Виробники блоків живлення нещодавно почали надавати інтерфейси для управління та моніторингу джерел живлення. Ця стаття буде присвячена цій причині та перспективам схемотехніки.
Давайте спочатку подумаємо про програми, які потребують джерела живлення для забезпечення високої потужності за короткий період часу. Середня необхідна потужність значно нижча. Такими додатками можуть бути 3D-принтери, лазерне різання або роботизовані руки, які повинні рухатися швидко, але більшість часу стоять на місці. Розробники цих пристроїв можуть віддати перевагу джерелу живлення, яке може постійно забезпечувати найвищу очікувану пікову потужність (тобто струм навантаження в найгіршому випадку). Однак використання цього методу для визначення технічних характеристик є дуже дорогим джерелом живлення, його ефективність не надто висока і певною мірою може призвести до небезпечної експлуатації. Це пояснюється тим, що при виникненні несправності струм, що подається до навантаження, може бути достатньо великим, щоб викликати пожежу.
Тож відповідь очевидна. Менший блок живлення може не тільки забезпечити високі піки потужності за встановлений короткий проміжок часу, але й обмежити струм у разі безперервних несправностей. Тип електричного навантаження визначає, яка потужність потрібна за яких умов. Розробник повинен бути орієнтований на споживача, що дозволяє йому вільно програмувати джерело живлення. При обговоренні цих вимог цифрові інтерфейси, як правило, більш популярні, ніж аналогове керування, особливо коли функції моніторингу також інтегровані в блок живлення. Який струм має протікати коли? Чи можливо це чи навантаження ненормальна? Встановлення відповідної розумної шини та шини даних у джерелі живлення дозволяє легко та надійно контролювати всі навантаження, підключені до блоку живлення. Багато сучасних джерел живлення мають вбудовану шину PMBus (шина керування живленням), яка може виконувати ці завдання.
Шина керування живленням (PMBus®) — це стандарт з відкритим вихідним кодом для протоколів цифрового управління енергією: простий, надійний і масштабований. Приблизно 40 компаній-членів PMBus прийняли, просували та постійно вдосконалювали стандарт.
Властивості PMBus
PMBus може встановлювати один або кілька робочих параметрів джерела живлення. Наприклад, коли певний блок живлення не потрібен, блок живлення можна повністю вимкнути, або можна гнучко регулювати вихідну напругу та струм. Програмований роз’єм живлення вентилятора робить звичайні вентилятори розумними: активність і швидкість вентилятора автоматично регулюються відповідно до вимог вихідної потужності, одночасно зменшуючи шум і подовжуючи термін служби вентилятора. Усі функції можна виконати за допомогою стандартної PMBus, а протокол I2C має додаткові переваги, тому до нього можна підключити майже кожен мікроконтролер.
Функція моніторингу настільки ж важлива, як і набір команд управління PM. PMBus надає дані про стан в режимі реального часу, такі як вхідний і вихідний струм, напруга і потужність, температура ключових компонентів і детальну діагностику несправностей. Виходячи з цієї інформації, можна навіть заздалегідь передбачити, перед тим як відбудеться перевантаження або перегрів. Якщо недостатнє охолодження спричиняє підвищення внутрішньої температури, джерело живлення не просто досягне межі температури, а потім вимкнеться, а видасть попередження перед досягненням порога.
На додаток до простого моніторингу та керування, PMBus також можна безпосередньо підключити до мікроконтролера джерела живлення для керування цифровим контуром зворотного зв’язку. Таким чином, необхідно не тільки встановлювати та контролювати робочі параметри, а й змінювати перехідну характеристику, коефіцієнт перетворення та матрицю компенсації. Це дозволяє узгоджувати роботу джерела живлення з фактичним навантаженням програми, досягаючи"у реальному часі" динамічне регулювання. Коротше кажучи, стандартний блок живлення стане налаштованим джерелом живлення після додавання інтерфейсу PMBus.
Блок живлення серії RACM1200-V
RECOM RACM1200-V — це блок живлення з усіма перерахованими вище функціями. Ця серія встановлює новий стандарт компактності джерел живлення змінного/постійного струму та реалізує надійний безвентиляторний пристрій для підтримки тривалої роботи системи. Конструкція охолодження підкладки полегшує теплопровідність, досягаючи безперервної вихідної потужності до 1000 Вт і короткочасної вихідної потужності до 1200 Вт. Якщо ви підключите до виходу вентилятора додатковий вентилятор, джерело живлення може забезпечити безперервну потужність 1200 Вт. Різноманітність вихідної напруги, комбінації постійної напруги/потужності та налаштування режиму збій роблять цей продукт дуже широким діапазоном застосувань, особливо з точки зору підтримки внутрішньої безпеки програми. Через роз’єм можна керувати різними аналоговими функціями керування та моніторингу. Іншими двома допоміжними виходами є: програмований вихід системного вентилятора від 5 В до 12 В і ізольований вихід в режимі очікування 5 В/1 А, який забезпечує живлення допоміжних функцій і завжди в мережі. Відповідно до потреб різних проектів, серія RACM1200-V може виконувати безвідмовні налаштування за допомогою функцій інтелекту, контролю та обмеження несправностей. Стандартна версія використовує два сигнальні дроти та світлодіодні індикатори для відображення внутрішнього стану:
На додаток до аналогових контактів стану та управління, версія PMBus RACM1200-V/PMB надає клієнтам цифровий інтерфейс для безпосереднього налаштування параметрів живлення. RECOM також надає інструменти інтерфейсу командного рядка для програмування джерел живлення. Пристрій також може бути попередньо запрограмований із зазначеними налаштуваннями мікропрограми відповідно до вимог замовника.
Пікова ефективність обох версій досягає 95%, а режим очікування відповідає вимогам екологічного дизайну. Серія RACM1200 отримала глобальні сертифікати безпеки для медичних (2MOPP, BF), промислових стандартів і стандартів ITE, а також вимог до імунітету класу A і випромінювання класу B для тестування на електромагнітну сумісність. Всі ці характеристики роблять цей продукт одним з найбільш легко інтегрованих модульних блоків живлення в галузі.
Представлення компанії РЕКОМ
RECOM Group є виробником силових модулів з Німеччини зі штаб-квартирою в Гмундені, Австрія. За останні майже півстоліття вона стала інноваційним лідером у галузі R&D та виробництва перетворювачів DC/DC, джерел живлення AC/DC, комутаційних регуляторів та світлодіодних драйверів. Забезпечте глобальну мережу дистрибуції та підтримки клієнтів, а продукти відповідають найвищим міжнародним стандартам. У квітні 2019 року РЕКОМ придбав італійський бренд PCS. Завдяки цьому придбанню портфоліо продуктів RECOM' було значно розширено, і він може забезпечити єдиний магазин, включаючи інвертори AC/DC, DC/DC, AC/AC та DC/AC. Рішення, діапазон потужності від 1 Вт до десяти кВт, широко використовується в залізничних, медичних, військових і більшості промислових галузях. RECOM став відомим брендом за високу якість, чесність, інновації та якісне обслуговування клієнтів.