文: 顧曉東博士/研發部 

1. 數位電源

(1) 數位電源的優勢
傳統電源供應器是以類比控制為主，其優點是低成本、電路簡單與反應快。然而，類比源也有不少缺點，譬如應用限制、僅能提供特定功能、難以藉由簡單介面來整合複雜的電源系統及控制迴路補償不易調整等。數位電源具有可程式化電源管理介面，可藉由軟體來設定不同的操作模式與控制參數，以滿足來自於不同應用的需求。下表1為數位電源與類比電源的比較，藉此可以了解數位電源的優點。
表1: 數位電源與類比電源之比較

	數位電源	類比電源
效率	高	低
功率密度	高	低
產品尺寸	小	大
零件數	少	多
可靠度	優良	一般
人機介面	有	無
控制/監控	容易	困難

 
(2) DRP/DBR-3200系列數位電源

1. 系列機種為1U高的薄型設計、功率密度高達37W/立方英吋、內建PMBus與CANBus (選購)協議及可並聯使用的高效率電源。DRP/DBR-3200系列機種更提供最大的設計彈性，多項內建功能，包括三階段可調變充電曲線(DBR-3200)、可程式化輸出(PV & PC)、主動式均流設計、可遠端開/關電源控制、輔助輸出與熱插拔功能等。如圖1所示為單機電源模組; 圖2所示為機架系統電源。表2為系列機型說明表。

表2: 系列機型說明

機型名稱	說明	備註
DRP-3200	Rack power	一機箱裝四台。
DBR-3200	Rack charger	一機箱裝四台。
DHP-12K1UT DHB-12K1UT	機箱+四台DRP-3200 機箱+四台DBR-3200	機架可並聯10箱。總功率可達128kW。

 

圖1. DRP-3200電源模組	圖2. DHP-1U機架系統

 
2. 系統電源

   (1) CMU控制器
          為全數位控制/監控器，具有電源管理人機介面，可透過有線或無線網路進行遠端監控並能快速讀取系統電源數據資料。其主要功能與特性有1U薄型化、19”支架安裝、可程式數位控制與系統監測、具有USB, RS-232, Ethernet介面可現場外接 PC/NB與紀錄發生報警/異常事件的日期與時間等。如圖3所示為RKP-CMU1控制器單機版; 圖4所示為19吋1U薄型化RKP-CMU1機架系統。

                                                                         

圖3.  RKP-CMU1控制器單機版	圖4.  19吋1U薄型化RKP-CMU1機架系統

 
 

  (2)系統電源架構

對於大功率的應用，系統電源是最佳的選擇，其整合電源控制、監控與統一管理，大幅提升管理效率，且能源效率高，減少安裝架設、佈線與維護的複雜度，大幅減少營運成本。
系統電源包含以下軟硬體組件：

1. 硬體包括有電源模組、19吋電源機架、RKP-CMU1機架系統與19吋機櫃。如圖5所示。
2. 軟體(RKP-CMU1控制器)包括有電源管理人機介面、通訊介面(I²C, RS-485, RS-232)、通訊協定(CAN Bus, Modbus, PMBus)、網路環境(LAN, WAN, CAN)等。

 
                                                           圖5  系統電源架構示意圖   


為了滿足不同產業領域對於電源控制、監控的需求，本公司正在開發新一代控制器CMU2，如圖6所示，其兼具更多功能，譬如觸控屏幕優化人機介面、多樣化的數據呈現格式(圖表分析;報表分析等)、網路應用技術(Web; TCP/IP; 雲端)以及增加IoT介面功能可擴充性，可進行多種類電源產品之整合與控制。圖7所示為搭配新一代控制器RKP-CMU2的電源系統架構示意圖。
 

圖6  CMU2 (機架版)	圖7  CMU2搭配系統電源架構示意圖

 

3. 系統電源應用

UV固化、雷射加工、UV汙水處理、電動車充電站與燒機老化系統等。如圖8所示為系統電源應用於植物工廠之示意圖，其整合了電源管理與控制/監控、計量儀表監控、感測器控制/監控、遠端控制/監控、雲端數據等，並結合行動裝置即時控制/監控應用程式(Apps)。




                                                           
                                                                圖8  系統電源應用示意圖 - 植物工廠