SPM-100802-LC – IRS-Produkte 119783 SPM-100802-LC-E, 8 Doppelkanäle, 10 A, Last-Breakout-Leiterplatte, und 119912 SPM-100802-LC-P, 8 Doppelkanäle, 10 A, Lastmontageplatte; Hardwareversion 1.2.2.
5.1Allgemeine Beschreibung
Das SPM-100802-LC ist ein 6-HE-Schaltmodul für mittlere Ströme zum Einsatz in Mainframes der IRS Switching Platform. Die Modultopologie bietet 8 Doppel-Lastschaltkanäle für max. 10 A Dauerstrom mit Sicherung und integriertem Shunt zur Strommessung in jedem Kanal.
Jeder Kanal kann per Jumper als Doppel- oder Einzelkanal konfiguriert werden; so stehen für das Schalten von Lasten bis 10 A maximal 16 Einzelkanäle zur Verfügung.
Für präzise Strommessungen kann ein externes Strommessgerät (z. B. DMM) an das Modul angeschlossen und per Schaltung in Reihe in den Lastpfad geschaltet werden. Dies ermöglicht kalibrierte Strommessungen direkt im Lastpfad.
Typische Aufgaben sind das Schalten von Lasten und Versorgungen zum Prüfling (DUT) mit flexiblen und präzisen Anforderungen an die Strommessung. Das Modul ist mit einer Metallplatte zur Lastmontage oder mit einer Breakout-Erweiterung zur Verdrahtung extern platzierter Lasten erhältlich.
5.2Sicherheitshinweise
- Das Modul ist nur zur Verwendung in Mainframes der IRS Switching Platform (z. B. SP-1200) und innerhalb der spezifizierten elektrischen Grenzwerte bestimmt.
- Verwenden Sie das Modul nur in geeigneten 19-Zoll-Schränken und nicht für Anwendungen an Menschen oder Tieren.
- Verwenden Sie dieses SP-Modul nur mit der µController-Karte SPC-64 (PN: 120701) und mit der Software SP-Editor und deren API-Befehlen zur Konfiguration und Steuerung.
- Schalten unter Last (Hot Switching) wird bei KEINEM Stromkreis des Moduls empfohlen. Es verkürzt die Lebensdauer und die maximale Anzahl an Schaltspielen der Relais und kann die Relais auf dem Modul zerstören.
- Das Modul ist für ohmsche Lasten ausgelegt. Bei induktiven oder kapazitiven Lasten muss der Anwender für eine Schutzbeschaltung sorgen.
- Die Ausgänge benötigen eine ausreichende Isolation und einen Berührungsschutz.
5.3Schematische Übersicht und Abbildungen
5.4Lieferumfang
SPM-100802-LC-E:
- Schaltleiterplatte, komplett montiert mit Last-Breakout-Leiterplatte
- Frontplatte mit Breakout-Steckverbindern und allen erforderlichen kabelseitigen Steckverbindern
SPM-100802-LC-P:
- Schaltleiterplatte, komplett montiert mit Lastmontageplatte aus Metall
- Frontplatte geschlossen, keine Steckverbinder-Breakouts
Die Standard-Lieferkonfiguration ist „unbestückt“, d. h. ohne Lasten, Shunts oder CT-Module, und alle Kanal-Jumper sind auf „Bridge“ gesetzt, d. h. 16 Einzelkanäle.
Spezifische Konfigurationen mit definierten Lasten, Shunts und/oder CT-Modulen sind auf Anfrage möglich. Außerdem können bei IRS kundenspezifische ID-Konfigurationen festgelegt werden, damit stets gleiche Konfigurationen geliefert werden.
5.5Zertifizierung und Konformität
| Angabe | Wert |
|---|---|
| Konformitätszertifizierung | CE-Kennzeichnung durch IRS |
| RoHS-Konformität | EU-RoHS-Richtlinie 2011/65/EU; Richtlinie (EU) 2015/863 Anhang II |
5.6Verwendete Abkürzungen
| Abkürzung | Bedeutung | Beschreibung |
|---|---|---|
| SP | Switching Platform | Oberbegriff für alle Produkte der Switching Platform |
| SPB | Backplane Interface | Schnittstellenkarte für den SP-Mainframe (z. B. SP-1200) |
| SPC | Switching Platform Controller | 3-HE-µC-Karte, die ein Switching-Platform-Modul steuert |
| SPM | Switching Platform Module | 6-HE-Leiterplatte mit Relais und weiteren Schaltungen, gesteuert von einer µController-Karte SPC-64 |
| SPW | Switching Platform Wiring | standardisiertes Kabel von einem SPM zur Systemschnittstelle |
| DUT | Device Under Test | Prüfling; entspricht UUT (Unit Under Test) |
| CT | Current Transducer | Stromwandler; induktives Strommessgerät |
| HE | Höheneinheit = 44,45 mm | |
| TE | Teilungseinheit = 5,04 mm |
5.7Elektrische Daten
5.7.1Lastkanal-Spezifikation
| Angabe | Wert | Bemerkungen |
|---|---|---|
| Nennspannung | 60 Vdc | stationär |
| Nennstrom / Kanal | 10 A | stationär |
| Nennstrom / Power-Bus | 18 A | stationär |
| Schaltleistung (ohmsche Last) | 10 A bei <25 V; 2 A bei 25–40 V; 0,75 A bei 40–60 V | -> Schalten unter Last verkürzt die Lebensdauer! |
| Sicherung / Kanal | 10 A | flink |
Diese Werte gelten für den kompletten Lastkanal inkl. aller Komponenten (Steckverbinder, Leiterbahnen, Sicherung, Stromwandler, ...).
5.7.2Relais-Spezifikation
Die Strom- und Spannungswerte des Relais dienen nur zur Information. Verwenden Sie beim Entwurf einer Schaltung mit diesem Modul die oben gezeigte Tabelle „Lastkanal-Spezifikation“. Die Werte in der Tabelle „Lastkanal-Spezifikation“ sind niedriger als die Werte des Relais allein.
| Angabe | Wert | Bemerkungen |
|---|---|---|
| Max. Strom | 16 A | stationär |
| Max. Spannung | 300 V | DC stationär |
| Schaltleistung (ohmsche Last) | 0,75 A bei 60 Vdc; 16 A bei <25 Vdc | Schalten unter Last verkürzt die Lebensdauer! |
| Ansprechzeit | max. 8 ms | ohne Prellzeit |
| Mechanische Lebensdauer | > 30x10^6 Schaltspiele | ohne elektrische Last |
5.8Mechanische Daten
| Angabe | Wert | Bemerkungen |
|---|---|---|
| Breite | 6 TE | = 30,24 mm; Standardbreite (1 Steckplatz) |
| Breite | 12 TE | = 60,48 mm; doppelte Breite (2 Steckplätze) |
| Höhe | 6 HE | = 266,7 mm |
| Tiefe | ~ 365 mm | Gesamttiefe der Karte inkl. Frontgriffen und rückseitigen Steckverbindern |
| Gewicht | ~ 1,060 kg |
5.9Umgebungsbedingungen
| Angabe | Wert | Bemerkungen |
|---|---|---|
| Betriebstemperaturbereich | 0–55 °C; 32–131 °F | |
| Luftfeuchtigkeitsbereich im Betrieb | 10–80 % | nicht kondensierend |
5.10Topologie und Funktionen
| Angabe | Wert | Beschreibung |
|---|---|---|
| Anzahl Kanäle | 8 | Doppel-Lastkanäle, konfigurierbar als 16 Einzel-Lastkanäle |
| Lasten / Kanal | 1 / 2 | Lasten pro Kanal (Einzel-/Doppelkonfiguration) |
| Abgesicherte Kanäle | 8 | 8 Kanäle, flinke Sicherung |
| Integrierte Strommessung | ja, Shunt / CT | Shunt-Widerstand (Standard 50 mOhm) oder alternativ Stromwandler auf 8 Kanälen |
| Anbindung Sense 1 | Ch. 1,2,3,4 | Shunts oder CTs können mit Sense-Bus 1 verbunden werden |
| Anbindung Sense 2 | Ch. 5,6,7,8 | Shunts oder CTs können mit Sense-Bus 2 verbunden werden |
| Anbindung Sense 3 | Ch. 1,2,3,4 | Shunts oder CTs können mit Sense-Bus 3 verbunden werden |
| Anbindung Sense 4 | Ch. 5,6,7,8 | Shunts oder CTs können mit Sense-Bus 4 verbunden werden |
| Lastoptionen | -P | Lastmontageplatte aus Metall für Onboard-Lasten |
| Lastoptionen | -E | Externe Last-Breakout-Leiterplatte mit Klemmen |
| Benutzer-ID | Ja | Über den SP-Editor wird eine benutzerdefinierte Kennung im EEPROM des Moduls gespeichert (z. B. Last-ID, ...) |
| Speicherobjekte | Ja | Über den SP-Editor können Speicherobjekte definiert und im EEPROM des Moduls gespeichert werden (z. B. Kalibrierdaten, zusätzliche Modulinformationen, ...); max. 6 kB |
| Schaltspielzähler der Lastrelais | Ja | die Schaltspiele jedes Relais werden gezählt und im EEPROM des Moduls gespeichert; der Stand kann per Software-Befehl ausgelesen werden |
| Max. Höhe der Onboard-Lasten | <25 mm | SPM-Breite = 1 Steckplatz (6 TE) |
| Max. Höhe der Onboard-Lasten | <55 mm | SPM-Breite = 2 Steckplätze (12 TE) |
5.11Sense-Bus-Messung
5.11.1Shunts und Stromwandler allgemein
Verfügen SP-Module über integrierte Shunts oder Stromwandler, sind diese eine Zusatzfunktion zur Messung des Stroms in einem Lastkanal. Diese Strommessung hat eine begrenzte Genauigkeit und ist kein kalibriertes Messgerät.
Falls erforderlich, muss der Anwender selbst für die Kalibrierung und die Überprüfung der Genauigkeit der Shunts oder Stromwandler sorgen.
5.11.2Topologie und Daten des Sense-Busses
Die internen 8-adrigen Sense-Busse 1–4 (jeweils Sense+ und Sense-) verlaufen über die gesamte Backplane des Mainframes und verbinden alle Modulsteckplätze. Die 4 Sense-Busse können über 4x SMB-Buchsen auf der Backplane-Interface-Karte (SPB) mit externen Messgeräten verbunden werden (z. B. mit einer Messmatrix).
Auf jedem Modul im Mainframe können Shunts oder Stromwandler (CT) der Lastkanäle durch Schließen der entsprechenden Sense-Relais auf dem Modul mit den Sense-Bussen 1–4 verbunden werden.
Die Firmware stellt sicher, dass immer nur ein Sense-Relais gleichzeitig mit einem Sense-Bus verbunden ist. Ist bereits ein anderer Kanal verbunden, gibt die API-Schaltfunktion einen Fehler zurück.
Diese Topologie ermöglicht grundsätzlich 4 parallele Messungen im SP-Mainframe. Nicht alle Lastkanäle können auf jeden Sense-Bus geschaltet werden; die möglichen Verbindungen sind im Datenblatt des Moduls festgelegt.
Bei Verwendung mehrerer Mainframes muss der Anwender festlegen, ob jeder Mainframe einen eigenen Sense-Bus hat oder ob sie sich denselben Sense-Bus teilen. Die gemeinsame Nutzung wird außerhalb des SP-Mainframes durch Verbinden aller Sense-Busse aller Mainframes hergestellt.
5.11.3Optionen der Strommessung
Das SPM-100802-LC bietet auf jedem Kanal flexible Konfigurationsoptionen für die Strommessung:
- Konfiguration mit Shunt-Widerstand: Shunt-Widerstände sind in verschiedenen Werten und Genauigkeiten erhältlich, z. B. 0,01–10 Ohm; 0,01–0,5 %. Standardwert: 0,05 Ohm, 0,5 %, 3 W
- Konfiguration mit Stromwandler: CT-Modul mit Bereich -10 A bis 10 A, 0,8 %, empfohlen für dynamische Signale
- In-Line-Strommessung z. B. per DMM, in Reihe in den Lastpfad schaltbar für hochgenaue und kalibrierte Laststrommessungen
| Angabe | Wert | Beschreibung |
|---|---|---|
| Anzahl Kanäle mit Shunt / CT-Modul | 8 | jeder Kanal (Ch. 1–8) kann statt mit einem Shunt mit einem Stromwandler konfiguriert werden |
| Anzahl Kanäle mit In-Line-DMM-Relais | 8 | jeder Kanal (Ch. 1–8) ermöglicht das In-Line-Schalten eines DMM in den Lastpfad |
| Zugang zum Sense-Bus | 4x SMB auf SPB: Innenleiter: Sense +, Schirm: Sense - | Alle 8 Sense-Bus-Leitungen sind über die Backplane-Interface-Karte (SPB) an 4x SMB-Buchsen (isoliert montiert) zugänglich |
| Sense-Bus 1 verbindbar mit | Ch. 1,2,3,4 | die Sense-Leitungen dieses Kanals können auf Sense-Bus #1 geschaltet werden |
| Sense-Bus 2 verbindbar mit | Ch. 5,6,7,8 | die Sense-Leitungen dieses Kanals können auf Sense-Bus #2 geschaltet werden |
| Sense-Bus 3 verbindbar mit | Ch. 1,2,3,4 | die Sense-Leitungen dieses Kanals können auf Sense-Bus #3 geschaltet werden |
| Sense-Bus 4 verbindbar mit | Ch. 5,6,7,8 | die Sense-Leitungen dieses Kanals können auf Sense-Bus #4 geschaltet werden |
Optionale LEM-Sensoren anstelle von Shunts:
| Angabe | Wert | Beschreibung |
|---|---|---|
| Messbereich Stromwandler | ± 10,2 A | Strombereich in beide Richtungen |
| Empfindlichkeit | 208,4 mV/A | Ausgangsspannungsbereich: Offset: +2,50 V (=0 A) +/- 2,125 V (=10,2 A), gesamter Ausgangsbereich 0,375 V ... 4,625 (+/- 10,2 A); z. B. 1 A = 2,708 V; 8 A = 4,167 V; -6 A = 1,250 V |
| Genauigkeit bei 25 °C (77 °F) | ± 0,8 % (± 0,05 A) | Gesamtausgangsfehler des CT-Moduls bei 25 °C |
| Genauigkeit bei 25 °C (77 °F) | ± 0,40 % (± 0,025 A) | mit Autozero-Funktion nach dem Einschalten |
| Genauigkeit bei 85 °C (185 °F) | ± 1,8 % (± 0,108 A) | Gesamtausgangsfehler über den Temperaturbereich |
| Frequenzbandbreite | 200 kHz | +/- 1 dB (1 kOhm Last) |
| Frequenzbandbreite | 300 kHz | +/- 3 dB (1 kOhm Last) |
5.11.4Autozero-Funktion
Jeder Stromwandler weist beim Einschalten der Versorgungsspannung einen Offset der Ausgangsspannung auf. Dies geschieht beim Einschalten des Mainframes oder beim Hochfahren des gesamten Prüfsystems. Dieser Offset bleibt konstant, bis die Versorgungsspannung des Stromwandlers ausgeschaltet wird. Dies geschieht beim Ausschalten des Mainframes oder beim Herunterfahren des gesamten Prüfsystems. Diese Offsetschwankung ist in der Berechnung des Gesamtausgangsfehlers im Datenblatt des Stromwandlers enthalten.
Eine Korrektur dieses konstanten Offsetfehlers (für die Dauer der Einschaltphase) verbessert die Genauigkeit des Stromwandlers erheblich. Um diesen Offsetfehler zu beseitigen, stellt die SP-Software für die Kanäle die API-Funktion „Autozero“ bereit. Diese Funktion ist auch im Test-Panel des Moduls verfügbar.
Die Funktion muss ausgeführt werden, wenn der Strom sicher „0“ ist, d. h. der Stromwandler wirklich keinen Strom erfasst, z. B. wenn der Lastkanal geöffnet ist.
Es wird empfohlen, die Autozero-Funktion mindestens beim ersten Durchlauf nach jedem Systemstart auszuführen, nach Möglichkeit in jedem Durchlauf der Testsequenz.
5.12Lage der Komponenten
| Nr. | Komponente |
|---|---|
| 1 | Lastkanalrelais Ch. 1.1 – Ch. 8.2 |
| 2 | Shunt/LEM und Kanalkonfiguration Ch. 1.1 – Ch. 8.1 |
| 3 | DMM-In-Line-Relais Ch. 1.1 – Ch. 8.1 |
| 4 | Sicherung 10 A für Ch. 1.1 – Ch. 8.1 |
| 5 | Sense-Bus-Relais Ch. 1.1 – Ch. 4.1 zu Sense 1 und Sense 3; Ch. 5.1 – Ch. 8.1 zu Sense 2 und Sense 4 |
| 6 | Aufkleber für Seriennummer und Qualitätsprüfung |
5.13Kanalkonfiguration
Jeder Kanal der Karte kann über die blauen Jumper auf die Topologie „Load“ oder „Bridge“ konfiguriert werden:
Load: Der zweite Kanal (X.2) ist für die Doppellast-Konfiguration mit dem ersten Kanal (X.1) verbunden (2 Lasten an Kanal X.1).
Bridge: Der zweite Kanal (X.2) umgeht für die Einzellast-Konfiguration den ersten Kanal (X.1) (Kanal X.2 ohne Shunt und Sicherung).
Das Jumper-Schema ist auf der Leiterplatte abgebildet: Mitte nach links verbunden ist „Load“, Mitte nach rechts verbunden ist „Bridge“.
5.14Anschlüsse
SPM-100802-LC, Steckverbinder X2:
| Pin | d | b | z |
|---|---|---|---|
| 2 | DMM+ | DMM+ | DMM- |
| 4 | Ch. 1.1 | Ch. 1.1 | DMM- |
| 6 | Ch. 1.2 | Ch. 1.2 | Ch. 2.1 |
| 8 | Ch. 2.2 | Ch. 2.2 | Ch. 2.1 |
| 10 | Ch. 3.1 | Ch. 3.1 | Ch. 3.2 |
| 12 | Ch. 4.1 | Ch. 4.1 | Ch. 3.2 |
| 14 | Ch. 4.2 | Ch. 4.2 | Ch. 5.1 |
| 16 | Ch. 5.2 | Ch. 5.2 | Ch. 5.1 |
| 18 | Ch. 6.1 | Ch. 6.1 | Ch. 6.2 |
| 20 | Ch. 7.1 | Ch. 7.1 | Ch. 6.2 |
| 22 | Ch. 7.2 | Ch. 7.2 | Ch. 8.1 |
| 24 | Ch. 8.2 | Ch. 8.2 | Ch. 8.1 |
| 26 | PB1 | PB1 | PB1 |
| 28 | PB2 | PB2 | PB2 |
| 30 | PB3 | PB3 | PB3 |
| 32 | PB4 | PB4 | PB4 |
Belegung des Steckverbinders X2 für das Kabel zum DUT/Adapter
Bei der Verkabelung zur Receiver-Schnittstelle des Systems oder zum DUT-Adapter sind folgende Daten zu beachten:
| Angabe | Wert | Bemerkungen |
|---|---|---|
| Max. Strom | 6 A | pro Steckverbinder-Pin |
| Belegte Pins | 2 | belegte Pins pro Kanal und DMM |
| Belegte Pins | 3 | belegte Pins pro Power-Bus |
| Leiterquerschnitte | AWG 16 / 1,5 mm² | pro Lastkanalleitung |
| Leiterquerschnitte | AWG 14 / 2,5 mm² | pro Power-Bus-Leitung |
5.15Ersatzteilliste
| Hersteller / Lieferant | Teilenr. | IRS-Teilenr. | Komponentenbeschreibung |
|---|---|---|---|
| Littelfuse | 0154010.DR | 118580 | Sicherung 10 A, SMD |
| TE Connectivity | RTD34024 | 118581 | Lastkanalrelais 16 A |
| Panasonic | AGN20024 | 105776 | Sense-Bus-Relais |
| Finder | 44.62.9.024.0000 | 115599 | DMM-In-Line-Relais |
| LEM | CASR 6-NP | 109760 | Optional: Stromwandler 6 A |
| Phoenix Contact | SPC 5/ 6-STF-7,62 | 119290 | Kabelseitiger Last-Breakout-Steckverbinder für Power-Bus und DMM (für Last-Breakout-Leiterplatte „-E“) |
| Phoenix Contact | MSTB 2,5/16-STF-5,08 | 118583 | Kabelseitiger Last-Breakout-Steckverbinder für die Lastkanäle (für Last-Breakout-Leiterplatte „-E“) |
| Isabellenhütte | PBV-R05-F1-0,5% | 112652 | Optional: Shunt 0R05, 3 W, 0,5 % |
5.16Produktsupport
- IRS-Homepage: www.irs.systems
- E-Mail-Kontakt: info@irs.systems
Dokumente und Downloads
Weitere Dokumente und Dateien zu Ihrem IRS-Produkt finden Sie auf myIRS.