I produttori di alimentatori hanno recentemente iniziato a fornire interfacce per il controllo e il monitoraggio degli alimentatori. Questo articolo si concentrerà su questo motivo e sulle prospettive per i progettisti di circuiti.
Pensiamo prima alle applicazioni che richiedono un alimentatore per fornire un'elevata potenza in un breve periodo di tempo. La potenza media richiesta è significativamente inferiore. Tali applicazioni possono essere stampanti 3D, taglio laser o bracci robotici che devono muoversi rapidamente ma stare fermi la maggior parte del tempo. Gli sviluppatori di questi dispositivi potrebbero preferire un alimentatore in grado di fornire in modo permanente la massima potenza di picco prevista (ovvero la corrente di carico peggiore). Tuttavia, l'utilizzo di questo metodo per determinare le specifiche è un alimentatore molto costoso, l'efficienza non è troppo buona e può portare a un funzionamento pericoloso in una certa misura. Questo perché quando si verifica un guasto, la corrente erogata al carico può essere abbastanza grande da causare un incendio.
Quindi la risposta è ovvia. Un alimentatore più piccolo può non solo fornire picchi di potenza elevati in un breve periodo di tempo, ma anche limitare la corrente in caso di guasti continui. Il tipo di carico elettrico determina quale potenza è richiesta in quali condizioni. Lo sviluppatore deve essere orientato al consumatore, permettendogli di programmare liberamente l'alimentatore. Quando si discutono questi requisiti, le interfacce digitali sono generalmente più popolari del controllo analogico, specialmente quando le funzioni di monitoraggio sono integrate anche nell'alimentatore. Quale corrente dovrebbe fluire quando? È fattibile o il carico è anormale? L'installazione di un bus intelligente e dati appropriato nell'alimentatore può monitorare in modo semplice e affidabile tutti i carichi collegati all'alimentatore. Molti alimentatori moderni hanno PMBus (bus di gestione dell'alimentazione) integrato in grado di svolgere queste attività.
Power Management Bus (PMBus®) è uno standard open source per i protocolli di gestione digitale dell'energia: semplice, robusto e scalabile. Circa 40 aziende associate a PMBus hanno adottato, promosso e continuamente migliorato lo standard.
Proprietà PMBus
PMBus può impostare uno o più parametri di funzionamento dell'alimentatore. Ad esempio, quando non è necessario un determinato alimentatore, l'alimentatore può essere completamente spento o la tensione e la corrente di uscita possono essere regolate in modo flessibile. Il connettore di alimentazione della ventola programmabile rende intelligenti le ventole ordinarie: l'attività e la velocità della ventola vengono regolate automaticamente in base ai requisiti di potenza in uscita, riducendo il rumore e prolungando la vita della ventola. Tutte le funzioni possono essere ottenute tramite PMBus standard e ci sono ulteriori vantaggi del protocollo I2C, quindi quasi tutti i microcontrollori possono essere collegati ad esso.
La funzione di monitoraggio è importante quanto il set di comandi di controllo PM. PMBus fornisce dati di stato in tempo reale, come corrente di ingresso e corrente di uscita, tensione e potenza, temperatura dei componenti chiave e diagnosi dettagliata dei guasti. Sulla base di queste informazioni, è anche possibile prevedere in anticipo prima che si verifichi un sovraccarico o un surriscaldamento. Se un raffreddamento insufficiente provoca l'aumento della temperatura interna, l'alimentatore non raggiungerà semplicemente il limite di temperatura e quindi si spegnerà, ma emetterà un avviso prima di raggiungere la soglia.
Oltre al semplice monitoraggio e controllo, PMBus può anche essere collegato direttamente a un microcontrollore dell'alimentatore per controllare il ciclo di feedback digitale. Pertanto, non si tratta solo di impostare e monitorare i parametri operativi, ma anche di modificare la risposta transitoria, il tasso di conversione e la matrice di compensazione. Ciò consente al funzionamento dell'alimentatore di essere coerente con l'effettivo comportamento di carico dell'applicazione, ottenendo una regolazione dinamica "in tempo reale". In breve, l'alimentatore standard diventerà un alimentatore personalizzato dopo l'aggiunta dell'interfaccia PMBus.
Alimentatore serie RACM1200-V
RACM1200-V di RECOM è un alimentatore con tutte le funzioni di cui sopra. Questa serie stabilisce un nuovo standard per la compattezza degli alimentatori AC/DC e realizza un affidabile fanless per supportare il funzionamento a lungo termine del sistema. Il design del raffreddamento del substrato facilita la conduzione del calore, raggiungendo una potenza di uscita continua fino a 1.000 W e una potenza di uscita a breve termine fino a 1.200 W. Se si collega una ventola opzionale all'uscita della ventola, l'alimentatore può fornire un'uscita continua di 1.200 W. Una varietà di tensioni di uscita, combinazioni tensione / potenza costanti e impostazioni della modalità di singhiozzo rendono questo prodotto con una gamma molto ampia di applicazioni, soprattutto in termini di supporto della sicurezza intrinseca dell'applicazione. Varie funzioni di controllo e monitoraggio analogiche possono essere gestite tramite il connettore. Le altre due uscite ausiliarie sono: un'uscita ventola di sistema programmabile da 5 V a 12 V e un'uscita di standby isolata da 5 V / 1 A che alimenta le funzioni ausiliarie ed è sempre online. In base alle esigenze dei diversi progetti, la serie RACM1200-V può effettuare impostazioni fail-safe attraverso funzioni di intelligence, controllo e limitazione dei guasti. La versione standard utilizza due fili di segnale e indicatori LED per visualizzare lo stato interno:
Oltre allo stato analogico e ai pin di controllo, la versione PMBus di RACM1200-V/PMB fornisce un'interfaccia digitale per consentire ai clienti di regolare direttamente le impostazioni di alimentazione. RECOM fornisce anche strumenti di interfaccia a riga di comando per la programmazione degli alimentatori. Il dispositivo può anche essere pre-programmato con le impostazioni del firmware specificate in base alle esigenze del cliente.
L'efficienza di picco di entrambe le versioni è pari al 95% e la modalità standby soddisfa i requisiti del design ecologico. La serie RACM1200 ha ottenuto certificazioni di sicurezza globali per gli standard medici (2MOPP, BF), industriali e ITE, nonché i requisiti di immunità di Classe A e di radiazione di Classe B per i test di compatibilità elettromagnetica. Tutte queste caratteristiche rendono questo prodotto uno degli alimentatori modulari più facilmente integrabili del settore.
Introduzione dell'azienda RECOM
RECOM Group è un produttore di moduli di potenza originario della Germania e con sede a Gmunden, in Austria. Nell'ultimo mezzo secolo, è diventata un leader innovativo nel campo della ricerca e sviluppo e della produzione di convertitori DC / DC, alimentatori AC / DC, regolatori di commutazione e driver LED. Fornire una rete globale di distribuzione e assistenza clienti e i prodotti soddisfano i più elevati standard internazionali. Nell'aprile 2019, RECOM ha acquisito il marchio italiano PCS. Attraverso questa acquisizione, il portafoglio di prodotti di RECOM è stato notevolmente ampliato e può fornire uno sportello unico che include inverter AC/ DC, DC / DC, AC / AC e DC / AC. La soluzione, la gamma di potenza da meno di 1W a dieci kW, è ampiamente utilizzata nei settori ferroviario, medico, militare e nella maggior parte dei settori industriali. RECOM è ormai diventato un marchio ben noto per l'alta qualità, l'integrità, l'innovazione e il servizio clienti di qualità.