多電源自助設備中的電源管理方案設計探討

王龍林

摘 要：隨著社會的發展，自助服務終端 （以下簡稱自助設備）應用越來越廣泛，從銀行的ATM機、POS機、排隊叫號機等等自助設備得到很多行業的青睞，但隨著社會需求的發展和各產業的升級，自助設備也要隨著社會的發展而隨之變革。從細分產品來看，目前ATM行業較為成熟，但因金融行業門檻較高的特殊性，國內僅有不到10家的專業ATM機制造廠家，競爭程度表現的不夠明顯，客戶與生產企業關系穩定。而其他自助服務領域，則進入門檻略低，為此國內生產企業較多，但行業的品牌性在自助行業表現的特別明顯，即擁有了較好的品牌、較好的市場認可度，就擁有了大范圍的客戶群體。然而，無論是ATM行業，還是其他自助服務領域，任何一種自助設備都有其自身的電源管理系統，筆者將從自助設備中的分時上電及自助設備中的過流保護邏輯控制兩個方面進行闡述。

關鍵詞：自助設備 分時上電 過流保護邏輯控制

中圖分類號：TM912 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2019）04（a）-0175-02

1 電源在自助設備中的分時上電方案

因自助設備的功能多樣性往往導致一款自助設備中需要多款開關電源才能滿足自助設備中各功能部件的供電需求。比如一款銀行自助設備中有24V憑條打印機、12V液晶顯示器、X86主板等等，因各部件的工作電壓、電流不一樣，往往不得不采用多電源來處理自助設備中的供電問題。但是，多電源供電管理也是需要進行一定的規劃才能恰到好處。下面將以220V、12V、24V同時存在的自助設備為例進行電源管理設計方案的闡述。

一臺整機自助設備，一般只有一個220V的交流輸入。220V輸入到設備內部后先經過繼電器，繼電器的輸出接入黃中電器，220V電源通過黃中電器分別接入12V開關電源、24V開關電源，12V適配器、220V分時上電控制模塊。12V或24V開關電源的輸出通過相應的分時上電控制電路實現自助設備內部12V或24V功能部件分時上電，這樣可以解決開關電源因啟動電流過大而無法正常啟動或因長期處于啟動電流過大而大大縮短開關電源的壽命等問題。12V適配器是為了給繼電器控制端提供一個12V電源，這樣有利于整機電源開關布置在整機方便操作的任意位置，因為我們是通過控制12V直流開關去間接控制220V交流的通斷，安全性高。但是，如果沒用繼電器，直接用船型開關去控制220V交流的通斷，一是安裝位置有要求，二是安全系數低。自助設備內部的多個220V功能部件必要時也要分時上電，這樣能有效的減小整機啟動電流。自助設備采用分時上電管理方案，再結合相應措施可以使自助設備整機做到更穩定可靠、更安全，更具生產性等。

2 電源在自助設備中的過流保護邏輯控制方案

分時上電方案適用大部分自助設備，但有些自助設備僅僅采用此方案還不夠，下面將以一種新零售類的自助設備為例介紹另一種電源管理方案。

新零售自助設備電源管理方案見圖1，在此方案中將重點闡述過流保護邏輯的控制方法。220V交流經過漏電開關接入黃中電器，再由黃中電器接入220V功能部件、48V/12V開關電源、36V開關電源，36V開關電源前端繼電器的用途后面將會闡述。12V及36V直流電源接入主控PCB板，12V主要用于主控MCU及小電流部件，36V主要用于直流或步進電機類的動力控制電路。主控PCB板上有電流檢測電路，繼電器控制電路，電機控制電路等。下面就36V電流檢測、繼電器控制、電機控制、電源控制等功能進行過流保護邏輯控制的闡述。

當主控PCB板上的MCU檢測到36V過流時，根據上述邏輯即可進行過流保護。但36V過流分為多種情況，例如電機動態過流、電機靜態過流等等。簡單的來說，要根據實際情況設置多個過流檢測閾值，比如電機動作時的最大電流閾值設置為200ms內大于8A、100ms內大于10A，電機不工作時的最大電流閾值設置為200ms內大于1A。軟件通過實時監測各種狀態下的電流是否過流，然后再去完成相應動作。這樣既可以保護開關電源不易損壞，也可以保護設備內的PCB板不被損壞，更能保護整機的安全。

3 結語

自助設備的使用場景各不相同，有室外型、有室內型、也有半室外型。不管什么類型的自助設備，首先要保證自助設備在所使用的環境中是安全的，尤其不能讓自助設備在所使用的環境中引起自燃等問題。為此，希望本文能給在進行自助設備電源管理方案設計的工程師們有所幫助，更希望各位工程師能結合實際產品進行具體分析與改進。

參考文獻

[1] 張文紅，王鎖庭.電機應用技術任務驅動式教程[M].北京：北京理工大學出版社，2011.

[2] 鄭軍奇.EMC（電磁兼容）設計與測試案例分析[M].北京：電子工業出版社，2006.

[3] 譚浩強.C程序設計[M].4版.北京：清華大學出版社，2010.