ارتباطات دیجیتال و کاربرد منبع تغذیه های برنامه پذیر

مقدمه

منبع تغذیه ها همانند وسیله های الکتریکی دیگر در حال رشد توسعه هستند. در حالت کلی، برای مدیریت منبع تغذیه یعنی کنترل پارامتر ها و نظارت بر آن که از روش های مختلفی امکان پذیر است اما نهایتا به سه هدف یکسان میرسند.

اولین هدف تنظیم کردن ولتاژ خروجی است در منبع تغذیه های قدیمی با استفاده از یک پتانسیومتر و یا تغییر ولتاژ یک پین منبع تغذیه امکان پذیر بود.

دومین هدف نظارت بر منبع تغذیه است که یک روش رایج آن استفاده از LED میباشد که هم اکنون این قابلیت را روی بسیاری از منبع تغذیه ها قابل مشاهده است.

سومین هدف سیگنال POWER GOOD است که به کاربر یا کنترلر اعلام میکند که خروجی منبع تغذیه به مقدار مطلوب خود رسیده و آماده بهره برداری است.

آن چه در بالا برای کنترل و مانیتورینگ منبع تغذیه گفتیم در حال حاضر در بسیاری از حوزه ها کاربرد داشته و از آن استفاده میشود. اما نکته قابل توجه اینجاست که در دنیا مدرن و تکنولوژی امروزی خواهان اطلاعات و پردازش بیشتر منبع تغذیه هست.

بنابر تقاضای بازار و خواسته مشتریان، سری جدید محصولات مین ول MEAN WELL  از دو پروتکل دیجیتال CANBus یا PMBus پشتیبانی میکند که در ادامه به شرح هریک میپردازیم.

پروتکل PMBus

پروتکل PMBus (Power Management Bus) با استفاده از دو خط یعنی خط داده(SDA) و خط ساعت(SCL) قادر به تبادل ارتباطات هستیم. پس کلا به سه سیم نیاز داریم یعنی سیم های خط SDA و SCL و سیم زمین (GND). در این روش یک کنترلر قادر به ارتباط با چند منبع تغذیه است و از این طریق میتواند دستورات را ارسال و نظارت کاملی بر تمامی منبع تغذیه ها داشته باشد. مزیت این روش این است که حجم سیم کشی ها بسیار کاهش یافته و در نتیجه احتمال خطای مداری کمتر شود. همچنین سیستم ها بیشتر و بهتر قابل کنترل می شود و نصب و راه اندازی راحت تری داشته باشند. از PMBus در محیط های متفاوتی (برای مثال از محیط های اتوماسیون صنعتی گرفته تا در تجهیزات مخابراتی) میتوان بهره برد.

ویژگی های مثبت : یک پروتکل باز و رایگان است که باعث میشود طراحان سیستم به راحتی از PMBus در سیستم های خود استفاده کنند.

ویژگی های منفی : سیگنال های الکتریکی آن در مقابل نویز آسیب پذیر ترند؛ بنابراین پیشنهاد میکنیم که از آن برای مسافت های کم استفاده کنید.

شماتیک اتصالات ارتباط PMBus

رابط پروتکل : Protocol interface: SMBus 1.1；Version: PMBus 1.1； سرعت خط :  100KHz

پروتکل CANBus

پروتکل CANBus (Controller area network) سیگنال های متفاوتی با حالت قبل دارد. در این پروتکل از سیگنال هایی با نام های CANH و CANL استفاده میکنیم. این پروتکل نسبت به PMBus داری مزایای بیشتری است. برای مثال مقاومت بیشتر در مقابل نویز های الکتریکی، عیب یابی خودکار و کاربرد بیشتری نیز دارد. از آن در صنایع مختلفی مثل تولید و ساخت و سیستم های اتوماسیون بسیار استفاده میکنند.

ویژگی های مثبت : مصونیت بیشتر در مقابل نویز

ویژگی های منفی : بعضی از قسمت های پروتکل را مین ول MEAN WELL تعریف کرده و احتمالا میبایست در سیستم نهایی تغییرات ایجاد شود.

شماتیک اتصالات ارتباط CANBus

لایه فیزیکی : 11898 ؛ لایه Data Link : CAN2.0B

لایه Application : تعریف شده توسط مین ول ؛ Baud rates: 250Kbps

در ادامه چند مثال عملیاتی آوردیم و هر یک رو توضیح میدهیم:

کاربرد: وسیله نقلیه هدایت شونده اتوماتیک

مدل : RPB-1600-48 – PMBus داخلی

پروتکل ارتباطی : PMBus

با استفاده از دو شارژر RPB-1600-48 موازی، باتری های دستگاه های هدایت شونده خودکار انبار تدارکات میبایست شارژ میکردیم. دستگاه ها در ایستگاه شارژ، اتوماتیک به پورت ایستگاه شارژ متصل میشد. سپس از پروتکل PMBus شارژر را روشن می کرد تا باتری های داخل دستگاه شارژ بشوند. مطابق شکل زیر، شارژر ها جریان مناسب شارژ شدن را با استفاده از اطلاعات دریافت شده از درگاه ارتباطی PMBus تنظیم میکردند تا پک های باتری دستگاه بدرستی و کاملا شارژ بشوند.

دستگاه هدایت شونده خودکار

کاربرد : سنکروترون تابشی مرکز تحقیقات ملی تایوان

مدل : DRP-3200-48CAN ، CANBus آپشن

پروتکل ارتباطی : CANBus

در این پروژه از چند منبع تغذیه برای تولید توان بسیار زیاد 96 کیلو ولتی استفاده کردیم. توان خروجی به خوشه های تقویت کننده فرکانسی حالت جامد (solid-state Radio Frequency Power Amplifier clusters) هدایت میشد. با استفاده از این توان، الکترون ها بر انگیخته میشدند و با سرعتی نزدیک به سرعت نور شروع به چرخش میکردند. ولتاژ خروجی سیستم تغذیه، بین 42 تا 54 ولت DC برای هر نقطه مورد نظر و توان RF مورد نیاز میبایست تامین میشد تا به بهترین نتیجه برسیم.

DRP-3200-48CAN از پروتکل CANBus پشتیبانی میکند و میتوان 30 عدد از آن را باهم موازی کرد. علاوه بر این، با استفاده از این پروتکل میتوانیم ولتاژ خروجی را روی یک مقدار دقیق تنظیم نماییم. نکته بسیار مهم در این پروژه اینجا بود که همگی منبع تغذیه ها به یکباره روشن نمیشدند و باهم به صورت موازی قرار نمیگرفتند. برای همگام سازی و کنترل این منبع تغذیه ها، تنها راه حل، استفاده از پروتکل های ارتباطی است. و چالش دیگر این بود که دقت توان خروجی باید محدود به 1+/-  درصد میشد. برای انجام این پروژه، با طراحی تمام دیجیتال و پروتکل ارتباطی توانستیم منبع تغذیه ها را از طریق اترنت کنترل و مانیتورینگ کنیم.

منبع تغذیه های موازی 39 کیلو وات

منبع تغذیه های برنامه پذیر مین ول در کنار پروتکل ارتباطی، نه تنها پیچیدگی کنترل و نظارت را کمتر کرده بلکه آن را آسانتر نیز نموده است. این سری منبع تغذیه ها برای کار در محیط ها و شرایط مختلف مناسب هستند. برای مثال RSP-1600/200 و DPU-3200 برای استفاده های عام، RCP-1600/2000 و DRP-3200 برای استفاده در تابلو و کابینت، UHP-1500/2500 و PHP-3500/3500-HW برای مورد هایی که بدون فن باشند و توسط آب خنک شوند مناسب هستند.

اگر هرگونه سوالی داشتین ابتدا به صفحه سوالات متداول رجوع کنید، اگر نتوانستید جواب سوال خود را پیدا کنید از طریق صفحه ارتباط با ما در ارتباط باشید.