MELCHER K系列PFC AC - DC转换器：高性能电源解决方案

在电子设备的设计中，电源供应是至关重要的一环。MELCHER的K系列PFC（功率因数校正）AC - DC转换器为先进电子系统提供了灵活且高性能的电源解决方案。下面将详细介绍这一系列转换器的特点、性能参数、功能及应用注意事项。

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一、产品概述

K系列PFC AC - DC转换器涵盖150 - 280瓦的功率范围，包括LK4000/5000系列。LKP型号是其扩展，输出功率更高，且针对230 VAC进行了优化。该系列具有全功率因数校正、良好的保持时间、高效率和可靠性、低输出噪声以及对负载/线路变化的出色动态响应等特点。

产品特性

1. 环保与质保：提供RoHS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。
2. 安全标准：属于Class I设备，功率因数 >0.93，谐波符合IEC/EN 61000 - 3 - 2标准，具备根据IEC/EN 61000 - 4 - 2、 - 3、 - 4、 - 5、 - 6、 - 8、 - 9的抗扰性，符合EN 50155、EN 50121 - 4、EN 45545（V108或更高版本）。
3. 电气性能：高效率，具备输入过压和欠压锁定功能，输出电压可调节且支持远程开关，有1或2个输出，具备ES1保护，无负载、过载和短路保护，具有矩形电流限制特性，PCB涂有漆层保护，可靠性极高，通过了IEC/EN 62368 - 1和UL/CSA 60950 - 1的最新版本安全认证。

二、型号选择

标准型号

提供多种标准型号，涵盖不同的输出电压和电流组合，输入电压范围为85 - 264 VAC或187 - 255 VAC，效率在79% - 87%之间，还提供多种可选配置。

电池充电器型号

针对电池充电应用，有专门的电池充电器型号，输出电压范围根据不同需求设定，输入电压范围同样有85 - 264 VAC和187 - 255 VAC两种，效率在84% - 87%之间。

型号命名规则

型号命名包含了输入电压范围、输出数量、标称输出电压等信息，同时通过不同的字母和数字组合表示各种可选功能和特性。例如，LK5540 - 9ERD3TB1G表示功率因数校正的AC - DC转换器，输入电压范围85 - 264 VAC，2个电气隔离输出，每个提供15 V、5 A，具备浪涌电流限制器、R输入调节输出电压、欠压监测D3、电流共享功能、冷却板B1，且符合RoHS标准。

三、功能描述

输入处理

输入电压通过输入保险丝、输入滤波器、整流器和浪涌电流限制器进入升压转换器。升压转换器提供正弦输入电流，将大容量电容器C₈充电至约370 VDC，为单晶体管正激转换器供电，并在保持时间内提供功率。

输出处理

主变压器为每个输出提供单独的次级绕组，每个生成的电压通过功率扼流圈和输出滤波器进行整流和平滑。控制逻辑感测主输出电压，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。

辅助转换器

单独的辅助转换器为所有初级和次级控制电路及选项生成电源电压。

四、电气参数

输入数据

• 电压范围：额定输入电压范围为85 - 264 VAC（LK）或187 - 255 VAC（LKP），标称输入电压为230 VAC。
• 电流与功率：输入电流在标称输入电压和标称输出电流下，LK型号约为0.8 A，LKP型号约为1.25 A；无负载输入功率在输入电压范围内为9 - 10 W，空闲输入功率在转换器禁止时为3.5 - 5 W。
• 其他参数：输入电阻约为480 mΩ，NTC电阻在转换器不工作时为3200 - 4000 Ω，输入电容在100 - 180 μF之间，传导和辐射输入RFI符合相关标准，输入电压极限为283 VAC。

输出数据

不同型号的输出电压、电流、保护、噪声、静态和动态调节等参数有所不同。例如，单输出型号的输出电压在标称输入电压和标称输出电流下，5.1 V输出的范围为5.07 - 5.13 V，12 V输出的范围为11.93 - 12.07 V等；输出电流根据型号不同有所差异，输出保护通过抑制二极管实现，输出噪声在不同频率下有相应的规定。

五、热考虑与保护

热考虑

转换器在自由、准静态空气中，在指定的最大环境温度下，以标称输入电压和输出功率运行时，外壳温度会在预热阶段后接近指定值。但环境温度与外壳温度的关系受输入电压、输出电流、气流以及周围组件和表面温度的影响。

热保护

温度传感器在外壳温度超过Tₘₐₓ时生成内部禁止信号，禁用输出；当温度下降到该极限以下时，输出自动恢复。应避免在最小输入电压、最大输出功率和最高温度的极端最坏情况条件下连续运行。

输出保护

每个输出通过抑制二极管防止过电压，短路时会导致另一个输出关闭，红色LED指示过载情况。

六、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）来启用或禁用输出，可用于控制多个转换器的激活顺序。

感测线（单输出型号）

感测线用于补偿连接器触点和负载线的电压降，必须正确连接，否则可能激活过电压保护导致输出永久短路。

可编程输出电压（R功能）

转换器提供可调节的输出电压，通过控制输入R（引脚16）接受外部控制电压或电阻来调整输出电压。调整范围根据不同的连接方式有所不同，但要注意控制电压不超过2.75 V，电阻值不低于规定的最小值。

测试插座

转换器前部设有测试插座，用于测量主输出电压，测试插孔测量的电压略低于输出端子的电压。

电池充电/温度传感器

所有带有R输入的转换器都适用于电池充电应用，推荐选择专门设计的型号。可连接外部温度传感器到R输入，根据电池温度调整输出电压。

七、电磁兼容性（EMC）

电磁抗扰性

转换器通过金属氧化物VDR、输入保险丝和输入滤波器有效保护免受高输入瞬态电压的影响，成功通过了多项电磁抗扰性测试，包括静电放电、电磁场、电快速瞬变/脉冲、浪涌、传导干扰、电源频率磁场、脉冲磁场、电压骤降和短中断等测试。

电磁发射

转换器的传导和辐射发射符合相关标准，在不同型号的测试中表现良好。

八、环境适应性

机械和气候应力

转换器通过了潮湿热稳态、振动、随机振动、盐雾等测试，在不同的测试条件下表现出良好的性能。

温度规格

不同型号的环境温度、外壳温度和存储温度范围有所不同，要确保在规定的温度范围内使用。

可靠性

根据MIL - HDBK 217F计算的MTBF（平均无故障时间）显示，转换器具有较高的可靠性。

九、机械数据

转换器设计为可插入19”机架，有不同的外壳和冷却选项，如带有散热器的铝制外壳、不同尺寸的冷却板等，要注意安装时的距离和通风要求。

十、安全与安装说明

连接器引脚分配

明确了H15连接器的引脚分配，保护接地通过领先引脚（24号）连接，确保先与母连接器接触。

安装说明

安装时要关闭系统，检查危险电压，严格遵循国家安全法规，通过匹配的H15母连接器连接，确保引脚24可靠连接到保护接地，根据需要可能需要额外的外部保险丝。

标准与认证

转换器通过了EN/IEC 62368 - 1和UL/CSA 60950 - 1 2nd ed的安全认证，符合Class I设备要求，具备多种绝缘和防护特性，满足火灾防护要求。

防护等级与清洁

不同型号的防护等级有所不同，要防止清洁液渗透，以免造成损坏。

隔离与泄漏电流

进行工厂例行的电气强度测试，泄漏电流与电源电压成正比，有相应的规定值。

铁路应用与防火

转换器符合铁路标准EN 50155和EN 50121 - 4，电路板涂有保护漆，版本V108或更高的型号符合NF - F16（I2/F1）和EN 45545 - 1、EN 45545 - 2（2013）。

操作员可触及输出电路的安全

如果输出电路可由操作员触及，应符合IEC/EN 62368 - 1的ES1电路要求，安装者有责任确保符合适用的安全法规。

十一、选项说明

温度范围选项

-7和 - 7E选项表示受限的工作环境温度范围为 - 25至71 °C。

浪涌电流限制选项E

电子浪涌电流限制电路替代标准内置NTC，增强浪涌电流限制功能，启动时后续开关周期有限制。

电位器选项P

电位器可对输出电压进行 +10/ - 60%的微调，但不适用于电池充电器型号，不推荐用于并联连接的转换器，且与R功能互斥。

电流共享选项T

确保并联连接的转换器之间大致共享输出电流，提高系统可靠性，连接时要注意T引脚和参考信号的连接，负载线长度和横截面积应相等，并联转换器数量不超过5个。

欠压监测选项D

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，根据不同版本在监测电压低于阈值时生成逻辑信号。

连接器选项K

具备5.1 V输出的型号配备H15S4连接器，适用于新设计，与LK1001型号兼容。

冷却板选项B、B1、B2

在有冷却表面的情况下，推荐使用冷却板代替标准散热器，要确保冷却能力以保证外壳温度不超过最大值。

RoHS选项G

型号最后一个字符为G的表示符合RoHS标准的所有六种物质。

十二、配件

提供多种电气和机械配件，包括19” DIN - 机架前面板、匹配的H15连接器及相关配件、电池传感器等，可根据具体需求选择。

MELCHER的K系列PFC AC - DC转换器以其丰富的功能、良好的性能和广泛的适用性，为电子工程师在设计先进电子系统时提供了可靠的电源解决方案。在实际应用中，工程师需要根据具体需求选择合适的型号和选项，并严格按照安装和使用说明进行操作，以确保系统的稳定运行。大家在使用过程中遇到过哪些电源相关的问题呢？欢迎在评论区分享交流。