電源知識講座

第一頁，共二十四頁，2022年，8月28日一、什么是電源，電源的用途是什么？

電源是指供應(yīng)電能的裝置，應(yīng)該叫做電源供應(yīng)器，POWERSUPPLY，比如發(fā)電機(jī)、蓄電池等設(shè)備/裝置。我們這里所說的電源雖然也叫“電源供應(yīng)器”，但它實(shí)際上是不能直接提供電能的裝置，而是轉(zhuǎn)換電能的裝置，嚴(yán)格地講，應(yīng)該叫做電源轉(zhuǎn)換器，有AC-DC、DC-AC、DC-DC。電源轉(zhuǎn)換器的作用是把“粗”電煉“精”，簡單地說，就是把不可直接使用的220V或110V的高壓交流電轉(zhuǎn)化成低壓的可直接使用的直流電。比如，我們的手機(jī)充電器，就是把220V的交流市電轉(zhuǎn)化成5V的直流電，就可以直接給電池充電了。第二頁，共二十四頁，2022年，8月28日二、常見電源的分類及優(yōu)、缺點(diǎn)

主要是按頻率分，分為低頻電源和高頻電源。低頻電源工作頻率是50/60Hz，所以也叫工頻電源。這種電源的結(jié)構(gòu)很簡單，只有三個(gè)部分構(gòu)成：變壓、整流、濾波。這種電源結(jié)構(gòu)簡單，性能比較穩(wěn)定，而且沒有高頻噪聲干擾，但由于其輸入電壓范圍窄，輸出電壓精度差，再加上效率太低、體積大且笨重等缺點(diǎn)，工頻電源已經(jīng)成為夕陽產(chǎn)業(yè)，逐漸為市場所淘汰。現(xiàn)在，只有少數(shù)場合還在使用。第三頁，共二十四頁，2022年，8月28日

高頻電源通常指的就是高頻開關(guān)電源，我們簡稱開關(guān)電源。開關(guān)電源是通過控制主開關(guān)管的導(dǎo)通和關(guān)斷來控制輸出的電壓、電流的。開關(guān)電源的優(yōu)點(diǎn)是，輸入電壓范圍寬（90-264Vac），輸出穩(wěn)壓精度高，功率密度高，相對體積小、重量輕；開關(guān)電源的缺點(diǎn)是，系統(tǒng)/電路復(fù)雜、可靠性沒有工頻變壓器高，且有高頻噪聲干擾。由于開關(guān)電源的諸多優(yōu)點(diǎn)，使得它具有廣闊的應(yīng)用前景。日常生活、生產(chǎn)中它已經(jīng)得到了廣泛的應(yīng)用。第四頁，共二十四頁，2022年，8月28日三、開關(guān)電源的分類

開關(guān)電源可以按控制模式、激勵(lì)模式、升降壓模式、開關(guān)拓?fù)淠Ｊ?、開關(guān)控制模式等不同方式，分為不同種類的電源。

1.按控制模式分：分為PWM和PFM兩種。PWM是指脈寬調(diào)制，這種電源的開關(guān)頻率固定，輸出電壓/電流的變化是通過控制（調(diào)制）開關(guān)管的脈沖寬度來實(shí)現(xiàn)的，這種電源通常是硬開關(guān)型的；PFM是指頻率調(diào)制，這種電源的輸出變化是通過控制開關(guān)管的驅(qū)動頻率的變化來實(shí)現(xiàn)的，這種電源通常是軟開關(guān)型的電源。第五頁，共二十四頁，2022年，8月28日

2.按激勵(lì)模式分：分為自激式和他激式兩種。所謂自激式就是開關(guān)管本身也參與激勵(lì)振蕩，這類電源的可靠性一般比較差，功率也做得較小，現(xiàn)在主要用在幾十瓦以下的領(lǐng)域，如RCC、FCC都是；他激式，顧名思義就是有獨(dú)立的激勵(lì)源驅(qū)動開關(guān)管，一般是IC驅(qū)動，開關(guān)電源常用的模式就是他激式的。

3.從升降壓上分，又分為升壓型（BOOST）、降壓型（BUCK）、升降壓型（BUCK-BOOST）等。功率因數(shù)校正（PFC）電路是典型的升壓型電路，正激、半橋、全橋都是降壓型電路，反激式是升降壓型電路。

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4.從開關(guān)拓?fù)?架構(gòu)模式分：分為反激式、正激式、半橋、全橋等模式，這些模式在這里不做詳細(xì)介紹了。

5.從開關(guān)控制模式上分：分為硬開關(guān)電源和軟開關(guān)電源。硬開關(guān)電源的工作頻率固定，輸出的調(diào)整是通過控制其脈沖寬度來實(shí)現(xiàn)的，這類開關(guān)電源的開關(guān)管除了有導(dǎo)通損耗外還有開關(guān)損耗；軟開關(guān)電源理論上只有導(dǎo)通損耗，開關(guān)損耗為零，這類電源的形式有多種，有部分軟開關(guān)的，有完全軟開關(guān)的，常見的有：有源箝位、準(zhǔn)諧振、諧振、移相等。第七頁，共二十四頁，2022年，8月28日四、高頻開關(guān)電源的主要電氣參數(shù)

開關(guān)電源的主要電氣參數(shù)包括輸入和輸出方面的：

1.輸入：輸入電壓范圍、工作電壓范圍、輸入電壓頻率、沖擊電流、PF值、輸入最大電流、輸入最大功率、效率等。

2.輸出：額定輸出電壓、額定輸出電流、紋波、輸出延遲、輸出保持時(shí)間、輸出過壓保護(hù)、輸出過流保護(hù)、輸出短路保護(hù)等。第八頁，共二十四頁，2022年，8月28日

開關(guān)電源的這些電氣參數(shù)中，非專業(yè)客戶一般會關(guān)注以下幾個(gè)方面：輸入電壓范圍、輸入頻率、功率因數(shù)（PF）、效率、輸出額定電壓、輸出額定電流、紋波等。如果比較專業(yè)一點(diǎn)的客戶，關(guān)注的參數(shù)會更多一些。第九頁，共二十四頁，2022年，8月28日五、開關(guān)電源的其他參數(shù)或性能開關(guān)電源的其他參數(shù)或性能包括：絕緣耐壓、反復(fù)開關(guān)機(jī)、EMC、機(jī)械振蕩、高低溫循環(huán)沖擊、溫升、機(jī)械尺寸等等。這些參數(shù)或性能也是電源產(chǎn)品的重要性能指標(biāo)，對非專業(yè)的客戶來說，他們可能只會關(guān)注EMC、機(jī)械尺寸、溫升等項(xiàng)目。

另外，輸入線是三條或兩條，也要注意一下，一般ADAPTOR類多是兩線，即一火一零；二合一/三合一及大尺寸的電源都是三線，除了一火一零外，還有個(gè)地線，也叫安全地，這根線是接到大地上的。第十頁，共二十四頁，2022年，8月28日六、開關(guān)電源的原材料

變開關(guān)電源所使用的原材料主要有：半導(dǎo)體、電容、電阻、電感、PCB、散熱器等。其中，還有一類材料是比較特殊的，那就是安規(guī)器件，比如保險(xiǎn)管、X/Y電容、變壓器、熱敏、壓敏電阻等。電源本身也有安規(guī)要求。

第十一頁，共二十四頁，2022年，8月28日七、目前我司的開關(guān)電源分類

目前，我司的開關(guān)電源產(chǎn)品主要分為兩大類、三個(gè)小類：

1.兩大類是指INVERTER和CONVERTOR，INVERTER是指逆變器，主要是作為LCD背光驅(qū)動的，DC-AC；CONVERTOR是指電源轉(zhuǎn)換器，AC-DC。

2.三個(gè)小類是指：逆變器、適配器、液晶電視電源。第十二頁，共二十四頁，2022年，8月28日八、變我司開關(guān)電源簡介

1.逆變器（INVERTER）LCD背光驅(qū)動的逆變器業(yè)界俗稱高壓條，輸入為4.5-27V左右的直流電壓，輸出一般是幾百伏（帶載）至一千多伏（空載）的高壓，所以很多人稱它為高壓條。當(dāng)然，我司現(xiàn)在還在研發(fā)低壓的LED背光驅(qū)動。高壓逆變器驅(qū)動的燈管數(shù)目一般有單燈、雙燈、四燈、六燈、十六燈、三十二燈的等等。第十三頁，共二十四頁，2022年，8月28日驅(qū)動單燈的高壓逆變器一般是用在小尺寸液晶顯示器/電視上的，還有用在筆記本電腦上的。雙燈以上的逆變器一般是用在15英寸以上的液晶電視/顯示器上的。目前我司銷售的逆變器以單燈為主，雙燈以上的暫時(shí)沒有單獨(dú)銷售；雙燈、四燈、六燈的逆變器是配合AC-DC部分做成二合一或三合一的電源板銷售的。第十四頁，共二十四頁，2022年，8月28日2.LCDTV電源

LCDTV電源分為小尺寸的二合一/三合一和大尺寸兩類。小尺寸的電源板是15—20英寸的顯示器/電視的配套產(chǎn)品，大尺寸是26英寸以上的液晶電視的配套產(chǎn)品。第十五頁，共二十四頁，2022年，8月28日九、二合一/三合一電源的應(yīng)用二合一電源中雙燈管的板子是用于15英寸的顯示器的，有些公司為了省成本，也會用于15英寸的電視；四燈的一般用于17英寸的顯示器或15、17英寸電視，六燈一般用于19英寸的顯示器或20英寸的電視。三合一的板子只是多了一個(gè)音頻功放部分，這種板不是通用板，現(xiàn)在只有部分客戶需求。第十六頁，共二十四頁，2022年，8月28日二合一/三合一的板子重要的參數(shù)有：1.電源部分，輸入電壓范圍、輸入頻率、效率（純電源部分）、輸出額定電壓/電流、穩(wěn)壓精度、輸出紋波等；2.逆變器部分，由于它是由電源部分的12Vdc供電的，一般不會涉及輸入?yún)?shù)，輸出的參數(shù)有空載電壓、帶載電壓、最大額定輸出電流、調(diào)光方式（模擬0—5V，PWM、混合模式）。第十七頁，共二十四頁，2022年，8月28日十、大屏幕LCDTV電源的應(yīng)用

現(xiàn)在，我們以康佳系列LCDTV為例，作簡單的介紹：

1.26/27英寸系列，總額定輸出功率180瓦左右，輸出三路5V、12V、24V；

2.30、32、37英寸系列，總額定輸出功率為200瓦左右，輸出也是三路，同上（30英寸的屏現(xiàn)在已經(jīng)不是標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格了）；

3.40、42、47英寸系列，總額定輸出功率為300瓦左右，輸出也是三路。第十八頁，共二十四頁，2022年，8月28日

目前，我司開發(fā)的大屏幕LCDTV的電源就是這三個(gè)系列，其中5V和12V的輸出功率基本是相同的，5V為2A，12V為3—4A，24V輸出的變化比較大，這是因?yàn)椴煌叽绲钠恋谋彻鉄艄軘?shù)目不同，屏幕越大，燈管數(shù)目越多，需要的電流就越大。

5V輸出的負(fù)載是MCU，也是待機(jī)電源，當(dāng)遙控關(guān)機(jī)后，只要不切斷輸入電源，它仍有輸出，此時(shí)，MCU處于“休眠”狀態(tài)，12V、24V無輸出；第十九頁，共二十四頁，2022年，8月28日

12V是給功放電路和解碼部分供電的，有的公司可能會要求解碼和功放分開供電，例如，海爾的要求另加一路18V給功放；

24V是給屏做背光供電的，是整個(gè)電源中功率輸出最大的部分，也是功率變化最大的。電源參數(shù)在第四、五兩個(gè)部分有介紹，這里不再重復(fù)。下面以32、37英寸LCDTV的電源為例做簡單介紹。第二十頁，共二十四頁，2022年，8月28日十一、電源安規(guī)簡介由于電源是把高壓電轉(zhuǎn)換為低壓的，必然涉及到安全的問題。各個(gè)國家針對電源都有相關(guān)的法律、法規(guī)，常見的CCC、CE、UL、TUV、VDE等等，具體的如UL1950、EN60950、GB4943等。第二十一頁，共二十四頁，2022