MELCHER S系列100W DC - DC和AC - DC转换器：设计与应用解析

在电子设备的设计中，电源转换器是至关重要的一环，它直接影响着设备的性能和稳定性。MELCHER的S系列100W DC - DC和AC - DC转换器，凭借其卓越的性能和丰富的功能，在众多电源产品中脱颖而出。下面，让我们深入了解一下这款产品。

文件下载：LS1001-9ERG.pdf

产品概述

S系列转换器为先进电子系统提供了广泛且灵活的电源解决方案，具有高效率、高可靠性、低输出电压噪声以及对负载/线路变化的出色动态响应等特点。LS型号可由DC或AC供电，输入频率范围宽（无PFC）。

产品特性

• 环保与质保：提供符合RoHS标准的无铅焊和含铅焊豁免产品，符合RoHS标准且温度范围扩展的产品提供5年质保。
• 标准合规：符合EN 50155、EN 50121 - 3 - 2和EN 45545（V108或更高版本）等标准，属于Class I设备。
• 宽输入电压范围：输入电压范围极宽，DC为8 - 385V，AC为85 - 264V，频率范围47 - 440Hz。
• 保护功能：具备输入过压和欠压锁定、输出过压、过载和短路保护等功能。
• 输出调节：输出电压可调，支持远程开关控制。
• 高可靠性：采用漆包PCB保护，整体可靠性高，通过了IEC/EN 60950 - 1和UL/CSA 60950 - 1等安全认证。

型号选择

S系列提供多种型号，以满足不同的输入/输出配置需求。根据输入电压范围和输出电压、电流的不同，可分为AS、BS、FS、CS、DS、ES、LS等型号。例如，AS和BS型号的输入电压范围分别为8 - 35VDC和14 - 70VDC；FS和CS型号的输入电压范围为20 - 100VDC和28 - 140VDC；DS、ES和LS型号的输入电压范围更广，分别为44 - 220VDC、67 - 385VDC以及88 - 372VDC/85 - 264VAC。每个型号都有不同的输出电压和电流组合，效率也有所差异。

功能描述

输入电路

输入电压通过输入保险丝、输入滤波器、桥式整流器（仅LS型号）和浪涌电流限制器输送到输入电容(C_{1})。这个电容为单晶体管正激转换器提供电源，并在保持时间内提供能量。

输出电路

每个输出由主变压器的单独次级绕组供电，输出电压经过整流和滤波处理。控制逻辑检测主输出电压(V_{01})，并根据最大允许输出电流生成正激转换器开关晶体管的控制信号。双输出型号的第二个输出跟踪主输出，但有自己的电流限制电路。

电气特性

输入数据

不同型号的输入数据有所不同，包括输入电压、输入电流、无负载输入功率、空闲输入功率、输入电阻、NTC电阻、输入电容等参数。例如，AS型号的输入电压范围为8 - 35VDC，在额定输入电流和输出电流下，输入电流约为7.5A；而LS型号的输入电压范围为88 - 372VDC/85 - 264VAC，输入电流约为0.37A。

输出数据

输出数据包括输出电压、输出电流、输出保护、输出噪声、静态和动态负载调节等参数。以单输出型号为例，5.1V输出的输出电压在额定输入电压和输出电流下为5.07 - 5.13V，输出电流额定值为16A，输出噪声在不同频率下有不同的规格。

辅助功能

远程开关抑制

通过在抑制输入i（引脚18）和引脚14（S–或Vo1–）之间施加逻辑信号（TTL、CMOS等），可以启用或禁用输出。在多转换器系统中，可用于控制转换器的激活顺序。

感测线

感测线用于补偿连接器触点和负载线路上的电压降，确保输出电压的准确性。连接感测线时，需注意电压差的限制，不同输出电压的限制不同。

可编程输出电压

转换器提供可调输出电压功能，可通过外部控制电压或电阻进行调节。控制电压范围为0 - 2.75VDC，可实现约0 - 110%的输出电压调节。

电池充电/温度传感器

所有带R输入的转换器都适用于电池充电应用，建议选择专门为此设计的型号。通过连接外部温度传感器到R输入，可根据电池温度调整输出电压，以实现最佳的电池充电效果和延长电池寿命。

电磁兼容性（EMC）

电磁抗扰性

转换器通过了多项电磁抗扰性测试，包括电源相关浪涌、直接瞬变、静电放电、电磁场、电快速瞬变/脉冲群、浪涌和传导干扰等测试。例如，在电源相关浪涌测试中，根据不同的标准和等级，施加不同的电压和波形，转换器都能保持正常运行。

电磁发射

转换器的典型传导发射和辐射发射符合EN 55011/32标准，在不同的输入电压和输出电流下进行测量，确保其在电磁环境中的兼容性。

环境适应性

机械和气候应力

转换器经过了多种机械和气候应力测试，包括湿热稳态、盐雾循环、振动、随机振动、冲击等测试。例如，在湿热稳态测试中，转换器在40 ± 2°C、相对湿度93 +2/-3 %的环境下持续56天，仍能正常工作。

温度规格

不同型号的转换器有不同的环境温度和外壳温度范围，以及存储温度范围。例如，-7型号的环境温度范围为–25至71°C，外壳温度范围为–25至95°C。

机械数据

转换器设计为可插入19”机架，有不同的外壳选项，如带散热片的铝制外壳S02、带小冷却板的S02（选项B1）和带大冷却板的S02（选项B）。不同外壳的重量和尺寸有所不同，安装时需注意确保足够的空气流通。

安全与安装说明

连接器引脚分配

H15连接器的引脚分配明确了电气电位和物理引脚位置，保护接地通过领先引脚（24号）连接，确保与母连接器先接触。

安装注意事项

安装时需严格遵循国家安全法规，通过母连接器H15连接到系统。输入引脚通过内置保险丝保护，在某些情况下可能需要额外的外部保险丝。同时，需确保抑制功能未使用时引脚18与引脚14连接，避免打开转换器以保证保修有效。

标准与认证

转换器符合IEC/EN 60950 - 1和UL/CSA 60950 - 1等安全标准，属于Class I设备，具有输入与外壳之间的基本绝缘、输入与输出之间的双重或加强绝缘等特性。

铁路应用与防火保护

转换器符合铁路标准EN 50155、EN 50121 - 3 - 2和EN 50121 - 4，所有电路板都涂有保护漆。版本V108（或更高版本）符合NF - F16（I2/F1）和EN 45545 - 1、EN 45545 - 2（2016）标准。

选项说明

- 7温度范围

选项 - 7指定转换器的工作环境温度范围为–25至71°C，不建议用于新设计。

E浪涌电流限制

CS/DS/ES/FS/LS型号可通过电子电路（选项E）增强浪涌电流限制功能，替代标准内置NTC电阻。后续启动时的开关周期有限制，以避免过大的浪涌电流。

P电位器

电位器可实现输出电压+10/–60%的调节范围，但不适用于电池充电器型号，也不建议用于并联连接的转换器。

T电流共享

该选项可确保并联连接的转换器之间输出电流近似共享，提高系统可靠性。连接时需注意T引脚的互连和负载线的长度和横截面积。

D欠压监测

输入和/或输出欠压监测电路独立于内置输入欠压锁定电路，当监测电压低于预设阈值时，在D输出（引脚20）产生逻辑信号。

V ACFAIL信号（VME）

仅适用于(V_{onom } = 5.1V)的单元，定义了输入或输入和主输出电压的欠压监测电路，生成符合VME标准的ACFAIL信号。

B、B1、B2冷却板

当有冷却表面时，建议使用冷却板代替标准散热片，以确保外壳温度不超过最大值。冷却板的尺寸和安装方式在机械数据中有详细说明。

G RoHS

表示产品符合所有六种物质的RoHS标准。

配件

提供多种电气和机械配件，包括19”DIN - 机架的前面板、配套的H15连接器、连接器固定夹、连接器固定支架、笼式夹适配器、电缆罩、底盘或墙面安装板、DIN - 导轨安装组件、额外的外部输入和输出滤波器以及不同的电池传感器等。

MELCHER S系列100W DC - DC和AC - DC转换器以其丰富的功能、出色的性能和广泛的适用性，为电子工程师在电源设计方面提供了可靠的选择。在实际应用中，工程师可根据具体需求选择合适的型号和选项，确保设备的稳定运行。你在使用类似电源转换器时遇到过哪些问题呢？欢迎在评论区分享。