文: 顾晓东博士/研发部 

1. 数字电源


(1) 数字电源的优势
传统电源供应器是以模拟控制为主，其优点是低成本、电路简单与反应快。然而，模拟源也有不少缺点，譬如应用限制、仅能提供特定功能、难以藉由简单接口来整合复杂的电源系统及控制回路补偿不易调整等。数字电源具有可程序化电源管理接口，可藉由软件来设定不同的操作模式与控制参数，以满足来自于不同应用的需求。下表1为数字电源与模拟电源的比较，藉此可以了解数字电源的优点。
表1: 数字电源与模拟电源之比较

	数字电源	模拟电源
效率	高	低
功率密度	高	低
产品尺寸	小	大
零件数	少	多
可靠度	优良	一般
人机界面	有	无
控制/监控	容易	困难

 
(2) DRP/DBR-3200系列数字电源

1. 系列机种为1U高的薄型设计、功率密度高达37W/立方英吋、内建PMBus与CANBus (选购)协议及可并联使用的高效率电源。DRP/DBR-3200系列机种更提供最大的设计弹性，多项内建功能，包括三阶段可调变充电曲线(DBR-3200)、可程序化输出(PV & PC)、主动式均流设计、可远程开/关电源控制、辅助输出与热插入功能等。如图1所示为单机电源模块; 图2所示为机架系统电源。表2为系列机型说明表。

表2: 系列机型说明

机型名称	说明	备注
DRP-3200	Rack power	一机箱装四台。
DBR-3200	Rack charger	一机箱装四台。
DHP-12K1UT DHB-12K1UT	机箱+四台DRP-3200 机箱+四台DBR-3200	机架可并联10箱。总功率可达128kW。

 

图1. DRP-3200电源模块	图2. DHP-1U机架系统

 
2. 系统电源

   (1) CMU控制器
          为全数字控制/监控器，具有电源管理人机接口，可透过有线或无线网络进行远程监控并能快速读取系统电源数据数据。其主要功能与特性有1U薄型化、19”支架安装、可程序数字控制与系统监测、具有USB, RS-232, Ethernet界面可现场外接 PC/NB与纪录发生报警/异常事件的日期与时间等。如图3所示为RKP-CMU1控制器单机版; 图4所示为19吋1U薄型化RKP-CMU1机架系统。

                                                                         

图3.  RKP-CMU1控制器单机版	图4.  19吋1U薄型化RKP-CMU1机架系统

 
 

  (2)系统电源架构

对于大功率的应用，系统电源是最佳的选择，其整合电源控制、监控与统一管理，大幅提升管理效率，且能源效率高，减少安装架设、布线与维护的复杂度，大幅减少营运成本。
系统电源包含以下软硬件组件：

1. 硬件包括有电源模块、19吋电源机架、RKP-CMU1机架系统与19吋机柜。如图5所示。
2. 软件(RKP-CMU1控制器)包括有电源管理人机接口、通讯接口(I²C, RS-485, RS-232)、通讯协议(CAN Bus, Modbus, PMBus)、网络环境(LAN, WAN, CAN)等。

 
                                                           图5  系统电源架构示意图   


为了满足不同产业领域对于电源控制、监控的需求，本公司正在开发新一代控制器CMU2，如图6所示，其兼具更多功能，譬如触控屏幕优化人机接口、多样化的数据呈现格式(图表分析;报表分析等)、网络应用技术(Web; TCP/IP; 云端)以及增加IoT接口功能可扩充性，可进行多种类电源产品之整合与控制。图7所示为搭配新一代控制器RKP-CMU2的电源系统架构示意图。
 

图6  CMU2 (机架版)	图7  CMU2搭配系统电源架构示意图

 

3. 系统电源应用

UV固化、雷射加工、UV污水处理、电动车充电站与烧机老化系统等。如图8所示为系统电源应用于植物工厂之示意图，其整合了电源管理与控制/监控、计量仪表监控、传感器控制/监控、远程控制/监控、云端数据等，并结合行动装置实时控制/监控应用程序(Apps)。




                                                           
                                                                图8  系统电源应用示意图 - 植物工厂