各种锂电充电器讲义

1、各种锂电充电器讲义1第1页，共49页，2022年，5月20日，7点29分，星期二 Note Book 電腦電源架構AC Adaptor (AC/DC)Inverter (DC/AC)Battery PackDC/DC ConverterBattery Charger2第2页，共49页，2022年，5月20日，7点29分，星期二主題 AC Adaptor (AC/DC) Inverter (DC/AC) Battery DC/DC Converter (DC/DC) Charger3第3页，共49页，2022年，5月20日，7点29分，星期二AC Adaptor依電路可分成：1.線性式 (Lin

2、ear)2.切換式 (Switch)Note Book 皆採用交換式AC/DC Adapter4第4页，共49页，2022年，5月20日，7点29分，星期二線性式AC/DC Adapter 組成要件優點：電路簡單、可靠度高、電磁干擾小、(有穩壓電路) 穩定度高、暫態響應快、漣波小缺點：體積大、重量重、轉換效率低(約4060%) 通常用於20W以下之產品5第5页，共49页，2022年，5月20日，7点29分，星期二切換式 AC/DC Adapter 方塊圖優點：轉換效率高、重量輕、可做直流輸入.缺點：電路複雜、漣波比較大、電磁干擾也較大但整體而言，功率 30W 切換式價錢優於線性式，故目前市場仍

3、以切換式為主流6第6页，共49页，2022年，5月20日，7点29分，星期二切換式電源供應器通常具有下列特點：輸入電壓範圍可為90264V之間輸入頻率範圍4763HZ轉換效率80%以上停電後輸出維持時間(Hold up time)最少10毫秒以上產生之電磁干擾(EMI)需符合FCC和CE標準輸出入端具隔離效果Line regulation 150W 2.變壓器小 3.成本增加14第14页，共49页，2022年，5月20日，7点29分，星期二半橋式(Half-Bridge)15第15页，共49页，2022年，5月20日，7点29分，星期二全橋式(Full-Bridge)16第16页，共49页，2

4、022年，5月20日，7点29分，星期二PFC (Power Factor Correction)功率因素修正器功率因素指的是有效功率與總耗電量(視在功率)之間的關係，也就是有效功率除以總耗電量(視在功率)的比值。基本上功率因素可以衡量電力被有效利用的程度,當功率因素值越大，代表其電力利用率越高。交換式電源供應器上的功率因素校正器的運作原理是去控制調整交流電電流輸入的時間與波型,使其成為純電阻性負載，讓功率因素趨近於1。 這對於電力需求量大到某一個水準的電子設備而言是很重要的, 否則電力設備系統消耗的電力可能超出其規格，極可能干擾同系統的其他電子設備。一般狀況下,電子設備沒有功率因素校正時其P

5、F值約只有0.5。 17第17页，共49页，2022年，5月20日，7点29分，星期二有哪些國家規定PFC為電子設備的標準配備 2001年一月，歐盟正式對電子設備諧波有詳細規範，規定凡輸出在75W600W範圍間之電子設備產品，都必須通過諧波測試Harmonics test(EN 61000-3-2)，測量待測物對電力系統所產生的諧波干擾中國大陸自2002年5月起，規範凡政府機關採購之電子設備，皆將功率因素校正(PFC)視為電子設備的標準配備功能；日本已著手研擬關於節約電力的各項方案，這是一種未來的趨勢，相信在不久的將來，其他國家將陸續跟進。PFC產品乃依據CE規範，法條 EN61000-3-2

6、 + A1 + A2(關於諧波電流限制等細節規範)。18第18页，共49页，2022年，5月20日，7点29分，星期二AC Inlet IEC-C14IEC-C5IEC-C819第19页，共49页，2022年，5月20日，7点29分，星期二AC Adapter 供應商 台達 DELTA光寶 Liteon全漢 FSP高效 HIPRO力信 LI SHIN柏怡 PI20第20页，共49页，2022年，5月20日，7点29分，星期二LCD Back light 21第21页，共49页，2022年，5月20日，7点29分，星期二燈管工作原理 當給予燈管高電壓時，燈管電極射出電子，由電極衝出的電子受電界的

7、影響而運動，因而獲得動能。當這些擁有相當動能的高速電子與管內水銀撞擊時，此狀態下之水銀分子瞬間釋出所增得的能量，由不安定之狀態急速返回原來之安定狀態，此時放出的能量即以紫外線放射出 (以波長253.7nm最為強烈)，此紫外線激發內管壁塗佈之螢光體，螢光體中的電子蓄存能量後瞬間又將其釋出，同時放出波長較長之可視光。簡言之為藉螢光體的作用將可視範圍以外的紫外線轉換為可視光。 22第22页，共49页，2022年，5月20日，7点29分，星期二LCD Panel Backlight Specification 23第23页，共49页，2022年，5月20日，7点29分，星期二Inverter (DC/

8、AC) 其功能是將直流電轉換成交流電，驅動CCFL。24第24页，共49页，2022年，5月20日，7点29分，星期二Inverter 變壓器種類 積層式壓電變壓器優點:效率高,輸出正弦波形偏移小缺點:價格高傳統線圈變壓器25第25页，共49页，2022年，5月20日，7点29分，星期二 Inverter 參考電路26第26页，共49页，2022年，5月20日，7点29分，星期二Inverter Module 供應商 Inverter IC供應商O2 MicroMPSMAXIMInverter Module 供應商台達 DELTA鴻海 FOXCONN 東電化 TDK 勝美達 Sumida 27

9、第27页，共49页，2022年，5月20日，7点29分，星期二電池的分類一次電池 (生產能量)錳乾電池鹼性電池 氧化銀電池 水銀電池 鋰電池 二次電池 (儲存能量)鎳鎘電池 鉛酸電池 鎳氫電池 鋰離子電池 鋰高分子電池 轉換能量燃料電池太陽能電池28第28页，共49页，2022年，5月20日，7点29分，星期二Li-ion Battery TypeCylindricalPrismaticPolymer29第29页，共49页，2022年，5月20日，7点29分，星期二小型二次電池特性比較Ni-CdNi-MHLi-ionLi-polymer電壓(V)1.21.23.73.7體積能量密度(Wh/l)

10、200300500500重量能量密度(Wh/kg)6080150150能量效率(%)75709595壽命(cycles)500500500500記憶效應有少許無無價格(Ni-Cd=1)11.324尺寸圓型/方型圓型/方型圓型/方型薄片型毒性Cd無無無30第30页，共49页，2022年，5月20日，7点29分，星期二 SANYO LI-ion Battery Cell Specification31第31页，共49页，2022年，5月20日，7点29分，星期二Discharge Rate. Characteristics for UR18650F32第32页，共49页，2022年，5月20日，7

11、点29分，星期二 Note Book Battery 未來趨勢容量: 每年約以10%增加Battery 種類: Ni-CD Ni-Mh Li-ion Fuel Cell33第33页，共49页，2022年，5月20日，7点29分，星期二Battery Cell 供應商 SANYOSONYPanasonicSANSUNG (SDI)MOLICEL34第34页，共49页，2022年，5月20日，7点29分，星期二Battery Pack 35第35页，共49页，2022年，5月20日，7点29分，星期二Smart Battery Pack System DiagramGas Gauge2 nd Pr

12、otection1 St Protection鋰電池才需要36第36页，共49页，2022年，5月20日，7点29分，星期二Smart Battery內各區塊功能 Gas Gauge主要功能:計算電池剩餘容量(方法為對流過電池的電流做積分)透過SM Bus 與系統溝通.1st Protection主要功能:當Battery Cell Over Voltage or Under voltage Disable Power MOSFET2nd Protection 主要功能:當Battery Cell Over Voltage 燒斷Fuse37第37页，共49页，2022年，5月20日，7点29分

13、，星期二 Battery Pack Connector Definition1. PACK+2. Clock3. Date4. Thermistor (10K 25oC)5. PACK-38第38页，共49页，2022年，5月20日，7点29分，星期二Battery Pack 供應商 三洋 SANYO新普 SIMPLO順達 Dynapack 摩托羅拉 MOTOROLA39第39页，共49页，2022年，5月20日，7点29分，星期二 DC/DC Converter40第40页，共49页，2022年，5月20日，7点29分，星期二直流對直流轉換器種類線性式穩壓器(Linear Regulator

14、s)* 一般Linear Regulators* LDO Regulators (Low-Dropout Output)交換式穩壓器(Switching Regulators)* 降壓式轉換器(Buck/Step Down Converter)-PWM、PFM mode* 昇壓式轉換器(Boost/Step Up Converter) -PWM、PFM mode* 反向式轉換器(Inver Converter)* Charge Pumps41第41页，共49页，2022年，5月20日，7点29分，星期二線性式穩壓器(Linear Regulators)優點：架構簡單，輸出雜訊低，不需要很多的輸

15、出電容，快速的暫態響應。缺點：效率差，因為輸入輸出的電壓差是以熱量的方式浪費掉。42第42页，共49页，2022年，5月20日，7点29分，星期二DC/DC Converter Type 降壓式轉換器(Buck/Step Down Converter)特點:輸出電壓比輸入電壓低昇壓式轉換器(Boost/Step Up Converter)特點:輸出電壓比輸入電壓高反向式轉換器(Inver Converter)特點:輸出電壓與輸入電壓反相43第43页，共49页，2022年，5月20日，7点29分，星期二 Switching Regulator優點：效率高可達95%. 缺點：額外電感與比較多的輸入

16、輸出電容. 產生的切換雜訊大. 所需PCB面積較大. 價格高.44第44页，共49页，2022年，5月20日，7点29分，星期二 何謂同步整流(Synchronous Rectifier)將二極體換成POWER MOSFET優點:提高效率45第45页，共49页，2022年，5月20日，7点29分，星期二 Li-ion ChargerVoltageCurrentCC ModeCV ModeCCCVCharger Output V-I Curve46第46页，共49页，2022年，5月20日，7点29分，星期二 47第47页，共49页，2022年，5月20日，7点29分，星期二 Battery Selector (Single Battery)48第48页，共49页，2022年，5月2