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1,1,开关电源基础知识讲解 2016年10月09日,2,2,目录,电源的分类及原理 开关电源测试 开关电源安规及环保知识 互动环节,3,电源分类,电源分为线性电源和开关电源两种 线性电源适配器（Linear power)简称火牛，有结构简单，工作频率低（47-63Hz），EMI干扰小等优点，其缺点是带载能力差，电压不稳定，体积和重量大，效率低。行业逐渐淘汰。,4,电源分类,开关电源(Switching power supply)简称SPS,分为隔离型和非隔离型两类 开关电源有体积小，重量轻，效率高，保护功能多，稳定性好等优点，其缺点是电路复杂，EMI干扰大，输出纹波大。电源发展的趋势。,电源分类,开关电源根据功率元件导通的工作类型分为软开关电源和硬开关电源。 常用的DC-DC:BUCK,BOOST,AC-DC反激式和正激式电源就是硬开关电源。原理是脉冲宽度调制（PWM). 谐振式开关电源就是软开关电源，如谐振半桥和全桥电路。 硬开关电源 缺点,电源分类,软开关电源 优点,7,电源分类,谐振电路的构成 谐振电源开关工作在变频模式（PFM) 通过改变频率来调节输出电压和功率。,8,常用开关电源,电源根据输出有：AC-DC,DC-DC,DC-AC,AC-AC四种之分。 消费类市场常用的开关电源是降压型的DC-DC或AC-DC电源 DC-DC类电源包括车充，电池类或移动电源电路及直流LED照明电路 AC-DC类电源包括IT数码配件如手机，路由器，笔记本，平板等充电器，AV音视频类，监控安防类，室内或室外LED照明类电源适配器。 DC-DC充电器输入电压通常是12V-24V或12V-36V 100W以下电源充电器或适配器通常使用反激式电路。针对IT,AV类电源，EMC中规定输入功率大于75W（输出功率小于65W)必须加PFC电路才能通过谐波测试。100W以下PFC电路成本通常在8-15元之间。 LED电源对PF值的要求：功率小于或等于2W,无PF值要求；2W-5W的PF值要求大于0.4；5W-25W的PF值大于0.5；功率大于25W的PF值要大于0.9.常用5W以下台灯电源直接使用反激式充电器。,AC-DC电源结构图,常用开关电源,常用开关电源,电源板讲解：,高压电容,热敏电阻,虑波电感,X电容,压敏电阻,保险丝,L,N线仔,开关功率管,散热片,光耦,变压器,Y电容,输出滤波电感,输出虑波电容,肖特基管,11,电源板讲解,常用开关电源,整流桥堆,泄放电阻,DRC泄放网络,控制IC,反馈电路IC TL431,肖特基吸收电路,常用开关电源测试,良好的开关电源必须符合所有功能规格、保护特性、安全规范（如UL、CSA、VDE、DEMKO、SEMKO，等等之耐压、抗燃、漏电流、接地等安全规格）、电磁兼容能力（如FCC、CE等之传导与幅射干扰）、可靠性（如老化寿命测试）、及其他之特定需求等。 A输出电性测试如下：,常用开关电源测试,B 常用电源输出保护功能： 1.输出过压保护 2.输出过流保护 3.输出短路保护 4.过温保护 以上保护可选择性添加电路元件增强。 C 电源可靠性测试： 1.FEMA失效评估， 2.MTBF整机寿命测试， 3.整机关键元器件温升测试 4.高温存储实验， 5.高温工作实验 6.低温存储实验 7.低温工作实验 8.高低温循环工作实验 9.电源开关冲击实验 10.输入端拉偏实验 11.负载冲击实验 12.球击实验,13.跌落实验测试 14.引线摇摆测试 15.输出插头可靠性实验 16.AC插头弹片附着力测试 17.AC插头插拔可靠性实验 18.绝缘阻抗测试 19.高压耐压测试 20.EMI传导测试 21.EMI辐射测试 22.EMS传导抗扰测试 23.EMS辐射抗扰测试 24.静电抗扰测试 25.电压突变测试 26.电子脉冲串扰测试 27.浪涌抗扰测试 28.电解电容寿命测试 以上可靠性测试根据实际情况和客户要求选择性测试。,常用开关电源测试,开关电源安规要求,一 安规是为了保证人生安全，财产，环境不受伤害和损失，所做出的规定。涉及要求如下： 1.电击，2.火灾，3.电磁辐射，4.热伤害，5.化学辐射和腐蚀，6.能量冲击 7.机械伤害，8.环境污染 二 世界主要的安规体系 A IEC体系-以欧盟为代表 B UL体系-以美国为代表 这两个体系互相独立又相互承认。 三 各国安规认证 安规认证是各国为了保护本国人民生命和财产安全，规定对所有销售本国的产品进行安全检测和认证。 安規认证其实也是一种技术壁垒,世界各国为了限制別国的产品进入本国,都对安规有不同要求,而且是帶有強制性的,开关电源安规要求,安规认证的目的:1.获得证书取得进入对国家或区域的市场准入资格; 2. 通过专业检测机构的检测和评估找出和发现产品中存的问题并进行改善,从而确保产品的质量。 常见的安规认证标志 a. UL，ETL，FCC，CSA美国/加拿大 b.TUV,VDE,GS德国 c. CCC中國(CQC) d. PSE日本 e. CE歐盟 f. KC韓國 g.台湾，巴西，阿根庭，南非，沙特等中东国家 另外,還有澳大利亞新标准RCM,新西蘭,新加坡等國,2019/8/20,17,可编辑,开关电源安规要求,3C模压批文授权,最小7MM,澳洲新安规,开关电源安规要求,多国认证及能效要求简介 美国： UL-安全认证（自愿） ETL/CSA安全认证(自愿） FCC-EMC（EMI）认证（强制）分为VoC, DoC, FCC ID三种认证形式和类别 DOE-美国能效认证，不仅要能效达到标准，而且要进行注册，隶属美国能源部（强制认证） CEC-加州能效 （加州强制） Energy Star-美国环保署的能效认证(自愿认证) NRCAN-加拿大能效认证（强制性，要验厂）,开关电源安规要求,多国认证及能效要求简介 欧盟： CE：欧盟官方强制认证，必须在以下四个指令同时符合的情况下才可以在产品打CE标识: CE-LVD-安全认证 CE-EMC-EMC认证（包含EMI和EMS） CE-ErP-能效认证，提供报告，无需要注册 CE-RoHS-对人体有毒有害物质检测认证 RECH（对环境有较大影响的化学物质含量限制要求，无标志） WEEE（电子产品回收指令 ）,多国认证及能效要求简介 中国 CCC（中国国家强制认证），如GB4943，GB8898，GB19510，GB4706 CQC（国家强制认证范围以外的产品的自愿认证标志） 澳洲（澳大利亚/新西兰）RCM认证包含： SAA- 澳洲安全认证（分自愿和强制两部分，IT/ AV类自愿，但外部电源强制） C-TICK（一般电子产品的EMC认证，只有EMI项目） A-TICK（通信类产品的EMC认证） MEPS（Minimum Energy Performance Standards，最低III级，需要注册）,开关电源安规要求,多国认证及能效要求简介 韩国：认证机构KTL或KEL KC（Korea Certification,分自愿和强制两部分，IT/AV类自愿，但外部电源强制；本地测试，证书归韩国本地进口商） MEPS （Minimum Energy Performance Standards，最低III级，需要韩国本地进口商注册） 台湾： BSMI （强制认证，本地测试，证书归当地进口商） 日本 PSE:（ 日本强制认证，包含外部电源等A类112 个类别产品,产品进关需要提供证书副本 ） PSE（ 日本自愿认证，包含IT/AV等B类的340个类别产品）,开关电源安规要求,开关电源安规要求,开关电源安规管控元器件简介 A.管控元器件型号及厂家的有： 1.AC电源线：CCC ,UL, VDE, PSE, etc 2.电源输入插座：inlet 3.保险丝：FUSE 4.外壳胶料 5.AC插脚胶料 6.PCB板材 7.热缩套管 8.绝缘胶带 9.压敏电阻 10.光耦 11.Y电容 12.X电容 13变压器（随机测试） B.管控元器件型号不限厂家的有： 1.高压电容 2.热敏电阻 3.泄放电阻 4.整流桥堆或二极管 5.初级功率开关管 6.AC线仔 7.输出DC线 8.初级滤波电感,开关电源安规要求,开关电源常用安规标准 IT类：UL60950 FCC IEC60950(CB) EU60950 EN55022 J60950 GB4943 AV类：UL60065 FCC IEC60065(CB) EU60065 EN55013 J60065 GB8898 LED类： UL8750 FCC IEC61347 EN61347 EN55015 J61347 GB19510 家电类：UL60335 FCC或 UL61558 IEC60335 EN60335 GB4706,开关电源安规要求,开关电源EMC内容：,开关电源安规要求,开关电源IT类EMC内容：,开关电源环保要求,开关电源环保要求： RoHS是电气、电子设备中限制使用某些有害物质指令（the Restriction of the use of certain hazardous substances in electrical and electronic equipment）的英文缩写。 RoHS一共列出六种有害物质，包括：铅Pb，镉Cd，汞Hg，六价铬Cr6+，多溴二苯醚PBDE，多溴联苯PBB。 电器设备中对六种有害物质的限值有具体规定，其中铅（Pb）、汞(Hg)、六价铬(Cr6+)、多溴联苯(PBB)、多溴二苯醚(PBDE)的最大允许含量为0.1%(1000ppm)，镉(cd)为0.01%(100ppm)，该限值是制定产品是否符合RoHS指令的法定依据。 ROSH第三方检查报告需每年更新，添加新开发机种，做整合形报告。,开关电源环保要求： 环保法规REACH和加州65针对电源产品的检查是塑胶外壳， 铭牌贴纸，AC线，DC线中邻苯二甲酸酯，多环芳烃(PAHs) 是否超标。 多环芳烃(PAHs) ：多环芳烃(PAHs)是指具有两个或两个以上苯环的一类有机化合物。多环芳烃是分子中含有两个以上苯环的碳氢化合物，包括萘、蒽、菲、芘等 150余种化合物。英文全称为polycyclic aromatic hydrocarbon，简称PAHs ，目前确定的PAHs常见的16种同类物质 。 1) Naphthalene 萘 9) Benzo(a)anthracene 苯并(a)蒽 2) Acenaphthylene 苊烯 10) Chrysene 苣 3) Acenaphthene 苊 11) Benzo(b)fluoranthene 苯并(b)荧蒽 4) Fluorene 芴 12) Benzo(k)fluoranthene 苯并(k)荧蒽 5) Phenanthrene 菲 13) Benzo(a)pyrene 苯并(a)芘 6) Anthracene 蒽 14) Indeno(1,2,3-cd)pyrene 茚苯(1,2,3-cd)芘 7) Fluoranthene 荧蒽 15) Dibenzo(a,h)anthracene 二苯并(a,n)蒽 8) Pyrene 芘 16) Benzo(g,hi)perylene 苯并(ghi) 北(二萘嵌苯 ）,开关电源环保要求,开关电源环保要求,开关电源环保要求： 在电子电器制造业中，PAHs通常是作为塑料添加剂进入生产环节中，如塑料粒子在挤塑的时候，和模具之间存在黏着，此时要加入脱模剂，而脱模剂中可能含有PAHs。 多环芳烃PAHs对人体的主要危害部位是呼吸道和皮肤。人们长期处于多环芳烃污染的环境中，可引起急性或慢性伤害。常见症状有日光性皮炎，痤疮型皮炎、毛囊炎及疣状生物等。 多环芳烃落在植物叶片上会堵塞叶片呼吸孔，使其变色，萎缩，卷曲，直至脱落，影响植物的正常生长和结果。例如：受多环芳烃污染的大豆叶片发红离植掉落，使果荚很小或不结粒。,开关电源环保要求,开关电源环保要求： 邻苯二甲酸酯，又称酞酸酯，缩写PAE，是邻苯二甲酸形成的酯的统称。当被用作塑料增塑剂时，一般指的是邻苯二甲酸与415个碳的醇形成的酯。其中邻苯二甲酸二辛酯是最重要的品种。苯二甲酸酯是一类能起到软化作用的化学品。它被普遍应用于玩具、食品包装、乙烯地板、壁纸、清洁剂、指甲油、喷雾剂、洗发水和沐浴液等数百种产品中。研究表明，邻苯二甲酸酯可干扰内分泌 。 含有邻苯二甲酸酯的软塑料玩具及儿童用品有可能被小孩放进口中，如果放置的时间足够长，就会导致邻苯二甲酸酯的溶出量超过安全水平，会危害儿童的肝脏和肾脏，也可引起儿童性早熟。,开关电源环保要求,开关电源环保要求： 卤族元素指周期系A族元素。包括氟（F）、氯（Cl