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什么是 PMBus®？它的用途是什么？
发布时间：
2024-04-03
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背景介绍
PMBus® 是一种用于电源数字化管理的电源管理总线，不要与电源中使用的数字控制技术混淆。自 2005 年以来，该规范提供了一种成本低廉、灵活易用的标准化通信方法，可用于与 AC-DC 电源和 DC-DC 转换器进行通信。该总线基于 I2C 协议，是系统管理总线 (SMBus) 的变体。PMBus 组织的成员目前约有 50 家公司，欲了解更多信息，请访问其网站 https://pmbus.org/。自 2010 年以来，TDK-Lambda 一直是该规范“采纳者”中的一员。
为什么制定该规范？
数据中心行业需要一种通用的方法来实现电源设备之间的通信。大量的电力消耗使得提升效率成为重中之重。ASIC 公司之前一直在开发高效、快速的产品，这些产品需要能够调节电压的多个电压轨。系统设计人员转向了分布式电源架构（图 1）和非隔离负载点 (PoL) DC-DC 转换器，利用其处理快速的 di/dt 变化。
图 1：分布式电源架构
为了降低功耗，需要采用自适应或动态电压调节，以便根据每个处理器的负载调节 PoL 或 AC 前端的输出电压。PMBus 可在系统内提供通信功能来实现此目的。
此外，PMBus 还可用于根据整体系统需求控制“前端”热插拔 AC-DC 电源。例如，如果系统负载为 7500W，则可以配置四个支持均流模式的 2500W 电源来提供 3+1 冗余。正常运行时每个电源的输出为 1875W（75%负载，效率为 92.7%）。如果其中一个电源发生故障，另外三个电源会自动将各自的输出增加到 2500W，直到故障电源被更换为止（图 2）。
图 2：安装在 19 英寸安装架内的 TDK-Lambda HFE 2500W 电源
在数据中心的非高峰使用期间，系统负载可能会降至 5000W，相当于每个电源的输出为 1250W（50%负载，效率为 92%）。由于轻载时电源效率会降低（图 3），可以禁用其中一个电源，以便让另外三个电源的输出达到 1666W（66.6%负载，效率为 92.7%）。这样，电源便能以峰值效率运行，从而降低功率损耗。两个电源仍然可以提供 5000W 输出，因此仍能保持冗余。如果发生故障，PMBus 会收到通知并激活被禁用的电源。即使考虑到空调用电的减少，这些增加的节电量可能看起来很少，但在 2014 年，数据中心的用电量约占美国用电总量的 2%。
图 3：电源效率与负载
使用 PMBus 还可带来其他优势，如数据收集、实时性能监控、协助测试和认证（输出电压调节）、故障分析和预防性维护。即使您的电源应用的功率达不到千瓦级，仅使用 PMBus 提供的数据也能带来额外的优势。
监控
一些电源具有表示“输出正常”的集电极开路信号。相反，PMBus 能够以数字方式提供输出电压、输出电流和温度。如果温度上升，则可能是通风口堵塞或风扇出现故障。
如果要手动调节电源输出电压或电流限值设定值，则可以使用 PMBus 以数字方式进行设置。
可以使用系统软件中的命令来禁止或启用电源输出电压，而不是使用继电器。
可以从 PMBus 中读取序列号和制造日期并以数字方式存储。
电源故障数据、风扇故障、AC 故障或输出故障信号可用于辅助远程故障排查，以方便进行维修或维护。
总而言之，使用 PMBus 接口可以为您提供额外的功能，并将故障排查信息轻松集成到您的系统中。许多客户会创建自己的图形用户界面 (GUI)，可以将其作为菜单项布置到其设备的监视器或显示屏上。这样一来，维护人员便可在拜访安装设备的工厂之前确定需要哪些零件来维修系统。
大多数电源公司都会对当地的技术支持人员进行培训，确保他们能够回答编程方面的各种问题。
我们是由中国电子为华实业发展公司（原隶属于中国电子信息产业集团公司）业务部于2001年改制而成，并延续了从1995年即开始的开关电源的市场推广和应用，是TDK-Lambda（东电化兰达）公司在中国地区的授权分销商。
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