DIGITAL POWER CPCI-AC-6U-500 900-7002-99

一、概述

二、功能特点

• 宽范围交流输入与高效变换：支持85-264V AC宽范围输入，兼容全球不同地区的电网电压标准，无需额外配置电压切换开关；采用有源功率因数校正（PFC）技术，功率因数（PF）≥0.95，有效降低对电网的谐波污染，符合EN 61000-3-2谐波标准；电源变换效率高达90%以上，减少能量损耗，降低模块温升，提升系统能效。
• 多路精准直流输出：模块提供多路标准直流输出通道，典型输出包括+3.3V、+5V、+12V、-12V等常用工业级电压等级，其中主输出通道（如+3.3V、+5V）输出电流可达数十安培，满足不同负载的供电需求；输出电压精度≤±1%，纹波与噪声≤50mVpp，确保为敏感电子元件提供洁净稳定的电源，避免电压波动对设备性能的影响。
• CPCI标准兼容与热插拔功能：严格遵循CPCI 2.0总线规范，采用6U标准机架式安装，可直接插入CPCI系统机箱的电源插槽，无需额外适配机械结构；支持热插拔功能，可在系统不停机的情况下完成模块的插拔更换，极大提升系统的可维护性与连续运行能力，适用于需24/7不间断运行的关键工业场景。
• 全方位安全保护机制：集成过压保护（OVP）、过流保护（OCP）、短路保护（SCP）、过温保护（OTP）、欠压保护（UVP）及过功率保护（OPP）等多重保护功能。当出现输出电压超出阈值、负载短路、模块温度过高（超过85℃）、输入电压过低等异常情况时，模块可在10ms内快速触发保护动作，通过关断输出或限流的方式保护负载设备及模块自身不受损坏；故障排除后，支持自动恢复或手动复位功能，提升使用便捷性。
• 工业级高可靠性设计：采用军品级功率器件、高速整流芯片及长寿命电解电容，关键元器件经过严格筛选与老化测试；模块内部采用模块化电路设计与高效散热结构，配备专用散热片与智能温控风扇，风扇转速可根据模块温度自动调节，兼顾散热效果与低噪音需求；工作温度范围覆盖-40℃~70℃，湿度适应范围0~95%（无冷凝），具备强抗电磁干扰能力，通过EN 61000-6-2工业电磁兼容标准认证，平均无故障运行时间（MTBF）达20万小时以上。
• 完善的状态监测与通讯功能：配备LED状态指示灯，实时显示模块的工作状态（电源正常、输出使能、故障报警等）；支持PMBus工业电源管理协议，通过CPCI总线或独立的通讯接口（如I2C）与系统主控制器通讯，可上传模块的实时工作参数（输入电压、输出电压、输出电流、模块温度、功率消耗等）及故障信息（保护类型、故障发生时间等），同时接收主控制器下发的控制指令（如输出使能/禁用、风扇转速调节等），实现电源的智能化管理。
• 便捷的调试与维护：模块预留测试端子，可通过专用测试仪器直接测量关键电气参数，便于现场调试与故障排查；支持通过上位机调试软件（如厂商专用Power Manager软件）进行参数配置（如保护阈值设定、通讯地址配置）、固件升级及历史数据查询；模块表面标注清晰的接线标识与参数信息，简化安装接线流程。

三、技术参数

四、工作原理

1. 交流输入与整流滤波环节：        85-264V AC宽范围输入电压经模块输入端的EMI（电磁干扰）滤波器处理，滤除电网中的高频干扰信号与尖峰脉冲，避免干扰传入模块内部及反向污染电网。
2. 经过EMI滤波后的交流电压进入全桥整流电路，由整流桥将交流电转换为脉动直流电，随后通过大容量电解电容组成的滤波电路进行平滑滤波，输出稳定的高压直流电（约300V DC，取决于输入电压），为后续功率变换环节提供电源。
3. 功率因数校正（PFC）环节：        高压直流电进入有源PFC电路，该电路由PFC控制器、功率开关管、电感等元件组成，通过Boost升压拓扑结构工作。PFC控制器实时检测输入电流与电压的相位关系，控制功率开关管的导通与关断时间，使输入电流跟踪输入电压的波形，从而将功率因数提升至0.95以上，降低谐波电流，提高电网利用率。
4. PFC电路同时稳定输出高压直流电压（通常稳定在400V DC左右），为后续的DC-DC变换环节提供稳定的输入电源，提升整个模块的输出稳定性。
5. DC-DC直流变换环节：        稳定后的高压直流电进入多路DC-DC变换电路，模块采用多通道独立变换设计，每个输出电压等级（如+3.3V、+5V）对应一套独立的DC-DC变换器。变换器采用移相全桥或正激拓扑结构，由高频PWM（脉冲宽度调制）控制器驱动功率开关管工作，将高压直流电转换为高频脉冲交流电。
6. 高频脉冲交流电经高频变压器降压后，由快恢复整流二极管整流为低压脉动直流电，再通过LC滤波电路进行平滑滤波，输出稳定的低压直流电，如+3.3V、+5V等。PWM控制器实时监测输出电压，通过调整脉冲宽度来补偿负载变化或输入电压波动，确保输出电压精度稳定在±1%以内。
7. 输出分配与保护环节：        各通道DC-DC变换器输出的低压直流电经过输出限流电路后，通过CPCI标准电源接口分配至系统内的各个负载模块，为其提供供电。每个输出通道独立配备过流、过压保护电路，当某一通道出现负载短路、过流或输出电压异常升高时，该通道立即触发保护动作，限流或关断输出，不影响其他通道的正常工作。
8. 模块内部设置过温保护电路，通过温度传感器实时监测功率器件与散热片的温度，当温度超过85℃时，控制器发出指令逐步降低输出功率，若温度持续升高至95℃，则关断所有输出通道，避免模块因过热损坏；同时，输入欠压保护电路在输入电压低于85V AC时触发保护，防止模块在低压下过载运行。
9. 状态监测与通讯环节：        模块内置微处理器作为监控单元，通过电压传感器、电流传感器、温度传感器实时采集输入电压、各通道输出电压、输出电流、模块温度等关键参数，并将参数转换为数字信号进行处理。
10. 监控单元通过LED指示灯实时反馈模块工作状态：电源正常时“POWER”灯常亮，输出使能时“OUTPUT”灯常亮，故障时“FAULT”灯闪烁（不同故障类型对应不同闪烁频率）；同时，监控单元通过PMBus协议与系统主控制器通讯，上传实时工作参数与故障信息，接收主控制器下发的输出使能/禁用、风扇转速调节等控制指令。
11. 热插拔控制环节：        模块具备热插拔控制电路，采用“先通后断”的引脚设计，插入时电源引脚先接触，实现软启动，避免冲击电流；拔出时电源引脚后断开，同时控制电路快速关断输出，确保负载设备不受电压波动影响。热插拔过程中，监控单元实时监测状态，若出现异常立即触发保护。

五、常见故障及解决办法