Virtalähteiden valmistajat ovat hiljattain alkaneet tarjota rajapintoja teholähteiden ohjaamiseen ja valvontaan. Tämä artikkeli keskittyy tähän syystä ja piirisuunnittelijoiden näkymiin.
Ajatelkaamme ensin sovelluksia, jotka vaativat virtalähteen tuottaakseen suurta tehoa lyhyessä ajassa. Keskimääräinen tarvittava teho on huomattavasti pienempi. Tällaisia sovelluksia voivat olla 3D-tulostimet, laserleikkaus tai robottikäsivarret, joiden on liikuttava nopeasti, mutta pysyttävä paikallaan suurimman osan ajasta. Näiden laitteiden kehittäjät saattavat suosia virtalähdettä, joka pystyy jatkuvasti tarjoamaan suurimman odotetun huipputehon (eli pahimman mahdollisen kuormitusvirran). Tämän menetelmän käyttäminen teknisten tietojen määrittämiseen on kuitenkin erittäin kallis virtalähde, hyötysuhde ei ole liian hyvä ja voi johtaa jossain määrin vaaralliseen toimintaan. Tämä johtuu siitä, että vian ilmetessä kuormaan syötetty virta voi olla tarpeeksi suuri aiheuttamaan tulipalon.
Joten vastaus on ilmeinen. Pienempi teholähde ei vain pysty tarjoamaan korkeita tehohuippuja asetetussa lyhyessä ajassa, vaan myös rajoittaa virtaa jatkuvien vikojen sattuessa. Sähkökuorman tyyppi määrittää, mitä tehoa vaaditaan ja missä olosuhteissa. Kehittäjän on oltava kuluttajalähtöinen, jotta hän voi ohjelmoida virtalähteen vapaasti. Näistä vaatimuksista puhuttaessa digitaaliset liitännät ovat yleisesti suositumpia kuin analoginen ohjaus, varsinkin kun tehonsyöttöyksikköön on integroitu myös valvontatoimintoja. Minkä virran pitäisi kulkea milloin? Onko se mahdollista vai kuormitus on epänormaali? Sopivan äly- ja dataväylän asentaminen virtalähteeseen voi helposti ja luotettavasti valvoa kaikkia teholähteeseen kytkettyjä kuormia. Monissa nykyaikaisissa virtalähteissä on sisäänrakennettu PMBus (virranhallintaväylä), joka pystyy suorittamaan nämä tehtävät.
Power Management Bus (PMBus®) on avoimen lähdekoodin standardi digitaalisille energianhallintaprotokolleille: yksinkertainen, kestävä ja skaalautuva. Noin 40 PMBus-jäsenyritystä on omaksunut, edistänyt ja jatkuvasti parantanut standardia.
PMBus-ominaisuudet
PMBus voi asettaa yhden tai useamman virtalähteen toimintaparametrin. Esimerkiksi kun tiettyä teholähdettä ei tarvita, virtalähde voidaan kytkeä kokonaan pois päältä tai lähtöjännitettä ja virtaa voidaan säätää joustavasti. Ohjelmoitava tuulettimen virtaliitin tekee tavallisista puhaltimista älykkäitä: puhaltimen toiminta ja nopeus säätyvät automaattisesti lähtötehovaatimusten mukaan vähentäen samalla melua ja pidentäen puhaltimen käyttöikää. Kaikki toiminnot voidaan saavuttaa tavallisella PMBus-väylällä, ja I2C-protokollalla on lisäetuja, joten siihen voidaan liittää lähes jokainen mikro-ohjain.
Valvontatoiminto on yhtä tärkeä kuin PM-ohjauskomentosarja. PMBus tarjoaa reaaliaikaista tilatietoa, kuten tulo- ja lähtövirtaa, jännitettä ja tehoa, avainkomponenttien lämpötilaa ja yksityiskohtaista vikadiagnoosia. Näiden tietojen perusteella voidaan jopa ennustaa etukäteen ennen kuin ylikuormitus tai ylikuumeneminen on alkamassa. Jos riittämätön jäähdytys aiheuttaa sisäisen lämpötilan nousun, virransyöttö ei yksinkertaisesti saavuta lämpötilarajaa ja sammuu sitten, vaan antaa varoituksen ennen kynnyksen saavuttamista.
Yksinkertaisen valvonnan ja ohjauksen lisäksi PMBus voidaan kytkeä myös suoraan virtalähteen mikro-ohjaimeen ohjaamaan digitaalista takaisinkytkentäsilmukkaa. Siksi ei ole vain asetettava ja valvottava toimintaparametreja, vaan myös muutettava transienttivastetta, muunnosnopeutta ja kompensointimatriisia. Tämä mahdollistaa virtalähteen toiminnan olevan yhdenmukainen sovelluksen todellisen kuormituskäyttäytymisen kanssa, jolloin saavutetaan"reaaliaikainen" dynaaminen säätö. Lyhyesti sanottuna vakiovirtalähteestä tulee mukautettu virtalähde, kun PMBus-liitäntä on lisätty.
RACM1200-V sarjan virtalähde
RECOMin RACM1200-V on virtalähde, jossa on kaikki yllä mainitut toiminnot. Tämä sarja asettaa uuden standardin AC/DC-virtalähteiden kompaktille ja toteuttaa luotettavan tuulettimen tukemaan järjestelmän pitkäaikaista toimintaa. Alustan jäähdytyksen muotoilu helpottaa lämmön johtumista, jolloin saavutetaan jopa 1 000 W jatkuva lähtöteho ja jopa 1 200 W lyhytaikainen lähtöteho. Jos liität lisävarusteena saatavan tuulettimen puhaltimen lähtöön, virtalähde voi tarjota jatkuvan 1 200 W:n tehon. Erilaiset lähtöjännitteet, vakiojännite/tehoyhdistelmät ja hikkatilan asetukset tekevät tästä tuotteesta erittäin laajan valikoiman sovelluksia, erityisesti mitä tulee sovelluksen luontaisen turvallisuuden tukemiseen. Erilaisia analogisia ohjaus- ja valvontatoimintoja voidaan ohjata liittimen kautta. Kaksi muuta apulähtöä ovat: 5 V - 12 V ohjelmoitava järjestelmän tuulettimen lähtö ja 5 V/1 A eristetty valmiustilalähtö, joka antaa virtaa aputoiminnoille ja on aina online-tilassa. Eri projektien tarpeiden mukaan RACM1200-V-sarja pystyy tekemään vikaturvallisia asetuksia äly-, ohjaus- ja vianrajoitustoimintojen avulla. Vakioversiossa käytetään kahta signaalijohtoa ja LED-ilmaisimia sisäisen tilan näyttämiseen:
Analogisten tilan- ja ohjausnastan lisäksi RACM1200-V/PMB:n PMBus-versio tarjoaa asiakkaille digitaalisen liitännän, jolla asiakkaat voivat säätää tehoasetuksia suoraan. RECOM tarjoaa myös komentorivin käyttöliittymätyökaluja virtalähteen ohjelmointiin. Laitteeseen voidaan myös esiohjelmoida tietyt laiteohjelmistoasetukset asiakkaan vaatimusten mukaan.
Molempien versioiden huipputehokkuus on jopa 95 %, ja valmiustila täyttää ekologisen suunnittelun vaatimukset. RACM1200-sarja on saanut maailmanlaajuiset turvallisuussertifikaatit lääketieteellisille (2MOPP, BF), teollisuus- ja ITE-standardeille sekä luokan A häiriönsieto- ja luokan B säteilyvaatimukset sähkömagneettisen yhteensopivuuden testausta varten. Kaikki nämä ominaisuudet tekevät tästä tuotteesta yhden alan helpoimmin integroitavista modulaarisista virtalähteistä.
RECOM-yrityksen esittely
RECOM Group on Saksasta kotoisin oleva tehomoduulien valmistaja, jonka pääkonttori on Gmundenissa, Itävallassa. Viimeisen lähes puolen vuosisadan aikana siitä on tullut innovatiivinen johtaja R &-amp;D- ja DC/DC-muuntimien, AC/DC-virtalähteiden, kytkentäsäätimien ja LED-ohjainten valmistuksessa. Tarjoaa maailmanlaajuinen jakelu- ja asiakastukiverkosto, ja tuotteet täyttävät korkeimmat kansainväliset standardit. Huhtikuussa 2019 RECOM osti italialaisen PCS-brändin. Tämän hankinnan myötä RECOM':n tuotevalikoima on laajentunut huomattavasti, ja se voi tarjota yhden luukun, joka sisältää AC/DC-, DC/DC-, AC/AC- ja DC/AC-invertterit. Ratkaisua, tehoalue alle 1 W:sta kymmeneen kW:iin, käytetään laajasti rautatie-, lääketieteellinen, sotilas- ja useimmilla teollisuuden aloilla. RECOMista on nyt tullut tunnettu brändi korkeasta laadusta, eheydestä, innovaatioista ja laadukkaasta asiakaspalvelusta.