-USV-Anwendung der MATH-Coprozessor und die BCCU für die LED-Beleuchtungsansteuerung nicht benötigt werden, ist das Modell XMC1301 ausreichend. So verfügt die Variante XMC1301-T016F0032 in einem 16-Pin-PG-TSSOP-16-8-Gehäuse über 32 KB Flash-Speicher und 16 KB SRAM sowie ausreichend E/A-Pins zur Unterstützung der erforderlichen Offline-USV-Funktionen.
Zur Entwicklung der Firmware können Sie die integrierte Entwicklungsumgebung (IDE) DAVE™ verwenden, die kostenlos zum Download zur Verfügung steht. Programmierung und Debugging erfolgen dann über die elektrisch isolierte Debug-Sonde XMC™ Link. Sie können Ihr Projekt innerhalb der DAVE™ DIE erstellen. Es enthält dann die Gerätedefinition, die Einstellungen und die Quelldateien, die zum Kompilieren und Generieren des ausführbaren Codes erforderlich sind. Dieser kann auf den Flash-Programmspeicher des XMC™-Mikrocontrollers heruntergeladen werden. Es stehen mehrere Programmier-/Debug-Protokolle zur Verfügung.
