电源知识讲座精品课件

1、第1页，共24页，2022年，5月20日，6点22分，星期五一、什么是电源，电源的用途是什么？ 电源是指供应电能的装置，应该叫做电源供应器，POWER SUPPLY，比如发电机、蓄电池等设备/装置。我们这里所说的电源虽然也叫“电源供应器”，但它实际上是不能直接提供电能的装置，而是转换电能的装置，严格地讲，应该叫做电源转换器，有AC-DC、DC-AC、DC-DC。电源转换器的作用是把“粗”电炼“精”，简单地说，就是把不可直接使用的220V或110V的高压交流电转化成低压的可直接使用的直流电。比如，我们的手机充电器，就是把220V的交流市电转化成5V的直流电，就可以直接给电池充电了。第2页，共24

2、页，2022年，5月20日，6点22分，星期五二、常见电源的分类及优、缺点 主要是按频率分，分为低频电源和高频电源。低频电源工作频率是50/60Hz，所以也叫工频电源。这种电源的结构很简单，只有三个部分构成：变压、整流、滤波。这种电源结构简单，性能比较稳定，而且没有高频噪声干扰，但由于其输入电压范围窄，输出电压精度差，再加上效率太低、体积大且笨重等缺点，工频电源已经成为夕阳产业，逐渐为市场所淘汰。现在，只有少数场合还在使用。第3页，共24页，2022年，5月20日，6点22分，星期五 高频电源通常指的就是高频开关电源，我们简称开关电源。开关电源是通过控制主开关管的导通和关断来控制输出的电压、电

3、流的。开关电源的优点是，输入电压范围宽（90-264Vac），输出稳压精度高，功率密度高，相对体积小、重量轻；开关电源的缺点是，系统/电路复杂、可靠性没有工频变压器高，且有高频噪声干扰。由于开关电源的诸多优点，使得它具有广阔的应用前景。日常生活、生产中它已经得到了广泛的应用。第4页，共24页，2022年，5月20日，6点22分，星期五三、开关电源的分类 开关电源可以按控制模式、激励模式、升降压模式、开关拓扑模式、开关控制模式等不同方式，分为不同种类的电源。 1.按控制模式分：分为PWM和PFM两种。PWM是指脉宽调制，这种电源的开关频率固定，输出电压/电流的变化是通过控制（调制）开关管的脉冲宽

4、度来实现的，这种电源通常是硬开关型的；PFM是指频率调制，这种电源的输出变化是通过控制开关管的驱动频率的变化来实现的，这种电源通常是软开关型的电源。第5页，共24页，2022年，5月20日，6点22分，星期五 2.按激励模式分：分为自激式和他激式两种。所谓自激式就是开关管本身也参与激励振荡，这类电源的可靠性一般比较差，功率也做得较小，现在主要用在几十瓦以下的领域，如RCC、FCC都是；他激式，顾名思义就是有独立的激励源驱动开关管，一般是IC驱动，开关电源常用的模式就是他激式的。 3.从升降压上分，又分为升压型（BOOST）、降压型（BUCK）、升降压型（BUCK-BOOST）等。功率因数校正（

5、PFC）电路是典型的升压型电路，正激、半桥、全桥都是降压型电路，反激式是升降压型电路。 第6页，共24页，2022年，5月20日，6点22分，星期五 4.从开关拓扑/架构模式分：分为反激式、正激式、半桥、全桥等模式，这些模式在这里不做详细介绍了。 5.从开关控制模式上分：分为硬开关电源和软开关电源。硬开关电源的工作频率固定，输出的调整是通过控制其脉冲宽度来实现的，这类开关电源的开关管除了有导通损耗外还有开关损耗；软开关电源理论上只有导通损耗，开关损耗为零，这类电源的形式有多种，有部分软开关的，有完全软开关的，常见的有：有源箝位、准谐振、谐振、移相等。第7页，共24页，2022年，5月20日，6

6、点22分，星期五四、高频开关电源的主要电气参数 开关电源的主要电气参数包括输入和输出方面的： 1.输入：输入电压范围、工作电压范围、输入电压频率、 冲击电流、PF值、输入最大电流、输入最大功率、效率等。 2.输出：额定输出电压、额定输出电流、纹波、输出延迟、输出保持时间、输出过压保护、输出过流保护、输出短路保护等。第8页，共24页，2022年，5月20日，6点22分，星期五 开关电源的这些电气参数中，非专业客户一般会关注以下几个方面：输入电压范围、输入频率、功率因数（PF）、效率、输出额定电压、输出额定电流、纹波等。如果比较专业一点的客户，关注的参数会更多一些。 第9页，共24页，2022年，

7、5月20日，6点22分，星期五五、开关电源的其他参数或性能 开关电源的其他参数或性能包括：绝缘耐压、反复开关机、EMC、机械振荡、高低温循环冲击、温升、机械尺寸等等。 这些参数或性能也是电源产品的重要性能指标，对非专业的客户来说，他们可能只会关注EMC、机械尺寸、温升等项目。 另外，输入线是三条或两条，也要注意一下，一般ADAPTOR类多是两线，即一火一零；二合一/三合一及大尺寸的电源都是三线，除了一火一零外，还有个地线，也叫安全地，这根线是接到大地上的。第10页，共24页，2022年，5月20日，6点22分，星期五六、开关电源的原材料 变开关电源所使用的原材料主要有：半导体、电容、电阻、电感

8、、PCB、散热器等。其中，还有一类材料是比较特殊的，那就是安规器件，比如保险管、X/Y电容、变压器、热敏、压敏电阻等。电源本身也有安规要求。 第11页，共24页，2022年，5月20日，6点22分，星期五七、目前我司的开关电源分类 目前，我司的开关电源产品主要分为两大类、三个小类： 1.两大类是指INVERTER和CONVERTOR，INVERTER是指逆变器，主要是作为LCD背光驱动的，DC-AC；CONVERTOR是指电源转换器，AC-DC。 2.三个小类是指：逆变器、适配器、液晶电视电源。第12页，共24页，2022年，5月20日，6点22分，星期五八、变我司开关电源简介 1.逆变器（I

9、NVERTER） LCD背光驱动的逆变器业界俗称高压条，输入为4.5-27V左右的直流电压，输出一般是几百伏（带载）至一千多伏（空载）的高压，所以很多人称它为高压条。当然，我司现在还在研发低压的LED背光驱动。 高压逆变器驱动的灯管数目一般有单灯、双灯、四灯、六灯、十六灯、三十二灯的等等。第13页，共24页，2022年，5月20日，6点22分，星期五 驱动单灯的高压逆变器一般是用在小尺寸液晶显示器/电视上的，还有用在笔记本电脑上的。双灯以上的逆变器一般是用在15英寸以上的液晶电视/显示器上的。目前我司销售的逆变器以单灯为主，双灯以上的暂时没有单独销售；双灯、四灯、六灯的逆变器是配合AC-DC部

10、分做成二合一或三合一的电源板销售的。第14页，共24页，2022年，5月20日，6点22分，星期五 2.LCD TV电源 LCD TV电源分为小尺寸的二合一/三合一和大尺寸两类。小尺寸的电源板是1520英寸的显示器/电视的配套产品，大尺寸是26英寸以上的液晶电视的配套产品。第15页，共24页，2022年，5月20日，6点22分，星期五九、二合一/三合一电源的应用 二合一电源中双灯管的板子是用于15英寸的显示器的，有些公司为了省成本，也会用于15英寸的电视；四灯的一般用于17英寸的显示器或15、17英寸电视，六灯一般用于19英寸的显示器或20英寸的电视。三合一的板子只是多了一个音频功放部分，这种

11、板不是通用板，现在只有部分客户需求。第16页，共24页，2022年，5月20日，6点22分，星期五 二合一/三合一的板子重要的参数有：1.电源部分，输入电压范围、输入频率、效率（纯电源部分）、输出额定电压/电流、稳压精度、输出纹波等；2.逆变器部分，由于它是由电源部分的12Vdc供电的，一般不会涉及输入参数，输出的参数有空载电压、带载电压、最大额定输出电流、调光方式（模拟05V，PWM、混合模式）。第17页，共24页，2022年，5月20日，6点22分，星期五十、大屏幕LCD TV电源的应用 现在，我们以康佳系列LCD TV为例，作简单的介绍： 1. 26/27英寸系列，总额定输出功率180瓦

12、左右，输出三路5V、12V、24V； 2. 30、32、37英寸系列，总额定输出功率为200瓦左右，输出也是三路，同上（30英寸的屏现在已经不是标准规格了）； 3. 40、42、47英寸系列，总额定输出功率为300瓦左右，输出也是三路。第18页，共24页，2022年，5月20日，6点22分，星期五 目前，我司开发的大屏幕LCDTV的电源就是这三个系列，其中5V和12V的输出功率基本是相同的，5V为2A，12V为34A，24V输出的变化比较大，这是因为不同尺寸的屏的背光灯管数目不同，屏幕越大，灯管数目越多，需要的电流就越大。 5V输出的负载是MCU，也是待机电源，当遥控关机后，只要不切断输入电源

13、，它仍有输出，此时，MCU处于“休眠”状态，12V、24V无输出；第19页，共24页，2022年，5月20日，6点22分，星期五 12V是给功放电路和解码部分供电的，有的公司可能会要求解码和功放分开供电，例如，海尔的要求另加一路18V给功放； 24V是给屏做背光供电的，是整个电源中功率输出最大的部分，也是功率变化最大的。 电源参数在第四、五两个部分有介绍，这里不再重复。下面以32、37英寸LCD TV的电源为例做简单介绍。第20页，共24页，2022年，5月20日，6点22分，星期五十一、电源安规简介 由于电源是把高压电转换为低压的，必然涉及到安全的问题。各个国家针对电源都有相关的法律、法规，常见的CCC、CE、UL、TUV、VDE等等，具体的如UL1950、EN60950、GB4943等。第21页，共24页，2022年，5月20日，6点22分，星期五十一、EMC简介 EMC是指电磁