eng
Выпуск #7/2021
Г. Ли
ПРИЛОЖЕНИЯ ДЛЯ ПРОГРАММИРУЕМЫХ ИСТОЧНИКОВ ПИТАНИЯ С ЦИФРОВЫМИ ПРОТОКОЛАМИ СВЯЗИ
ПРИЛОЖЕНИЯ ДЛЯ ПРОГРАММИРУЕМЫХ ИСТОЧНИКОВ ПИТАНИЯ С ЦИФРОВЫМИ ПРОТОКОЛАМИ СВЯЗИ
Просмотры: 1134
DOI: 10.22184/1992-4178.2021.208.7.152.154
В современных промышленных системах возрастает спрос на программируемые источники питания, оснащенные цифровыми протоколами связи. В статье рассмотрены особенности высокомощных конфигурируемых источников питания от Mean Well с поддержкой протоколов PMBus и CANBus.
В современных промышленных системах возрастает спрос на программируемые источники питания, оснащенные цифровыми протоколами связи. В статье рассмотрены особенности высокомощных конфигурируемых источников питания от Mean Well с поддержкой протоколов PMBus и CANBus.
Теги: digital communication protocols pmbus and canbus programmable power supply программируемый источник питания цифровые протоколы связи шины pmbus и canbus
Г. Ли
В современных промышленных системах возрастает спрос на программируемые источники питания, оснащенные цифровыми протоколами связи и позволяющие эффективно реализовать управление параметрами и мониторинг состояния оборудования.
Высокомощные конфигурируемые источники питания с поддержкой протоколов PMBus и CANBus от компании Mean Well обладают гибкими возможностями для решения широкого круга задач.
Источники питания разных поколений, также, например, как дисковые телефоны и смартфоны, традиционные топливные транспортные средства и электромобили, имеют очевидные различия между собой. В общем случае, управление электропитанием, в том числе контроль функций и мониторинг состояния, реализуется тремя способами.
Во-первых, с помощью регулировки выходного напряжения – функции, которая позволяет пользователю изменять выходное напряжение источника питания через внешний источник постоянного тока.
Во-вторых, с помощью отображения состояния источника питания – наиболее распространенного способа, при котором используют светодиодные индикаторы.
В-третьих, с помощью сигнала Power Good, который сообщает пользователю или контроллеру о корректном уровне выходного напряжения источника питания. Эти методы удовлетворяют требованиям большинства приложений, но не всегда. С развитием современных технологий автоматизации традиционные приемы не могут полностью решить задачи пользователей, поскольку им нужно обрабатывать большое количество информации об устройстве.
Источники питания компании Mean Well поддерживают коммуникационные протоколы PMBus и CANBus, чтобы соответствовать новым потребностям клиентов.
Шина управления питанием (Power Management Bus, PMBus) использует две двунаправленные линии: последовательную линию передачи данных (SDA) и последовательную тактовую линию (SCL). Это означает, что ей требуется только три сигнальных провода (включая GND), обеспечивающих связь между устройствами с помощью команд. Например, блок контроллера (ведущее устройство) может взаимодействовать по шине с блоками питания (ведомыми устройствами) для реализации управления и мониторинга системы, в которой используется несколько источников питания.
Этот метод значительно уменьшает количество управляющих и сигнальных проводов, что обеспечивает снижение частоты отказов схем, улучшение управляемости системы и упрощение монтажа. Шина PMBus уже внедрена в различных областях, таких как оборудование для промышленной автоматизации и телекоммуникационная аппаратура. На рис. 1. приведена информация о шине PMBus, которую использует Mean Well в своих устройствах.
Преимущество PMBus заключается в том, что это открытый протокол, который облегчает разработчикам реализацию интерфейса в конечной системе. Недостаток – низкая устойчивость к электрическим помехам, поэтому подходит только для связи на короткие расстояния.
Сеть контроллера (Controller area network, CANBus), в которой используется метод дифференциальной сигнализации (CANH и CANL), изначально была разработана для автомобильной промышленности в целях упрощения проводки. Обладая высокой устойчивостью к электрическим помехам и способностью к самодиагностике и исправлению ошибок в данных, CANBus становится все более популярной в различных отраслях промышленности, включая производство и системы автоматизации. На рис. 2 представлены данные о шине CANBus, используемой Mean Well.
Преимущество CANBus заключается в высокой устойчивости к помехам. Недостаток – протокол был частично разработан компанией Mean Well и при реализации в конечной системе может потребоваться ее модификация.
Рассмотрим два примера применения источников питания, оснащенных коммуникационными шинами PMBus и CANBus.
Первый пример – автоматически управляемое транспортное средство (AGV) (рис. 3). В данном приложении используются два параллельно включенных блока питания RPB‑1600-48 со встроенной шиной PMBus, установленных в зарядной станции автоматического управляемого транспортного средства на логистическом складе. Когда грузовая тележка возвращается к зарядной станции, система определяет состояние порта и с помощью шины PMBus включает зарядное устройство. Система также через PMBus выбирает соответствующий ток зарядки для шести аккумуляторных блоков тележки и отправляет обратно по каналу связи информацию о зарядке и статусе питания.
Второй пример – система питания в Национальном центре исследований синхротронного излучения Тайваня. В этой системе суммарной мощностью 96 кВт используется несколько комплектов высокомощных источников питания DRP‑3200-48CAN с опциональной шиной CANBus. Выходной сигнал этой системы питания управляет кластерами полупроводниковых радиочастотных усилителей мощности, показанных на рис. 4, которые генерируют высокочастотную энергию для ускорения движения электронов со скоростью, близкой к скорости света. Чтобы обеспечить согласование с радиочастотной мощностью, необходимой накопительному кольцу, выходное напряжение системы питания постоянного тока должно регулироваться в диапазоне от 42 до 54 В для каждой рабочей точки с определенным уровнем РЧ-мощности для достижения максимальной эффективности.
Блок питания DRP‑3200-48CAN оснащен цифровым протоколом связи CANBus. Возможно одновременное параллельное подключение до 30 блоков питания. Кроме того, с помощью цифровой связи можно обеспечить точную подстройку напряжения. Напряжения на шине каждого кластера системы питания независимы, их нужно синхронно настраивать во время тестирования. Для синхронизации и дистанционного управления необходимы внешние контроллеры и протокол связи. Другая проблема заключается в том, что после подстройки точность выходной мощности не должна быть менее ±1%. Блок питания с цифровой связью позволяет решить эту задачу с помощью удаленного управления и контроля системы через Ethernet.
Программируемые источники питания от Mean Well с коммуникационными возможностями не только облегчают задачу комплексного управления и мониторинга, их с успехом применяют и в других системах. Например, блоки питания RSP‑1600 / 2000 и DPU‑3200 предназначены для приложений общего назначения, RCP‑1600 / 2000 и DRP‑3200 – для установки в шкафы, UHP‑1500 / 2500, PHP‑3500 / 3500-HV – для безвентиляторных приложений и систем с водяным охлаждением. Все они подходят для приложений, требующих интеллектуального управления и мониторинга.
Чтобы получить дополнительную информацию о системах с умным управлением перейдите в раздел часто задаваемых вопросов на сайте компании Mean Well (https://www.meanwell.com/qa.aspx?c=14) или отсканируйте QR-код. Для получения более подробной информации обращайтесь в канал продаж или центр технического обслуживания Mean Well. Чтобы увидеть больше видеоматериалов и статей, перейдите в раздел технического обслуживания Mean Well Expo Technical Service Hall (https://expo.meanwell.com/exhibition_12.html). ●
В современных промышленных системах возрастает спрос на программируемые источники питания, оснащенные цифровыми протоколами связи и позволяющие эффективно реализовать управление параметрами и мониторинг состояния оборудования.
Высокомощные конфигурируемые источники питания с поддержкой протоколов PMBus и CANBus от компании Mean Well обладают гибкими возможностями для решения широкого круга задач.
Источники питания разных поколений, также, например, как дисковые телефоны и смартфоны, традиционные топливные транспортные средства и электромобили, имеют очевидные различия между собой. В общем случае, управление электропитанием, в том числе контроль функций и мониторинг состояния, реализуется тремя способами.
Во-первых, с помощью регулировки выходного напряжения – функции, которая позволяет пользователю изменять выходное напряжение источника питания через внешний источник постоянного тока.
Во-вторых, с помощью отображения состояния источника питания – наиболее распространенного способа, при котором используют светодиодные индикаторы.
В-третьих, с помощью сигнала Power Good, который сообщает пользователю или контроллеру о корректном уровне выходного напряжения источника питания. Эти методы удовлетворяют требованиям большинства приложений, но не всегда. С развитием современных технологий автоматизации традиционные приемы не могут полностью решить задачи пользователей, поскольку им нужно обрабатывать большое количество информации об устройстве.
Источники питания компании Mean Well поддерживают коммуникационные протоколы PMBus и CANBus, чтобы соответствовать новым потребностям клиентов.
Шина управления питанием (Power Management Bus, PMBus) использует две двунаправленные линии: последовательную линию передачи данных (SDA) и последовательную тактовую линию (SCL). Это означает, что ей требуется только три сигнальных провода (включая GND), обеспечивающих связь между устройствами с помощью команд. Например, блок контроллера (ведущее устройство) может взаимодействовать по шине с блоками питания (ведомыми устройствами) для реализации управления и мониторинга системы, в которой используется несколько источников питания.
Этот метод значительно уменьшает количество управляющих и сигнальных проводов, что обеспечивает снижение частоты отказов схем, улучшение управляемости системы и упрощение монтажа. Шина PMBus уже внедрена в различных областях, таких как оборудование для промышленной автоматизации и телекоммуникационная аппаратура. На рис. 1. приведена информация о шине PMBus, которую использует Mean Well в своих устройствах.
Преимущество PMBus заключается в том, что это открытый протокол, который облегчает разработчикам реализацию интерфейса в конечной системе. Недостаток – низкая устойчивость к электрическим помехам, поэтому подходит только для связи на короткие расстояния.
Сеть контроллера (Controller area network, CANBus), в которой используется метод дифференциальной сигнализации (CANH и CANL), изначально была разработана для автомобильной промышленности в целях упрощения проводки. Обладая высокой устойчивостью к электрическим помехам и способностью к самодиагностике и исправлению ошибок в данных, CANBus становится все более популярной в различных отраслях промышленности, включая производство и системы автоматизации. На рис. 2 представлены данные о шине CANBus, используемой Mean Well.
Преимущество CANBus заключается в высокой устойчивости к помехам. Недостаток – протокол был частично разработан компанией Mean Well и при реализации в конечной системе может потребоваться ее модификация.
Рассмотрим два примера применения источников питания, оснащенных коммуникационными шинами PMBus и CANBus.
Первый пример – автоматически управляемое транспортное средство (AGV) (рис. 3). В данном приложении используются два параллельно включенных блока питания RPB‑1600-48 со встроенной шиной PMBus, установленных в зарядной станции автоматического управляемого транспортного средства на логистическом складе. Когда грузовая тележка возвращается к зарядной станции, система определяет состояние порта и с помощью шины PMBus включает зарядное устройство. Система также через PMBus выбирает соответствующий ток зарядки для шести аккумуляторных блоков тележки и отправляет обратно по каналу связи информацию о зарядке и статусе питания.
Второй пример – система питания в Национальном центре исследований синхротронного излучения Тайваня. В этой системе суммарной мощностью 96 кВт используется несколько комплектов высокомощных источников питания DRP‑3200-48CAN с опциональной шиной CANBus. Выходной сигнал этой системы питания управляет кластерами полупроводниковых радиочастотных усилителей мощности, показанных на рис. 4, которые генерируют высокочастотную энергию для ускорения движения электронов со скоростью, близкой к скорости света. Чтобы обеспечить согласование с радиочастотной мощностью, необходимой накопительному кольцу, выходное напряжение системы питания постоянного тока должно регулироваться в диапазоне от 42 до 54 В для каждой рабочей точки с определенным уровнем РЧ-мощности для достижения максимальной эффективности.
Блок питания DRP‑3200-48CAN оснащен цифровым протоколом связи CANBus. Возможно одновременное параллельное подключение до 30 блоков питания. Кроме того, с помощью цифровой связи можно обеспечить точную подстройку напряжения. Напряжения на шине каждого кластера системы питания независимы, их нужно синхронно настраивать во время тестирования. Для синхронизации и дистанционного управления необходимы внешние контроллеры и протокол связи. Другая проблема заключается в том, что после подстройки точность выходной мощности не должна быть менее ±1%. Блок питания с цифровой связью позволяет решить эту задачу с помощью удаленного управления и контроля системы через Ethernet.
Программируемые источники питания от Mean Well с коммуникационными возможностями не только облегчают задачу комплексного управления и мониторинга, их с успехом применяют и в других системах. Например, блоки питания RSP‑1600 / 2000 и DPU‑3200 предназначены для приложений общего назначения, RCP‑1600 / 2000 и DRP‑3200 – для установки в шкафы, UHP‑1500 / 2500, PHP‑3500 / 3500-HV – для безвентиляторных приложений и систем с водяным охлаждением. Все они подходят для приложений, требующих интеллектуального управления и мониторинга.
Чтобы получить дополнительную информацию о системах с умным управлением перейдите в раздел часто задаваемых вопросов на сайте компании Mean Well (https://www.meanwell.com/qa.aspx?c=14) или отсканируйте QR-код. Для получения более подробной информации обращайтесь в канал продаж или центр технического обслуживания Mean Well. Чтобы увидеть больше видеоматериалов и статей, перейдите в раздел технического обслуживания Mean Well Expo Technical Service Hall (https://expo.meanwell.com/exhibition_12.html). ●
Отзывы читателей
