电源模块｜充电电源应用指南2

4. 电源模块的典型应用

4.1 电容充电电源典型应用电路

电容充电电源在实际应用中，建议按照图4-1 进行电路连接。

图4-1 电容充电电源典型应用电路

（1）FUSE 是输入侧保险丝，应选择具有安规认证的慢断保险丝，推荐值为：3.15A/250V。

注意：保险丝的额定电流取值过大则起不了保护作用，过小则容易因启动时产品内部电容充电引起误熔断。

（2）C1 是陶瓷电容，去除高频噪声，推荐值1μF。

（3）C2 是输出滤波电解电容，建议使用高频低阻电解电容，容值选择建议参照技术手册的推荐规格值。电容耐压降额大于80%。

（4）TVS 管在模块异常时保护后级电路，推荐值SMBJ30A，建议使用。

（5）C3 是为大容量电容，做不间断供电使用。如超级电容等。

4.2 电容充电电源的EMC 推荐电路

当应用于电磁兼容比较恶劣的环境时，需要加入更高要求的EMC 滤波电路。图4-2 为一种典型输入EMC 滤波电路，仅供参考。具体推荐的EMC 滤波电路、参数请参考对应型号产品的技术手册资料。

图4-2 典型输入EMC 滤波电路

4.3 电容充电电源的注意事项

（1）输出4 脚定义为K ，是交流断电警告端子。在交流有电时，K 端对-Vo1 为高电平，大于23V；当交流电断开时K 端对-Vo1 为低电平，小于5V，K 端不能作为负载输出端子。

（2）输出大容量电容负载不可反接，以免发生危险。

（3）当电容带电时禁止输出短路，以免损坏电源。

（4）本电源只做后备不间断电源使用，不允许持续频繁充、放电工作；需要连续充放电时，控制充放电间隔不小于60 秒，温度高于+55℃时请按降额比例相应增加间隔时间。

（5）输出调节端见外观尺寸图，逆时针调节输出电压升高；调节输出电压时请确保Vo1的输出电压略大于Voc 的限制电压，建议值Vo1 满载时电压大于Voc 的限制电压。

4.4 27V/54V 输出电池充电电源典型应用电路

27V/54V 输出电池充电电源的内部功能原理框图如图4-3 所示：

图4-3 27V/54V 输出电池充电电源内部功能框图

结合产品的内部功能框图，则在应用中主要包括四部分外接电路，如图4-4 所示：

虚框①内是产品的高压交流输入端连线；

虚框②内是产品各类告警信号输出端，以便外部通过检测此类电压信号变化得知产品相关工作状态，进行远程监控；

虚框③内是遥控信号输入端，以便外部通过控制K1/K2/K3 动作，可用于远程控制操作；虚框内是产品负载输出端和储能蓄电池连接方式。

虚框④内是产品负载输出端和储能蓄电池连接方式。

产品各个接线端子的定义或命名，请参考对应产品技术手册文档。

在应用中，若不需要对充电电源进行外部监控和控制操作时，则不需要设计和连接虚框②③的相关电路。

图4-4 蓄电池充电电源典型应用电路

（1）FUSE 是输入侧保险丝，应选择具有安规认证的慢断保险丝，推荐值为：10A/250V。

注意：保险丝的额定电流取值过大则起不了保护作用，过小则容易因启动时产品内部电容充电引起误熔断。

（2）VC+/VC-是产品相关告警信号输出端口工作电压，需外接隔离5~24VDC 电压。使产品可以实现远程监控。其中告警结点与电源输入、输出、机壳、保护地等均隔离。

（3）K1 K2 K3 是用户CPU 等控制的继电器触点。以便用户进行远程操作等控制。

（4）R 是电池活化放电电阻，以便实现电池的快速活化过程。根据不同的电池容量选择放电电阻，当电源正常工作时此电阻不工作，当电源进AC/DC 模块电源入活化状态时电阻自动接入电池放电回路，放电电流的选择（推荐）：

放电电流(A)＝0.1×电池容量(AH)－经常性负载电流(A)

如计算放电电流值为负，则可不加放电电阻，放电电阻较热应妥善散热并远离电源模块。

（5）电池是相应的储能部件，配套产品起到不间断供电作用。如24V 铅酸电池组、48V铅酸电池组等。

注意：在配套蓄电池等储能部件使用时，严禁进行输出负载短路保护测试。

4.5 电池充、放电管理及状态显示

此类型产品内部集成智能电池充放电、状态显示等管理功能。其充、放电过程由产品自动监测和执行。图4-5 为产品外壳标签上的相应信号灯变化情况。

电池充电：实时监测电池充电过程，智能切换快速充电与浮动充电模式。当存在交流高压输入时，蓄电池一直处于充电状态。当蓄电池储能少时，则自动切换为快速充电；当蓄电池储能快满时(电池两端电压接近产品输出负载电压大值，比如27V 或者54V 等)，则自动切换为浮充模式，保证蓄电池不会出现过度充电的情况。见图4-5 的充电信号。

电池放电：自动检测电池放电的欠压保护点、放电关断点以及自动关断输出。

当交流输入端断电时，自动切换为蓄电池通过产品向负载供电状态，见图4-5 的放电信号。在蓄电池持续给负载供电，若蓄电池能量不足时，产品的输出电压降随之下降。

当输出电压下降到相应保护点电压时，则显示欠压告警信号，见图4-5 的输出欠压信号；

当欠压告警之后若持续放电，下降到一定程度后，产品将自动关断输出电压，避免蓄电池过度放电而影响使用。

图4-5 蓄电池充电电源的充放电过程信号灯变化

4.6 不间断供电

当MBP 系列充电电源配套蓄电池使用，在输入掉电时，“0”秒切换间隙，输出直流不间断供电。

测试操作过程——按照图4-4 完成线路连接(可以不接入②③)。输入端采用差分高压探头检测输入交流电压波形，输出采用示波器探头检测输出负载Vo+/Vo-两端的电压波形，然后进行输入市电关断、开通等操作，观察负载直流输出电压波形。当市电关断时，输出直流电压持续平稳输出。以MBP500-2A27D27 为例，实际测试不间断供电电压如下图4-6 所示：

图4-6 蓄电池充电电源输出不间断供电电压波形

4.7 瞬时过功率

当MBP 系列充电电源配套蓄电池使用，在稳态工作时，将输出负载从典型负载值切换至大负载值时：

（1）若在持续时间内恢复典型负载，则产品输出电压保持正常状态。

（2）若超出持续时间，则产品将进入输出保护状态；产品约在4-5 分钟后进行自恢复、重启，并进入上述(1)(2)循环工作状态。

以上设计，是为了当执行机构处于动作过程异常时，保持充电电源的可靠性，以及整体系统的安全性。

测试操作过程——按照图4-4 完成线路连接(可以不接入②③)。采用示波器探头检测输出Vo+/Vo-两端的电压波形，同时采用差分电流探头测试输出负载的电流波形。初步设置输出负载电流为典型负载电流，然后切换为大负载电流(或者小于大值均可)，持续时间30s内，输出电压正常。

若在30s 内将负载切换为正常的负载或典型负载电流，则产品输出电压无变化；若持续时间超出30s，则进入保护状态，关断输出负载，间隔约5 分钟后自动重新启动。若重启后仍处于过流状态，则重复进入保护状态。

以MBP500-2A27D27 为例，实际测试瞬时过功率电压及电流波形 所示：