Stromversorgungshersteller stellen seit kurzem Schnittstellen zur Steuerung und Überwachung von Stromversorgungen zur Verfügung. Dieser Artikel konzentriert sich auf diesen Grund und die Aussichten für Schaltungsdesigner.
Denken wir zunächst an Anwendungen, die ein Netzteil benötigen, um in kurzer Zeit eine hohe Leistung zu liefern. Der durchschnittlich benötigte Strom ist deutlich geringer. Solche Anwendungen können 3D-Drucker, Laserschneiden oder Roboterarme sein, die sich schnell bewegen müssen, aber die meiste Zeit stillstehen. Entwickler dieser Geräte bevorzugen möglicherweise ein Netzteil, das dauerhaft die höchste erwartete Spitzenleistung (dh den Worst-Case-Laststrom) liefern kann. Die Verwendung dieser Methode zur Bestimmung der Spezifikationen ist jedoch eine sehr teure Stromversorgung, der Wirkungsgrad ist nicht allzu gut und kann bis zu einem gewissen Grad zu einem gefährlichen Betrieb führen. Dies liegt daran, dass bei einem Fehler der an die Last gelieferte Strom groß genug sein kann, um einen Brand zu verursachen.
Die Antwort liegt also auf der Hand. Eine kleinere Stromversorgung kann nicht nur hohe Leistungsspitzen in einer eingestellten kurzen Zeitspanne liefern, sondern auch den Strom bei Dauerfehlern begrenzen. Die Art der elektrischen Last bestimmt, welche Leistung unter welchen Bedingungen benötigt wird. Der Entwickler muss verbraucherorientiert sein, damit er die Stromversorgung frei programmieren kann. Bei der Diskussion dieser Anforderungen sind digitale Schnittstellen in der Regel beliebter als analoge Steuerungen, insbesondere wenn Überwachungsfunktionen auch im Netzteil integriert sind. Welcher Strom soll wann fließen? Ist es machbar oder ist die Belastung abnormal? Durch den Einbau eines entsprechenden Smart- und Datenbusses in die Stromversorgung können alle an das Netzteil angeschlossenen Verbraucher einfach und zuverlässig überwacht werden. Viele moderne Netzteile verfügen über einen integrierten PMBus (Power Management Bus), der diese Aufgaben erledigen kann.
Power Management Bus (PMBus®) ist ein Open-Source-Standard für digitale Energiemanagementprotokolle: einfach, robust und skalierbar. Rund 40 PMBus-Mitgliedsunternehmen haben den Standard übernommen, gefördert und kontinuierlich verbessert.
PMBus Eigenschaften
PMBus kann einen oder mehrere Betriebsparameter des Netzteils einstellen. Wird beispielsweise eine bestimmte Stromversorgung nicht benötigt, kann das Netzteil komplett abgeschaltet oder Ausgangsspannung und -strom flexibel angepasst werden. Der programmierbare Lüfterstromanschluss macht gewöhnliche Lüfter intelligent: Lüfteraktivität und -geschwindigkeit werden automatisch an die Ausgangsleistungsanforderungen angepasst, während die Geräuschentwicklung reduziert und die Lebensdauer des Lüfters verlängert wird. Alle Funktionen können über Standard-PMBus erreicht werden, und es gibt zusätzliche Vorteile des I2C-Protokolls, so dass fast jeder Mikrocontroller daran angeschlossen werden kann.
Die Überwachungsfunktion ist genauso wichtig wie der PM-Steuerbefehlssatz. PMBus liefert Echtzeit-Statusdaten wie Eingangsstrom und Ausgangsstrom, Spannung und Leistung, Temperatur der Schlüsselkomponenten und detaillierte Fehlerdiagnose. Basierend auf diesen Informationen ist es sogar möglich, im Voraus vorherzusagen, bevor eine Überlastung oder Überhitzung bevorsteht. Wenn unzureichende Kühlung die Innentemperatur ansteigen lässt, erreicht das Netzteil nicht einfach die Temperaturgrenze und schaltet sich dann ab, sondern gibt eine Warnung aus, bevor der Schwellenwert erreicht wird.
Neben der einfachen Überwachung und Steuerung kann PMBus auch direkt an einen Mikrocontroller der Stromversorgung angeschlossen werden, um die digitale Rückkopplungsschleife zu steuern. Daher geht es nicht nur darum, die Betriebsparameter einzustellen und zu überwachen, sondern auch das Einschwingverhalten, die Umwandlungsrate und die Kompensationsmatrix zu ändern. Dadurch kann der Betrieb der Stromversorgung mit dem tatsächlichen Lastverhalten der Anwendung konsistent sein und eine dynamische Anpassung in "Echtzeit" erreicht werden. Kurz gesagt, das Standardnetzteil wird zu einem kundenspezifischen Netzteil, nachdem die PMBus-Schnittstelle hinzugefügt wurde.
Netzteil der Serie RACM1200-V
Das RACM1200-V von RECOM ist ein Netzteil mit allen oben genannten Funktionen. Diese Serie setzt einen neuen Standard für die Kompaktheit von AC/DC-Netzteilen und realisiert ein zuverlässiges Lüfterlos, um den langfristigen Betrieb des Systems zu unterstützen. Das Design der Substratkühlung erleichtert die Wärmeleitung und erreicht eine Dauerausgangsleistung von bis zu 1.000 W und eine kurzzeitige Ausgangsleistung von bis zu 1.200 W. Wenn Sie einen optionalen Lüfter an den Lüfterausgang anschließen, kann das Netzteil eine Dauerleistung von 1.200 W liefern. Eine Vielzahl von Ausgangsspannungen, Konstantspannungs- / Leistungskombinationen und Schluckaufmodus-Einstellungen machen dieses Produkt zu einem sehr breiten Anwendungsspektrum, insbesondere in Bezug auf die Unterstützung der Eigensicherheit der Anwendung. Über den Stecker können verschiedene analoge Steuerungs- und Überwachungsfunktionen bedient werden. Die anderen beiden Hilfsausgänge sind: ein programmierbarer Systemlüfterausgang von 5 V bis 12 V und ein isolierter 5 V / 1 A-Standby-Ausgang, der Hilfsfunktionen mit Strom versorgt und immer online ist. Entsprechend den Anforderungen verschiedener Projekte kann die RACM1200-V-Serie ausfallsichere Einstellungen durch Intelligenz-, Steuerungs- und Fehlerbegrenzungsfunktionen vornehmen. Die Standardversion verwendet zwei Signaldrähte und LED-Anzeigen, um den internen Status anzuzeigen:
Zusätzlich zu den analogen Status- und Steuerpins bietet die PMBus-Version von RACM1200-V/PMB eine digitale Schnittstelle, über die Kunden die Leistungseinstellungen direkt anpassen können. RECOM bietet auch Befehlszeilenschnittstellenwerkzeuge für die Programmierung der Stromversorgung. Das Gerät kann auch mit vorgegebenen Firmware-Einstellungen nach Kundenwunsch vorprogrammiert werden.
Der Spitzenwirkungsgrad beider Versionen liegt bei bis zu 95% und der Standby-Modus erfüllt die Anforderungen des ökologischen Designs. Die RACM1200-Serie hat globale Sicherheitszertifizierungen für medizinische (2MOPP, BF), Industrie- und ITE-Standards sowie Anforderungen an die Störfestigkeit der Klasse A und die Strahlungsanforderungen der Klasse B für die Prüfung der elektromagnetischen Verträglichkeit erhalten. All diese Eigenschaften machen dieses Produkt zu einem der am einfachsten zu integrierenden modularen Netzteile der Branche.
RECOM Firmenvorstellung
Die RECOM Group ist ein aus Deutschland stammender Hersteller von Leistungsmodulen mit Hauptsitz in Gmunden, Österreich. In den letzten fast einem halben Jahrhundert hat es sich zu einem innovativen Marktführer im Bereich Forschung und Entwicklung und Herstellung von DC / DC-Wandlern, AC / DC-Netzteilen, Schaltreglern und LED-Treibern entwickelt. Bieten Sie ein globales Vertriebs- und Kundensupportnetzwerk, und die Produkte erfüllen die höchsten internationalen Standards. Im April 2019 erwarb RECOM die italienische Marke PCS. Durch diese Akquisition wurde das Produktportfolio von RECOM erheblich erweitert und es kann einen One-Stop-Shop mit AC / DC-, DC / DC-, AC / AC- und DC / AC-Wechselrichtern anbieten. Die Lösung, der Leistungsbereich von unter 1W bis zehn kW, ist weit verbreitet in Eisenbahn-, Medizin-, Militär- und den meisten industriellen Bereichen. RECOM hat sich mittlerweile zu einer bekannten Marke für hohe Qualität, Integrität, Innovation und hochwertigen Kundenservice entwickelt.