《電子技術(shù)應(yīng)用》
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為什么電源要有數(shù)據(jù)總線?

2022-01-06
作者:Michael Schrutka, 理學(xué)碩士, RECOM AC/DC產(chǎn)品經(jīng)理
來源:RECOM

電源制造商最近開始提供控制和監(jiān)控電源的接口,,本文將重點討論這一原因以及電路設(shè)計師的前景,。

讓我們先思考一下需要電源短時間內(nèi)提供高功率的應(yīng)用,,所需的平均功率明顯較低,此類應(yīng)用可能是 3D 打印機(jī)、激光切割或需要快速移動但大部分時間靜止待命的機(jī)械手臂。這些設(shè)備的開發(fā)人員可能傾向于一個能夠永久提供預(yù)期的最高功率峰值的電源(也就是最壞情況下的負(fù)載電流),。然而用這種方式確定規(guī)格得到的是一個非常昂貴的電源,效率方面也不會太好,,而且在某種程度上可能導(dǎo)致危險操作,。這是因為發(fā)生故障時,輸送到負(fù)載的電流可能大到足以引發(fā)火災(zāi),。

因此答案很明顯,,較小的電源不但可以在設(shè)定的短時間內(nèi)提供高功率峰值,,又可以在發(fā)生連續(xù)故障時限制電流。電氣負(fù)載的類型決定了在何種條件下需要什么功率,。開發(fā)人員必須以消費(fèi)者為導(dǎo)向,,讓他能夠自由編程電源。討論到這些要求時,,數(shù)字接口通常比模擬控制更受歡迎,,尤其是當(dāng)監(jiān)控功能也集成在電源單元的時候,。哪個電流該在何時流動,?是否可行還是負(fù)載有所異常?在電源安裝適當(dāng)?shù)闹悄芎蛿?shù)據(jù)總線可以非常簡單且可靠地監(jiān)控連接到電源單元的所有負(fù)載,。許多現(xiàn)代電源內(nèi)置的PMBus電源管理總線)已可以勝任這些任務(wù),。

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電源管理總線 (PMBus?) 是數(shù)字能源管理協(xié)議的開源標(biāo)準(zhǔn):簡單、穩(wěn)健且可擴(kuò)展,。約有 40 個 PMBus 成員公司采用,、推廣和持續(xù)改善該標(biāo)準(zhǔn)。

PMBus 屬性

PMBus 可以設(shè)置一個或多個電源的操作參數(shù),。例如,,不需要某個電源時可以完全關(guān)閉該電源單元,或者彈性地調(diào)整輸出電壓和電流,??删幊痰娘L(fēng)扇電源連接器讓普通風(fēng)扇變得智能:風(fēng)扇活動和速度會根據(jù)輸出功率要求自動調(diào)整,同時減少噪音并延長風(fēng)扇的使用壽命,。所有功能都可以通過標(biāo)準(zhǔn) PMBus 實現(xiàn),,并且還有I2C協(xié)議的額外好處,因此幾乎每個微控制器都可以與之連接,。

監(jiān)控功能跟 PM 控制的命令集同等重要,。PMBus 提供實時狀態(tài)數(shù)據(jù),例如輸入電流和輸出電流,、電壓和功率,、關(guān)鍵器件溫度和詳細(xì)的故障診斷。根據(jù)這些信息,,甚至可以在過載或過熱即將發(fā)生之前事先預(yù)測,。 如果冷卻不足而導(dǎo)致內(nèi)部溫度升高,電源不會單純達(dá)到溫度極限然后關(guān)閉,,而是會在達(dá)到閾值之前發(fā)出警告,。

PMBus除了簡單的監(jiān)測和控制,還可以直接連接到電源的微控制器來控制數(shù)字反饋回路,。因此不僅是設(shè)置和監(jiān)控操作參數(shù),,也能夠修改瞬態(tài)響應(yīng),、轉(zhuǎn)換率和補(bǔ)償矩陣。這讓電源運(yùn)作與應(yīng)用的實際負(fù)載行為一致,,達(dá)到「即時的」動態(tài)調(diào)整,。簡言之,標(biāo)準(zhǔn)電源在添加PMBus接口之后會成為一個定制的電源,。 

RACM1200-V 系列電源

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圖1:RACM1200-V 系列是無風(fēng)扇冷卻且免維護(hù)的醫(yī)療和工業(yè)電源

RECOM 的 RACM1200-V就是一個具備上述所有功能的電源,。該系列為AC/DC 電源的緊湊性設(shè)立了新標(biāo)準(zhǔn),實現(xiàn)了可靠的無風(fēng)扇以支持系統(tǒng)長期運(yùn)行,?;謇鋮s的設(shè)計有助于熱量傳導(dǎo),實現(xiàn)高達(dá) 1,000W 的持續(xù)輸出功率,,而短期輸出功率可達(dá) 1,200W,。如果將可選風(fēng)扇連接到風(fēng)扇輸出,該電源即可提供 1,200W 的連續(xù)輸出,。多種輸出電壓,、恒定電壓/功率組合,以及打嗝模式的設(shè)置使該產(chǎn)品的應(yīng)用范圍極廣,,尤其是在支持應(yīng)用的本質(zhì)安全方面,。各種模擬控制和監(jiān)控功能可經(jīng)由連接器操作,另外兩個輔助輸出是:一個 5V 至 12V 可編程的系統(tǒng)風(fēng)扇輸出,,以及一個為輔助功能供電永遠(yuǎn)在線的 5V/1A 隔離備用輸出,。根據(jù)不同項目的需求,RACM1200-V 系列可以通過智能,、控制和故障限制功能來制定故障安全設(shè)置,。標(biāo)準(zhǔn)版本使用兩條信號線和 LED 指示燈來顯示內(nèi)部狀態(tài):

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圖 2:摘自 RACM-1200V 規(guī)格書

除了模擬狀態(tài)和控制引腳之外,PMBus 版本的 RACM1200-V/PMB 提供一個數(shù)字接口讓客戶可以直接調(diào)整電源設(shè)置,。RECOM 也提供命令行界面工具為電源編程,。該器件還可以根據(jù)客戶要求使用指定的固件設(shè)置預(yù)先編程。

兩種版本的峰值效率均高達(dá) 95%,,待機(jī)模式符合生態(tài)設(shè)計的要求,。RACM1200 系列獲得醫(yī)療(2MOPP、BF),、工業(yè)和 ITE 標(biāo)準(zhǔn)的全球安全認(rèn)證,,以及符合電磁兼容測試的Class A 抗擾度和 Class B輻射要求。所有這些特性使該產(chǎn)品成為業(yè)內(nèi)最容易集成的模塊化電源之一,。 

RECOM 公司介紹

RECOM集團(tuán)是一家源自德國,,總部位于奧地利格蒙登的電源模塊制造商。在過去近半個世紀(jì)中已成為DC / DC轉(zhuǎn)換器,、AC / DC電源,,開關(guān)穩(wěn)壓器和LED驅(qū)動器在研發(fā)和制造領(lǐng)域的創(chuàng)新型領(lǐng)導(dǎo)者,。 提供遍布全球的分銷和客戶支持網(wǎng)絡(luò),產(chǎn)品符合最高國際標(biāo)準(zhǔn),。2019年4月RECOM收購意大利品牌PCS公司,,通過此次收購,RECOM的產(chǎn)品組合得到極大延伸,,能夠提供包括AC / DC,,DC / DC,AC / AC,,DC / AC逆變器的一站式解決方案,,功率范圍從1W以下到十kW不等,廣泛應(yīng)用于鐵路,、醫(yī)療,、軍事和大多數(shù)工業(yè)領(lǐng)域。RECOM現(xiàn)已成為高質(zhì)量,、誠信、創(chuàng)新和優(yōu)質(zhì)客戶服務(wù)久負(fù)盛名的品牌,。

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