從傳統(tǒng)撥號電話到人手一機的數(shù)字手機,或從傳統(tǒng)燃油機車到可數(shù)字通訊的電動機車,交換式電源供應器也同樣有著新舊世代差異,早期電源供應器的控制與監(jiān)控是采用模擬線設計,通常是透過各式各樣的外部界面來進行,例如:輸出電壓調(diào)變(透過電源外部提供一特定電壓準位至電源供應器的控制端,以遠程的方式調(diào)變電源供應器的輸出電壓)、電源狀態(tài)顯示(最簡單也最常見的的方式多是以LED燈色變化來表現(xiàn))以及Power Good訊號(電源供應器的輸出電壓正常輸出后,立即提供訊號通知系統(tǒng)端)等…都是常見的監(jiān)控需求。以上的方式或許適用于大部分的應用場合,但隨著科技發(fā)達,數(shù)字智能與自動化控制的設計應用越來越廣泛,傳統(tǒng)模擬式控制與監(jiān)控接口可能就無法滿足需要同時快速掌握電源信息并設計由產(chǎn)品自動進行狀況處理的使用者。
明緯的可編程電源供應器提供兩種不同的通訊界面PMBus以及CANBus,以滿足客戶相關(guān)需求。
PMBus (電源管理總線之縮寫)使用雙向通訊:串行數(shù)據(jù)線(SDA)及串行時鐘線(SCL),每一臺電源供應器(slave)只需要3條訊號線(含一條GND線)連接至BUS端,即可透過控制器(master)達到控制及監(jiān)控讀取電源供應器信息之需求。這樣不僅可以大幅縮減控制及訊號線的使用量,相對的減少了許多線路上的接點,降低線路不良的發(fā)生機率,同時也增加了控制的便利性。PMBus應用的領(lǐng)域相當廣泛,在工業(yè)自動化應用設備及通訊應用設備中對電源狀態(tài)的監(jiān)控需求是最常見的。圖1是明緯使用的PMBus版本與速率信息,其優(yōu)缺點如下。
優(yōu)點: 公定協(xié)定、設計者好導入。
缺點: 抗噪聲干擾能力較弱,適合短距離通訊。
圖1 MEAN WELL PMBus
通訊接口: SMBus 1.1;版本: PMBus 1.1;總線速率: 100KHz
CANBus (控制器局域網(wǎng)絡)使用雙線差動(CANH及CANL)傳輸技術(shù),原先是開發(fā)來取代復雜的汽車內(nèi)部配線。但因它具備高度的抗電氣噪聲干擾及自我除錯能力,也漸漸廣泛的被使用于工業(yè)及自動化系統(tǒng)中 ,包含電源產(chǎn)業(yè)等。圖2是明緯使用的CANBus版本與速率信息,其優(yōu)缺點如下。
優(yōu)點: 噪聲干擾耐受度高、較為強健。
缺點: 協(xié)議為明緯自定義,部分指令功能可能需為項目調(diào)整。
圖2 MEAN WELL CANBus
物理層: 11898;數(shù)據(jù)鏈路層: CAN2.0B;
應用層: 明緯自定義;總線速率: 250Kbps
以下列舉兩個實際案例,分別使用了PMBus與CANBus的通訊界面。
應用 : 無人搬運車
機型 : RPB-1600-48 (內(nèi)建PMBus通訊)
通訊接口 : PMBus
此應用使用兩臺RPB-1600-48并聯(lián)安裝于物流倉庫無人搬運車充電站。當搬運車回到充電站時,系統(tǒng)會評判端口的接續(xù)狀況后,以PMBus開啟充電器對電池充電。系統(tǒng)也會透過PMBus選取合適之充電電流對搬運車的6個電池組充電并透過通訊回傳充電訊息及電源狀態(tài)。圖3為無人搬運車示意圖。
圖3 無人搬運車示意圖
應用 : 國家同步輻射研究中心
機型 : DRP-3200-48CAN (選配CANBus通訊)
通訊接口 : CANBus
此案需求多套96kW之高功率電源系統(tǒng),使用電源系統(tǒng)輸出的電力驅(qū)動全固態(tài)射頻功率放大器(Radio Frequency Power Amplifier)。為配合應用最佳的用電效率,電源系統(tǒng)輸出電壓須能涵蓋42Vdc ~54Vdc調(diào)變范圍。DRP-3200-48CAN支持CANBus通訊,支持單套系統(tǒng)30臺同時上線功能并透過通訊指令達成精準調(diào)壓的要求。再者,多套電源系統(tǒng)間并非以并聯(lián)方式連接,且進行實驗時需要同步調(diào)整每套電源系統(tǒng)的總線電壓,欲達成同步和遠程控制,勢必要透過外部控制器與通訊協(xié)議方能達成,同時使用控制器調(diào)變之后的輸出電壓,精準度須滿足正負1%的精密要求。在此前提下,全數(shù)字化的智能電源設計加上強健抗噪聲的CANBus協(xié)議,讓聯(lián)網(wǎng)方式遠程監(jiān)控電源系統(tǒng)變成可能。圖4是96kW高功率電源系統(tǒng)的實際配置圖。
圖4 96kW高功率電源系統(tǒng)
具備通訊功能的明緯可編程電源供應器不僅讓復雜的控制及監(jiān)控變得簡單。機型適合使用于各種應用,包含一般性應用: RSP-1600/2000及DPU-3200、機柜應用: RCP-1600/2000及DRP-3200與無風扇或水冷應用: UHP-1500/2500及PHP-3500/3500-HV等。具備彈性、多應用等特性,適合使用于智能控制與監(jiān)控之需求應用。