PMBus/CANBus 通訊協定於智能電源應用說明

簡介
隨著科技發達，數位智能與自動化控制的設計應用越來越廣泛，傳統類比式控制與監控介面可能就無法滿足需要同時快速掌握電源資訊並設計由產品自動進行狀況處理的使用者。
明緯的可編程電源供應器提供兩種不同的通訊界面 PMBus 以及 CANBus，以滿足客戶相關需求。
PMBus (電源管理匯流排之縮寫)使用雙向通訊：串行資料線(SDA)及串行時鐘線(SCL)，每一台電源供應器(slave)只需要3條訊號線(含一條 GND 線)連接至 BUS 端，即可透過控制器(master)達到控制及監控讀取電源供應器資訊之需求。這樣不僅可以大幅縮減控制及訊號線的使用量，相對的減少了許多線路上的接點，降低線路不良的發生機率，同時也增加了控制的便利性。PMBus 應用的領域相當廣泛，在工業自動化應用設備及通訊應用設備中對電源狀態的監控需求是最常見的。

圖 1 是明緯使用的 PMBus 版本與速率資訊，其優缺點如下。
優點 : 公定協定、設計者好導入。
缺點 : 抗雜訊干擾能力較弱，適合短距離通訊。

CANBus (控制器區域網路)使用雙線差動(CANH 及 CANL)傳輸技術，原先是開發來取代複雜的汽車內部配線。但因它具備高度的抗電氣雜訊干擾及自我除錯能力，也漸漸廣泛的被使用於工業及自動化系統中 ，包含電源產業等。
圖 2 是明緯使用的 CANBus 版本與速率資訊，其優缺點如下。
優點 : 雜訊干擾耐受度高、較為強健。
缺點 : 協定為明緯自訂，部分指令功能可能需為專案調整。

以下列舉兩個實際案例，分別使用了PMBus與CANBus的通訊界面。
應用 : 無人搬運車
機型 : RPB-1600-48 (內建PMBus通訊)
通訊介面 : PMBus
此應用使用兩台RPB-1600-48並聯安裝於物流倉庫無人搬運車充電站。當搬運車回到充電站時，系統會評判連接埠的接續狀況後，以PMBus開啟充電器對電池充電。系統也會透過PMBus選取合適之充電電流對搬運車的6個電池組充電並透過通訊回傳充電訊息及電源狀態。圖3為無人搬運車示意圖。

圖 3 無人搬運車示意圖
應用 : 國家同步輻射研究中心
機型 : DRP-3200-48CAN (選配CANBus通訊)
通訊介面 : CANBus

此案需求多套 96kW 之高功率電源系統，使用電源系統輸出的電力驅動全固態射頻功率放大器(Radio Frequency Power Amplifier)。為配合應用最佳的用電效率，電源系統輸出電壓須能涵蓋42Vdc ~54Vdc調變範圍。DRP-3200-48CAN 支援 CANBus 通訊，支援單套系統 30 台同時上線功能並透過通訊指令達成精準調壓的要求。再者，多套電源系統間並非以並聯方式連接，且進行實驗時需要同步調整每套電源系統的匯流排電壓，欲達成同步和遠端控制，勢必要透過外部控制器與通訊協定方能達成，同時使用控制器調變之後的輸出電壓，精準度須滿足正負1%的精密要求。在此前提下，全數位化的智能電源設計加上強健抗雜訊的 CANBus 協定，讓聯網方式遠端監控電源系統變成可能。圖 4 是 96kW 高功率電源系統的實際配置圖。

總之，明緯智能電源為控制、監控和配置電源所需的應用提供 PMBus 或 CANBus 通訊協定。下表提供了兩種協定之間的詳細比較﹔

• 明緯智能產品與介面有哪些?

• 明緯具備 CAN bus 協定通訊之機型，最長有效通訊距離為何?

• CANBUS/PMBUS 通訊界面線材(含長度)建議?

• PMBus與CANBus產品通訊異常，請問可以如何改善?

• 如何提升CAN bus 的信賴度?

因為為差動訊號，增加終端電阻於匯流排的兩側最終端可以降低訊號反射，進而提升 CAN bus 的信賴度。合適的電阻為120 ohms +/- 10 ohms及最小功率 220mw。

• 為何使用CANbus通訊時，輸出電流無法調成 0A?

當使用CANbus時，該參數其實是調整輸出電流的上限保護點，並非調整輸出額定電流值。更可以把此參數當成明緯其他工控產品所具有的PC功能來理解。