电源模块热插拔电路原理详解

电路原理

交流侧：

交流插头主要有两根短针、一根长针组成，其中长针为保护地，两根短针分别为交流N线与L线，当模块交流插头插向插座时，首先接触的模块保护地，保证模块在高压交流输入之前模块可靠接地，确保人生安全。
当交流输入后，由于继电器为常开，交流首先经过预充电电阻对整流桥后的大电容充电（此时预充电电阻的作用是限流）。当电容充电到辅助电源启动电压后，继电器吸合（假设模块没有欠压保护），预充电电阻被短路，软启动过程完成。

直流侧：

对于如通讯设备等比较重要的设备，一般要求电源在任何时间都不能中断，通常情况下都是一套系统包括多个整流模块，且与整流模块并联接有电池。所以在更换整流模块时，如果没有热插拔功能，当模块的输出端接到电源系统的母排时，母排电压对整流模块输出端滤波电容的充电会造成系统母排电压的跌落，引起被供电设备的工作中断，同时会在充电的瞬间在接触点处打火，打坏输出端子或引起火灾。

图1 直流侧热插拔线路

本规范介绍的热插拔线路如上图示，在模块输出端子（+母排&-母排）未接触系统母排时，输出插针中的两根长针（图示）先接触+、-母排，然后母排电压通过电阻R302对模块输出滤波电容C312等充电，当输出电容充电完成后模块的输出+、-端子才与系统的+、-母排接触，预充电电阻R302被短路，此时因为电容C312的电压已经与系统母排电压相同，所以不会造成系统母排电压的跌落。

在实现该功能时，必须满足足够的RC充电时间，使模块输出+、-端子在接触系统母排时输出电容电压与母排电压基本相同。

该线路在实际设计时主要考虑电阻R302的选择，该电阻在选择时应考虑：

1.时间常数RC，及根据插拔模块的最短时间t及模块输出滤波电容大小来决定。以3倍的时间常数来计算的话有：

3RC

其中： R…….预充电电阻（图中R302）

C------整流模块输出电容之和

t-------模块插拔最短时间

2.预充电电阻的功率。通过该电阻的最大电流Ic为：

Ic＝Vo/R

瞬间功率为 P＝Vo×Vo/R，然后根据电阻厂家提供曲线选择该电阻。

另外，预充电用的长针一般较细，且比其它个针长，所以在插拔模块时很容易撞歪这两根长针，在设计时应考虑模块在系统中的定位。