Производители блоков питания недавно начали предоставлять интерфейсы для управления и контроля блоков питания. Эта статья будет посвящена этой причине и перспективам для схемотехников.
Давайте сначала подумаем о приложениях, которым требуется источник питания для обеспечения высокой мощности за короткий период времени. Требуемая средняя мощность значительно ниже. Такими приложениями могут быть 3D-принтеры, лазерная резка или роботы-манипуляторы, которые должны двигаться быстро, но большую часть времени стоять на месте. Разработчики этих устройств могут предпочесть источник питания, который может постоянно обеспечивать наивысшую ожидаемую пиковую мощность (то есть ток нагрузки в наихудшем случае). Тем не менее, использование этого метода для определения технических характеристик является очень дорогим источником питания, эффективность которого не слишком высока, и в некоторой степени может привести к опасной эксплуатации. Это связано с тем, что при возникновении неисправности ток, подаваемый на нагрузку, может быть достаточно большим, чтобы вызвать пожар.
Так что ответ очевиден. Блок питания меньшего размера может не только обеспечивать высокие пики мощности за заданный короткий период времени, но и ограничивать ток в случае продолжительных сбоев. Тип электрической нагрузки определяет, какая мощность требуется при каких условиях. Разработчик должен быть ориентирован на потребителя, позволяя ему свободно программировать блок питания. При обсуждении этих требований цифровые интерфейсы, как правило, более популярны, чем аналоговое управление, особенно когда функции мониторинга также интегрированы в блок питания. Какой ток и когда должен течь? Возможно ли это или нагрузка ненормальная? Установка соответствующей интеллектуальной шины и шины данных в блоке питания позволяет легко и надежно контролировать все нагрузки, подключенные к блоку питания. Многие современные блоки питания имеют встроенную PMBus (шину управления питанием), которая может выполнять эти задачи.
Шина управления питанием (PMBus®) — это стандарт с открытым исходным кодом для цифровых протоколов управления питанием: простой, надежный и масштабируемый. Приблизительно 40 компаний-членов PMBus приняли, продвигают и постоянно улучшают этот стандарт.
Свойства PMBus
PMBus может установить один или несколько рабочих параметров источника питания. Например, когда определенный блок питания не нужен, блок питания можно полностью отключить, или можно гибко регулировать выходное напряжение и ток. Программируемый разъем питания вентилятора делает обычные вентиляторы умными: активность и скорость вентилятора автоматически регулируются в соответствии с требованиями выходной мощности, при этом снижается уровень шума и продлевается срок службы вентилятора. Все функции могут быть реализованы через стандартный PMBus, а у протокола I2C есть дополнительные преимущества, поэтому к нему можно подключить практически любой микроконтроллер.
Функция мониторинга так же важна, как и набор команд управления ТЧ. PMBus предоставляет данные о состоянии в режиме реального времени, такие как входной ток и выходной ток, напряжение и мощность, температура основных компонентов, а также подробную диагностику неисправностей. Основываясь на этой информации, можно даже заранее предсказать, когда произойдет перегрузка или перегрев. Если недостаточное охлаждение приводит к повышению внутренней температуры, блок питания не просто достигает предела температуры, а затем отключается, но выдает предупреждение до достижения порогового значения.
В дополнение к простому мониторингу и управлению PMBus также может быть напрямую подключен к микроконтроллеру источника питания для управления цифровой петлей обратной связи. Поэтому необходимо не только устанавливать и контролировать рабочие параметры, но и изменять переходную характеристику, коэффициент преобразования и компенсационную матрицу. Это позволяет согласовать работу источника питания с фактическим поведением нагрузки приложения, достигая"в реальном времени" динамическая регулировка. Короче говоря, стандартный блок питания станет индивидуальным блоком питания после добавления интерфейса PMBus.
Блок питания серии RACM1200-V
RECOM RACM1200-V — это блок питания со всеми вышеперечисленными функциями. Эта серия устанавливает новый стандарт компактности блоков питания переменного/постоянного тока и реализует надежную безвентиляторную конструкцию, обеспечивающую долгосрочную работу системы. Конструкция системы охлаждения подложки облегчает теплопроводность, обеспечивая непрерывную выходную мощность до 1000 Вт и кратковременную выходную мощность до 1200 Вт. Если вы подключите дополнительный вентилятор к выходу вентилятора, блок питания может обеспечить непрерывную выходную мощность 1200 Вт. Разнообразие выходных напряжений, комбинации постоянного напряжения/мощности и настройки режима икоты делают этот продукт очень широким спектром приложений, особенно с точки зрения поддержки искробезопасности приложения. Через разъем можно управлять различными функциями аналогового управления и мониторинга. Два других вспомогательных выхода: программируемый выход системного вентилятора от 5 В до 12 В и изолированный резервный выход 5 В/1 А, который питает вспомогательные функции и всегда находится в сети. В соответствии с потребностями различных проектов серия RACM1200-V может выполнять отказоустойчивые настройки с помощью интеллектуальных функций, функций управления и ограничения отказов. Стандартная версия использует два сигнальных провода и светодиодные индикаторы для отображения внутреннего состояния:
В дополнение к аналоговым контактам состояния и управления версия RACM1200-V/PMB для PMBus предоставляет клиентам цифровой интерфейс для непосредственной настройки параметров питания. RECOM также предоставляет инструменты интерфейса командной строки для программирования блоков питания. Устройство также может быть предварительно запрограммировано с указанными настройками прошивки в соответствии с требованиями заказчика.
Пиковая эффективность обеих версий достигает 95%, а режим ожидания соответствует требованиям экологичности. Серия RACM1200 получила глобальные сертификаты безопасности по медицинским (2MOPP, BF), промышленным стандартам и стандартам ITE, а также требованиям к помехоустойчивости класса A и требованиям к излучению класса B для испытаний на электромагнитную совместимость. Все эти особенности делают этот продукт одним из наиболее легко интегрируемых модульных источников питания в отрасли.
Знакомство с компанией РЕКОМ
RECOM Group — немецкий производитель силовых модулей со штаб-квартирой в Гмундене, Австрия. За последние почти полвека она стала инновационным лидером в области R&D и производства преобразователей DC/DC, источников питания AC/DC, импульсных регуляторов и драйверов светодиодов. Обеспечить глобальную сеть распространения и поддержки клиентов, а продукция соответствует самым высоким международным стандартам. В апреле 2019 года RECOM приобрела итальянский бренд PCS. Благодаря этому приобретению портфолио продуктов RECOM' значительно расширилось, и теперь компания может предоставить универсальный магазин, включая инверторы переменного/постоянного тока, постоянного/постоянного тока, переменного/переменного и постоянного/переменного тока. Решение с диапазоном мощности от менее 1 Вт до десяти кВт широко используется в железнодорожной, медицинской, военной и большинстве промышленных областей. RECOM стал известным брендом благодаря высокому качеству, честности, инновациям и качественному обслуживанию клиентов.