Wozu dient ein Netzteil mit Datenbus?

AC/DC-Stromversorgung mit PMBus-Schnittstelle für medizinische und industrielle Anwendungen

Bild 1: RACM1200-V Serie von RECOM ist eine wartungsfreie und modulare Stromversorgung mit lüfterloser Kühlung und PMBus-Schnittstelle

AC/DC-Stromversorgungen für Anwendungen, bei denen die Spitzenlast nur für begrenzte Zeiträume über der Last im Regelbetrieb liegen, müssen richtig ausgewählt und dimensioniert werden. Besonders gut eignen sich modulare Netzteile mit einer Schnittstelle für Steuerungs- und Überwachungsfunktionen.

Das Problem

Bei einigen industriellen und medizinischen Anwendungen werden nur kurzzeitig hohe Leistungen benötigt, während die Leistung im Regelbetrieb deutlich geringer ist. Dazu gehören 3D-Drucker, Laserschneider oder auch ein Roboterarm, der sich nur kurzzeitig schnell bewegt und danach in seiner Position bleibt. Der Einsatz eines Netzgeräts, das dauerhaft die höchste vorkommende Leistungsspitze abdeckt („worst case load current“) ist unverhältnismäßig teuer, bezüglich dem Wirkungsgrad nicht optimiert und sogar gefährlich: Denn die im Fehlerfall gelieferte Leistung im Verbraucher wäre so groß, dass Brandgefahr besteht.

Die Lösung

Die Lösung sind Stromversorgungen, die auf die Durchschnittsleistung der Anwendung dimensioniert sind und gleichzeitig temporäre Spitzenlasten abdecken sowie den Strom im Fehlerfall begrenzen. Besitzt das Netzteil zudem eine digitale Schnittstelle, lässt es sich frei programmieren und an die Last des Verbrauchers anpassen, zugleich bietet es durch die Überwachung der Ausgangsparameter wie Spannung und Strom die einfache und sichere Überwachung des an das Netzteil angeschlossenen Verbrauchers. Für diese Aufgaben hat sich der PMBus (Power Management Bus) etabliert, der in vielen modernen Netzteilen, wie der RACM1200-V-Serie von RECOM, eingebaut ist.

Vorteile des PMBus:

• An die Anwendung anpassbar: Durch die einstellbaren Betriebsparameter eines oder mehrerer Netzteile können Ausgangsspannung und Ausgangsstrom dynamisch angepasst werden.

• Intelligent dank programmierbarer Lüfter-Stromversorgung: Aktivität und Drehzahl von Lüftern werden automatisch an die Ausgangsleistung angepasst, um akustische Geräusche auf ein Minimum zu reduzieren oder die Lüfter-Langlebigkeit zu garantieren.

• Vorhersage drohender Überlast- oder Übertemperaturbedingungen: Die Überwachungsfunktionen liefern Echtzeit-Statusdaten wie aktuelle Eingangs- und Ausgangsströme, -spannungen und Leistung, die Temperatur kritischer Komponenten und detaillierte Fehlerdiagnosen.

• Betrieb des Netzteils kann an das Lastmuster der Anwendung oder dynamisch „on-the-fly“ angepasst werden: Verbunden mit internem Mikrocontroller im Netzteil können Einschwingverhalten, Anstiegsgeschwindigkeiten und die Kompensationsmatrizen modifiziert werden.

Eigenschaften der RACM1200-V Serie

Ein spezielles Design mit Bodenplattenkühlung unterstützt die Wärmeübertragung und ermöglicht eine kontinuierliche Ausgangsleistung von bis zu 1000 Watt. Spitzenlasten von maximal 1200 Watt sind bis zu 10 Sekunden lang im Boost-Modus verfügbar – sowie bei ausreichendem Luftstrom durch das Gerät auch für längere Zeit. Ein breiter Einstellbereich der Ausgangsspannung und eine Kombination aus Konstantstrombegrenzung und Hiccup-Modus-Einstellungen machen das Produkt vielseitig einsetzbar. Die verschiedenen analogen Steuer- und Überwachungsfunktionen sind über einen Stecker zugänglich.

• Programmierbarer 5V- bis 12V-Systemlüfterausgang

• Großer Betriebstemperaturbereich von -40°C bis +80°C
Beschränkung auf inhärent ausfallsichere Einstellung möglich durch intelligente, kontrollierte und fehlerbegrenzende Funktionen in projektabhängigem Firmware-setting.

In der Standardausführung ist der interne Status durch zwei Signalleitungen und die Indikator-LED auszulesen (siehe Bild 2):

Bild 2: Auszug aus dem RACM1200-V Datenblatt: Bedeutung der unterschiedlichen Farben der Indikator-LED

Die PMBus-Version RACM1200-V/PMB bietet zusätzlich zu analogen Status und Steuerpins eine digitale Schnittstelle, über die Kunden direkte Anpassungen am Netzgerät vornehmen können. RECOM bietet dazu auch ein CLI (Command Line Interface) zur Programmierung der Schnittstelle. Auf Anfrage wird das Gerät kundenspezifisch mit einer gewünschten Firmware-Einstellung vorprogrammiert.

Beide Versionen erreichen einen Spitzenwirkungsgrad bis zu 95% und erfüllen im Standby-Modus Ökodesign-Anforderungen. Die RACM1200 Serie verfügt über weltweite Sicherheitszulassungen für medizinische (2MOPP, BF), industrielle und ITE-Standards sowie über Prüfungen der elektromagnetischen Verträglichkeit gemäß Klasse A Immunität und Klasse B Emissionen.

Bei Schukat

Die AC/DC-Wandler-Module der RACM1200 Serie ist ab sofort bei Schukat erhältlich.

Bei der Auswahl passender Stromversorgungsprodukte und bei kundenspezifischen Fragen rund um das Thema Netzteile berät Sie unser technisches Vertriebsteam.