電源模塊熱插拔電路原理詳解

電路原理

交流側(cè)：

交流插頭主要有兩根短針、一根長(zhǎng)針組成，其中長(zhǎng)針為保護(hù)地，兩根短針?lè)謩e為交流N線與L線，當(dāng)模塊交流插頭插向插座時(shí)，首先接觸的模塊保護(hù)地，保證模塊在高壓交流輸入之前模塊可靠接地，確保人生安全。
當(dāng)交流輸入后，由于繼電器為常開，交流首先經(jīng)過(guò)預(yù)充電電阻對(duì)整流橋后的大電容充電（此時(shí)預(yù)充電電阻的作用是限流）。當(dāng)電容充電到輔助電源啟動(dòng)電壓后，繼電器吸合（假設(shè)模塊沒(méi)有欠壓保護(hù)），預(yù)充電電阻被短路，軟啟動(dòng)過(guò)程完成。

直流側(cè)：

對(duì)于如通訊設(shè)備等比較重要的設(shè)備，一般要求電源在任何時(shí)間都不能中斷，通常情況下都是一套系統(tǒng)包括多個(gè)整流模塊，且與整流模塊并聯(lián)接有電池。所以在更換整流模塊時(shí)，如果沒(méi)有熱插拔功能，當(dāng)模塊的輸出端接到電源系統(tǒng)的母排時(shí)，母排電壓對(duì)整流模塊輸出端濾波電容的充電會(huì)造成系統(tǒng)母排電壓的跌落，引起被供電設(shè)備的工作中斷，同時(shí)會(huì)在充電的瞬間在接觸點(diǎn)處打火，打壞輸出端子或引起火災(zāi)。

圖1 直流側(cè)熱插拔線路

本規(guī)范介紹的熱插拔線路如上圖示，在模塊輸出端子（+母排&-母排）未接觸系統(tǒng)母排時(shí)，輸出插針中的兩根長(zhǎng)針（圖示）先接觸+、-母排，然后母排電壓通過(guò)電阻R302對(duì)模塊輸出濾波電容C312等充電，當(dāng)輸出電容充電完成后模塊的輸出+、-端子才與系統(tǒng)的+、-母排接觸，預(yù)充電電阻R302被短路，此時(shí)因?yàn)殡娙軨312的電壓已經(jīng)與系統(tǒng)母排電壓相同，所以不會(huì)造成系統(tǒng)母排電壓的跌落。

在實(shí)現(xiàn)該功能時(shí)，必須滿足足夠的RC充電時(shí)間，使模塊輸出+、-端子在接觸系統(tǒng)母排時(shí)輸出電容電壓與母排電壓基本相同。

該線路在實(shí)際設(shè)計(jì)時(shí)主要考慮電阻R302的選擇，該電阻在選擇時(shí)應(yīng)考慮：

1.時(shí)間常數(shù)RC，及根據(jù)插拔模塊的最短時(shí)間t及模塊輸出濾波電容大小來(lái)決定。以3倍的時(shí)間常數(shù)來(lái)計(jì)算的話有：

3RC

其中： R…….預(yù)充電電阻（圖中R302）

C------整流模塊輸出電容之和

t-------模塊插拔最短時(shí)間

2.預(yù)充電電阻的功率。通過(guò)該電阻的最大電流Ic為：

Ic＝Vo/R

瞬間功率為 P＝Vo×Vo/R，然后根據(jù)電阻廠家提供曲線選擇該電阻。

另外，預(yù)充電用的長(zhǎng)針一般較細(xì)，且比其它個(gè)針長(zhǎng)，所以在插拔模塊時(shí)很容易撞歪這兩根長(zhǎng)針，在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮模塊在系統(tǒng)中的定位。