PMBus wurde 2005 von einer Gruppe von Energie- und Halbleiterunternehmen ins Leben gerufen und entwickelt, um die Herausforderungen zu bewältigen, mit denen diese Unternehmen bei der effektiven Kommunikation mit ihren Stromversorgungssystemen konfrontiert waren. Diese Zusammenarbeit führte zu einem Standard, der es Systementwicklern ermöglicht, Netzteile für bestimmte Aufgaben zu konfigurieren und im Feldeinsatz den Status von Stromversorgungssystemen von Ferne zu überwachen. Bei sich ankündigenden oder bereits eingetretenen Störungen kann das Serviceteam auf den Weg gebracht und abhängig von der Fehlermeldung auch gleich die voraussichtlich benötigten Ersatzteile mitbringen. Anlasslose Wartungseinsätze können reduziert werden und die laufende Überwachung kritischer Parameter kann die Lebensdauer der Anlage verlängern.

PMBus, I²C, SMBus und CANBus sind allesamt Kommunikationsprotokolle, die für die Energieverwaltung anwendbar sind, sich jedoch in ihren spezifischen Verwendungszwecken unterscheiden. Der PMBus ist ein Open-Standard-Power-Management-Bus, der das I²C-Bus-Protokoll erweitert und speziell auf Power-Management-Anwendungen zugeschnitten ist. SMBus (System Management Bus) ist eine Teilmenge von I²C, während der von Bosch in den 1980er Jahren entwickelte CANBus (Controller Area Network Bus) einen anderen Zweck erfüllt.

I²C ist ein universelles serielles Protokoll mit niedrigen Kosten und überschaubarer Zuverlässigkeit. SMBus, abgeleitet von I²C, enthält zusätzliche Funktionen wie einen erweiterten Adressraum und CRC-Prüfsummen. PMBus ist ein Standard, der speziell für Power-Management-Anwendungen entwickelt wurde und eine besonders hohe Zuverlässigkeit aufweist. CANBus hingegen ist für die Kommunikation über große Entfernungen bei gleichzeitig hoher Zuverlässigkeit vorgesehen und wird vorzugsweise in Automobilumgebungen eingesetzt. Im Gegensatz dazu sind die anderen Protokolle besser für die Kommunikation über kurze Entfernungen wie z.B. auf einem Motherboard geeignet (siehe Abb.1).

Architektur und Befehlsstruktur von PMBus

1. Grundlegende Paketstruktur:

PMBus-Befehle sind in mehrere Komponenten unterteilt: Startbedingung, Adresse, Befehlscode, Daten, Verifizierung und Stoppbedingung. Diese detaillierte Struktur unterstützt komplexe Interaktionen und Steuerung (siehe Abb. 2).

1. Adressraum:

PMBus kann bis zu 100 verschiedene Geräte ansprechen und bietet eine erhebliche Skalierbarkeit. Er unterstützt mehrere Energieverwaltungsgeräte auf demselben Bus, wobei über 100 Standardbefehlscodes für verschiedene Überwachungs- und Steuerungsfunktionen verfügbar sind (siehe Abb. 3).

PMBus stellt ein leistungsstarkes Werkzeug für moderne Energieverwaltungsanforderungen dar. Sein umfassendes Framework, sein reichhaltiger Funktionsumfang und seine Anpassungsfähigkeit machen es zu einer idealen Lösung für eine Vielzahl von Bereichen und Anwendungen. Durch die Förderung eines intelligenteren und effizienteren Energiemanagements ist PMBus ein herausragender Standard, der den sich ständig weiterentwickelnden Anforderungen der heutigen technologischen Landschaft gerecht wird. Es bietet einen umfassenden Satz von Befehlen und Anweisungen, mit denen verschiedene Parameter von Netzteilen verwaltet werden können. Um den zukünftigen Anforderungen der digitalen Kommunikation gerecht zu werden, wurde die CFM500S Produktreihe um die optionale PMBus-Funktionalität erweitert. Die Belegung der Kommunikationsschnittstelle zeigt Abb. 4.

Der Anschlussplan der PMBus-Anwendung ist in Abb. 5 dargestellt. PMBus arbeitet mit bidirektionaler Kommunikation über die serielle Datenleitung (SDA) und die serielle Taktleitung (SCL). Dadurch benötigt jedes Netzteil nur zwei Signalleitungen, um an die BUS-Klemme angeschlossen zu werden, und erfüllt damit die Anforderungen an Steuerung und Überwachung, einschließlich des Auslesens von Stromversorgungsinformationen. Der CFM500S-PM kann Fernüberwachungsdaten wie Ausgangsspannung, Ausgangsstrom, Eingangsspannung und Produkttemperatur sowie eine Fernsteuerung über das Ein- und Ausschalten bereitstellen. Diese Funktionen erlauben die laufende Zustandsdiagnose und lassen ggfs. Rückschlüsse auf sich anbahnende Funktionsausfälle zu, auf die präventiv reagiert werden kann.

Seit ihrer Markteinführung hat die CFM500S-Serie sehr positive Bewertungen von zahlreichen Kunden erhalten. Es wurden laufend Optimierungen und Produkterweiterungen wie z.B. die Parallelschaltfunktion hinzugefügt, um den Wettbewerbsvorteil der CFM500S-Serie weiter zu stärken. Nun hat der Hersteller einen weiteren Schritt nach vorne gemacht und diese Baureihe um die PMBus-Funktion erweitert, die verschiedene Kommunikationsanforderungen zwischen Systemen und Stromversorgungen unterstützt. Damit erweitert sich das Feld der möglichen Anwendungen um interessante Branchen wie Telekommunikationsgeräte, IPC, industrielle Automatisierung, Test- und Messgeräte, Energiemanagementsysteme, Fernwartungssysteme und viele industrielle Nischenanwendungen. Alle Daten zu diesem Produkt-Upgrade sind den aktuellen Datenblättern und Application Notes zu entnehmen oder direkt von den Experten der FORTEC Power zu bekommen.