为什么电源要有数据总线？

作者：Michael Schrutka， 理学硕士， RECOM AC/DC产品经理

电源制造商最近开始提供控制和监控电源的接口，本文将重点讨论这一原因以及电路设计师的前景。

让我们先思考一下需要电源短时间内提供高功率的应用，所需的平均功率明显较低，此类应用可能是 3D 打印机、激光切割或需要快速移动但大部分时间静止待命的机械手臂。这些设备的开发人员可能倾向于一个能够永久提供预期的最高功率峰值的电源（也就是最坏情况下的负载电流）。然而用这种方式确定规格得到的是一个非常昂贵的电源，效率方面也不会太好，而且在某种程度上可能导致危险操作。这是因为发生故障时，输送到负载的电流可能大到足以引发火灾。

因此答案很明显，较小的电源不但可以在设定的短时间内提供高功率峰值，又可以在发生连续故障时限制电流。电气负载的类型决定了在何种条件下需要什么功率。开发人员必须以消费者为导向，让他能够自由编程电源。讨论到这些要求时，数字接口通常比模拟控制更受欢迎，尤其是当监控功能也集成在电源单元的时候。哪个电流该在何时流动？是否可行还是负载有所异常？在电源安装适当的智能和数据总线可以非常简单且可靠地监控连接到电源单元的所有负载。许多现代电源内置的PMBus（电源管理总线）已可以胜任这些任务。

电源管理总线 （PMBus®） 是数字能源管理协议的开源标准：简单、稳健且可扩展。约有 40 个 PMBus 成员公司采用、推广和持续改善该标准。

PMBus 属性

PMBus 可以设置一个或多个电源的操作参数。例如，不需要某个电源时可以完全关闭该电源单元，或者弹性地调整输出电压和电流。可编程的风扇电源连接器让普通风扇变得智能：风扇活动和速度会根据输出功率要求自动调整，同时减少噪音并延长风扇的使用寿命。所有功能都可以通过标准 PMBus 实现，并且还有I2C协议的额外好处，因此几乎每个微控制器都可以与之连接。

监控功能跟 PM 控制的命令集同等重要。PMBus 提供实时状态数据，例如输入电流和输出电流、电压和功率、关键器件温度和详细的故障诊断。根据这些信息，甚至可以在过载或过热即将发生之前事先预测。 如果冷却不足而导致内部温度升高，电源不会单纯达到温度极限然后关闭，而是会在达到阈值之前发出警告。

PMBus除了简单的监测和控制，还可以直接连接到电源的微控制器来控制数字反馈回路。因此不仅是设置和监控操作参数，也能够修改瞬态响应、转换率和补偿矩阵。这让电源运作与应用的实际负载行为一致，达到「即时的」动态调整。简言之，标准电源在添加PMBus接口之后会成为一个定制的电源。

RACM1200-V 系列电源

图1：RACM1200-V 系列是无风扇冷却且免维护的医疗和工业电源

RECOM 的 RACM1200-V就是一个具备上述所有功能的电源。该系列为AC/DC 电源的紧凑性设立了新标准，实现了可靠的无风扇以支持系统长期运行。基板冷却的设计有助于热量传导，实现高达 1，000W 的持续输出功率，而短期输出功率可达 1，200W。如果将可选风扇连接到风扇输出，该电源即可提供 1，200W 的连续输出。多种输出电压、恒定电压/功率组合，以及打嗝模式的设置使该产品的应用范围极广，尤其是在支持应用的本质安全方面。各种模拟控制和监控功能可经由连接器操作，另外两个辅助输出是：一个 5V 至 12V 可编程的系统风扇输出，以及一个为辅助功能供电永远在线的 5V/1A 隔离备用输出。根据不同项目的需求，RACM1200-V 系列可以通过智能、控制和故障限制功能来制定故障安全设置。标准版本使用两条信号线和 LED 指示灯来显示内部状态：

图 2：摘自 RACM-1200V 规格书

除了模拟状态和控制引脚之外，PMBus 版本的 RACM1200-V/PMB 提供一个数字接口让客户可以直接调整电源设置。RECOM 也提供命令行界面工具为电源编程。该器件还可以根据客户要求使用指定的固件设置预先编程。

两种版本的峰值效率均高达 95%，待机模式符合生态设计的要求。RACM1200 系列获得医疗（2MOPP、BF）、工业和 ITE 标准的全球安全认证，以及符合电磁兼容测试的Class A 抗扰度和 Class B辐射要求。所有这些特性使该产品成为业内最容易集成的模块化电源之一。

RECOM 公司介绍

RECOM集团是一家源自德国，总部位于奥地利格蒙登的电源模块制造商。在过去近半个世纪中已成为DC / DC转换器、AC / DC电源，开关稳压器和LED驱动器在研发和制造领域的创新型领导者。 提供遍布全球的分销和客户支持网络，产品符合最高国际标准。2019年4月RECOM收购意大利品牌PCS公司，通过此次收购，RECOM的产品组合得到极大延伸，能够提供包括AC / DC，DC / DC，AC / AC，DC / AC逆变器的一站式解决方案，功率范围从1W以下到十kW不等，广泛应用于铁路、医疗、军事和大多数工业领域。RECOM现已成为高质量、诚信、创新和优质客户服务久负盛名的品牌。