Gestión de una fuente de alimentación con el protocolo PMBus
Las fuentes de alimentación solían diseñarse en un entorno analógico. Sin embargo, la llegada de las fuentes de alimentación CA-CC y CC-CC conmutadas con control digital las ha llevado al ámbito digital.
Este cambio arquitectónico dotaba de la oportunidad de incorporar un convertidor de analógico a digital con un microcontrolador para proporcionar capacidades de monitorización y control.
Propuesto inicialmente en 2003, PMBus, un protocolo de gestión de potencia digital, tiene sus orígenes en el estándar de administración de sistemas de TI SMBus.
En un principio, satisfacía las necesidades de arquitecturas de energía distribuida complejas, por ejemplo, secuenciando múltiples carriles de alimentación requeridos por dispositivos lógicos programables sofisticados, como FPGA y ASIC.
PMBus ha evolucionado con gran rapidez al ofrecer una función de control de supervisión para que el sistema host gestione circuitos y subsistemas separados.
PMBus utiliza una interfaz de comunicación serie similar a I2C, pero con la incorporación de una línea de interrupción SMBALERT, que permite que una fuente de alimentación esclava individual alerte al host, en lugar de depender del sondeo regular del propio dispositivo. Por favor, observe la Figura 2.
Al igual que sucede con I2C, el host PMBus envía paquetes a una fuente de alimentación esclava con dirección individual. Con el actual protocolo estándar V1.3, se pueden ejecutar hasta 256 comandos de control, configuración o monitorización diferentes.
No todas las fuentes de alimentación emplearán la lista completa, ya que algunas serán poco relevantes o la fuente de alimentación no admitirá esa función en particular. Por ejemplo, la serie Murata DSQ de convertidores CC-CC utiliza 74 de los 256 comandos.
Los parámetros de configuración, como recorte de tensión (voltage trim) y límites de sobretensión y sobrecarga, se almacenan en la memoria Flash, respaldando así que la unidad se configure automáticamente al iniciarse.
Con PMBus, por ejemplo, el procesador central de un escáner PET (tomografía por emisión de positrones) puede secuenciar subsistemas en el orden correcto y, cuando no están activos, habilitar un modo de espera (standby) de bajo consumo desactivando selectivamente la salida de cada fuente de alimentación.
De igual forma, los carriles de tensión de dispositivos informáticos potentes, como GPU y FPGA, utilizados para renderizar imágenes escaneadas, pueden controlarse para rendir con el voltaje óptimo para una tarea específica.
La incorporación de PMBus es igualmente útil a la hora de controlar el funcionamiento de equipos de monitorización compactos en una sala de hospital, ya que el microcontrolador host activa las funciones de medición en momentos prescritos y, después, pone esas funciones en un modo de ahorro de energía.
