À quoi sert le CAN bus dans les alimentations ? [GUIDA 2023]

Dans les systèmes d'alimentation traditionnels, le contrôle des fonctions et la surveillance de l'état se réalisent à travers certaines modes communs.

La programmation de la tension de sortie se fait généralement en utilisant une source de courant continu externe.

La méthode la plus courante pour afficher l'état est par l'utilisation de indicateurs LED, des relais ou signal "Power Good""qui informent l'utilisateur ou le contrôleur que la tension de sortie de la source d'alimentation est prête.

Ces méthodes répondent aux besoins de la plupart des applications, mais pas de toutes.

Avec l'avancement de la technologie et de l'automatisation, le besoin de traiter plus d'informations sur les produits en même temps a maintenant augmenté.

Voici donc que les protocoles entrent en jeu. PMBus et Bus CAN; voyons les principales différences.

Protocole PMBus

Le bus de gestion de l'alimentation (PMBusCommunique par des commandes en utilisant deux lignes bidirectionnelles, Ligne de Données en Série (SDA) et Ligne d'Horloge Série (SCL), ce qui signifie qu'il ne nécessite que trois fils de signal (y compris un fil GND) connectés entre les appareils. Par exemple, pour obtenir le contrôle et la surveillance du système avec plusieurs alimentations, une unité de contrôle (maître) peut communiquer avec chaque alimentation (esclave) par le bus.

Cette méthode réduit considérablement le volume des câblages de contrôle et de signal, entraînant une incidence moindre des défaillances de circuit, une meilleure contrôlabilité du système et une installation simplifiée. Le PMBus a été utilisé dans divers domaines, y compris l'automatisation industrielle et les télécommunications.

Avantage: Comme le protocole est libre, les développeurs peuvent facilement intégrer PMBus dans leurs systèmes.

Désavantage: Faible immunité aux interférences électriques, ce qui le rend adapté uniquement à la communication à courte distance.

Schéma d'un PMBUs

Protocole CAN Bus

Le Réseau de Contrôle de Zone (CANBus), qui utilise la méthode de signalisation différentielle (CANH et CANL), a été initialement conçue pour l'industrie automobile pour remplacer les câblages complexes. CANBus devient de plus en plus populaire dans une variété d'industries, y compris les systèmes de production et d'automatisation, grâce à sa haute immunité aux interférences électriques et à sa capacité d'autodiagnostic et de réparation des erreurs de données.

Avantage: Excellente résistance aux interférences électriques.

Désavantage: Certains fabricants d'alimentations (y compris Mean Well) ne définissent qu'une partie du protocole pour lequel des modifications pourraient être nécessaires lors de la mise en œuvre dans le système final.

Schéma d'un bus CAN Centre National de Recherche sur le Rayonnement Synchrotron - CANBus

Exemple d'application CAN Bus

Voici un projet du National Synchrotron Radiation Research Center de Taiwan de 96 kW, où plusieurs ensembles de systèmes d'alimentation haute puissance sont utilisés. La sortie du système d'alimentation est utilisée pour alimenter des grappes d'amplificateurs de puissance radio à l'état solide, qui génèrent de l'énergie haute fréquence pour accélérer les électrons presque à la vitesse de la lumière. Pour correspondre à la puissance RF requise par l'anneau de stockage et obtenir la meilleure efficacité énergétique, la tension de sortie du système d'alimentation doit être réglable entre 42 V cc et 54 V cc dans la gamme de modulation pour chaque point de fonctionnement avec un niveau de puissance RF spécifique.

Les alimentations programmables avec fonction de communication ne sont pas seulement simplifient le contrôle et la surveillance complexe, mais ils sont tous adaptés pour des applications qui nécessitent un contrôle et surveillance intelligents.

Mean Well offre des modèles adaptés à diverses utilisations, y compris RSP-1600/RSP-2000 et DPU-3200 pour des applications générales, RCP-1600/RCP-2000 et DRP-3200 pour installations en rack UHP-1500/UHP-2500, PHP-3500/PHP-3500-HV pour des applications sans ventilateur ou refroidies à l'eau.

Approfondissement du bus CAN

Le système CAN-bus, connu comme Réseau de Contrôle de Zone, représente une norme série conçue pour établir des connexions entre diverses unités de contrôle électronique, comme les capteurs et les boîtes de contrôle. Cette norme, initialement conçue en Allemagne dans les années 80 par l'entreprise Robert Bosch GmbH, a trouvé sa première application dans l'industrie automobile.

La caractéristique distinctive du protocole CAN-bus est sa capacité à opérer dans des environnements notoirement hostiles, caractérisés par de fortes interférences électromagnétiques.

Actuellement, son utilisation s'est étendue à de nombreuses applications industrielles intégrées, où la nécessité d'assurer une résilience significative aux interférences reste une exigence fondamentale.

La communication basée sur le protocole CAN est réglementée par la norme ISO 11898-1 (2015) et se structure en un niveau d'échange de données (couche de liaison de données) qui, à son tour, est composé d'une couche "logique" appelée Contrôle de Liaison Logique (LLC) et une couche inférieure connue sous le nom de Contrôle d'Accès Média (MAC). De plus, il est possible d'ajouter des couches supplémentaires, comme les couches "physiques", selon les besoins et les décisions du concepteur de réseau.

Comment fonctionne un CAN bus?

Le terme "autobus"fait référence à une série de canaux de communication utilisés pour l'échange de données et d'informations entre les dispositifs et les composants au sein d'un système informatique ou électronique. Un bus fournit la possibilité de connecter différents dispositifs entre eux, en utilisant à la fois un mode de transmission parallèle (comme ISA, PCI, AGP...) et sériel (comme SATA, SPI, PCI Express, USB, PROFIBUS, CAN...).

Dans le contexte du réseau CAN bus, ils sont définis quatre types distincts de messages o cadre, chacun avec une capacité maximale de 94 bits et une priorité spécifique (Champ d'Arbitrage).

• Cadre de données: Ceux-ci constituent le type de message le plus courant et sont utilisés pour la transmission des données. Ils sont composés de divers champs, y compris le champ d'arbitrage, le champ d'accusé de réception, le champ de données et le champ CRC.
• Cadre d'erreur: Ce type de message est spécial et est envoyé lorsqu'un nœud détecte une erreur lors de la communication.
• Trame de surchargeCes cadres sont très similaires aux cadres d'erreur et sont transmis par un nœud lorsqu'il devient trop occupé. Cependant, avec l'évolution des contrôleurs CAN de plus en plus intelligents, ce type de cadre est utilisé moins fréquemment.
• Cadre à distance: Ce type de cadre est peu courant et est généralement utilisé pour demander des informations à un identifiant spécifique.

Quels sont les avantages du protocole can bus?

Ses principaux avantages et ses particularités sont :

• FiabilitéLa probabilité de perte de données lors de la transmission de messages est pratiquement nulle. Grâce aux différentes options de détection d'erreurs, la norme CAN-bus s'avère particulièrement adaptée aux applications nécessitant un haut niveau de sécurité et de robustesse.
• ÉconomieLa réduction du poids, du câblage et des coûts de production représente l'objectif principal à l'origine de la création de la norme CAN-bus dans l'industrie automobile. Cela simplifie non seulement l'installation mais aussi la maintenance.
• SouplesseLe protocole CAN-bus repose sur la communication par messages plutôt que sur les spécificités des dispositifs sur le réseau. Cet aspect permet d'ajouter et d'intégrer de nouveaux dispositifs électroniques sans nécessiter une programmation dédiée.
• VitesseLe partage de données en temps réel entre les nœuds du réseau et la capacité de traiter les données de manière partagée confèrent une grande vitesse à l'ensemble du réseau.
• EfficacitéLa possibilité de gérer le degré de priorité basé sur les ID des messages permet de maintenir un flux de gestion des différents cadres fluide et efficace, garantissant l'efficacité globale du réseau.

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