各種鋰電充電器講義

1、各種鋰電充電器講義1第1頁，共49頁，2022年，5月20日，7點(diǎn)29分，星期二 Note Book 電腦電源架構(gòu)AC Adaptor (AC/DC)Inverter (DC/AC)Battery PackDC/DC ConverterBattery Charger2第2頁，共49頁，2022年，5月20日，7點(diǎn)29分，星期二主題 AC Adaptor (AC/DC) Inverter (DC/AC) Battery DC/DC Converter (DC/DC) Charger3第3頁，共49頁，2022年，5月20日，7點(diǎn)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頁，共49頁，2022年，5月20日，7點(diǎn)29分，星期二線性式AC/DC Adapter 組成要件優(yōu)點(diǎn)：電路簡單、可靠度高、電磁干擾小、(有穩(wěn)壓電路) 穩(wěn)定度高、暫態(tài)響應(yīng)快、漣波小缺點(diǎn)：體積大、重量重、轉(zhuǎn)換效率低(約4060%) 通常用於20W以下之產(chǎn)品5第5頁，共49頁，2022年，5月20日，7點(diǎn)29分，星期二切換式 AC/DC Adapter 方塊圖優(yōu)點(diǎn)：轉(zhuǎn)換效率高、重量輕、可做直流輸入.缺點(diǎn)：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(jià)錢優(yōu)於線性式，故目前市場(chǎng)仍

3、以切換式為主流6第6頁，共49頁，2022年，5月20日，7點(diǎn)29分，星期二切換式電源供應(yīng)器通常具有下列特點(diǎn)：輸入電壓範(fàn)圍可為90264V之間輸入頻率範(fàn)圍4763HZ轉(zhuǎn)換效率80%以上停電後輸出維持時(shí)間(Hold up time)最少10毫秒以上產(chǎn)生之電磁干擾(EMI)需符合FCC和CE標(biāo)準(zhǔn)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頁，共49頁，2022年，5月20日，7點(diǎn)29分，星期二半橋式(Half-Bridge)15第15頁，共49頁，2022年，5月20日，7點(diǎn)29分，星期二全橋式(Full-Bridge)16第16頁，共49頁，2

4、022年，5月20日，7點(diǎn)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(guān)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(dāng)功率因素值越大，代表其電力利用率越高。交換式電源供應(yīng)器上的功率因素校正器的運(yùn)作原理是去控制調(diào)整交流電電流輸入的時(shí)間與波型,使其成為純電阻性負(fù)載，讓功率因素趨近於1。 這對(duì)於電力需求量大到某一個(gè)水準(zhǔn)的電子設(shè)備而言是很重要的, 否則電力設(shè)備系統(tǒng)消耗的電力可能超出其規(guī)格，極可能干擾同系統(tǒng)的其他電子設(shè)備。一般狀況下,電子設(shè)備沒有功率因素校正時(shí)其P

5、F值約只有0.5。 17第17頁，共49頁，2022年，5月20日，7點(diǎn)29分，星期二有哪些國家規(guī)定PFC為電子設(shè)備的標(biāo)準(zhǔn)配備 2001年一月，歐盟正式對(duì)電子設(shè)備諧波有詳細(xì)規(guī)範(fàn)，規(guī)定凡輸出在75W600W範(fàn)圍間之電子設(shè)備產(chǎn)品，都必須通過諧波測(cè)試Harmonics test(EN 61000-3-2)，測(cè)量待測(cè)物對(duì)電力系統(tǒng)所產(chǎn)生的諧波干擾中國大陸自2002年5月起，規(guī)範(fàn)凡政府機(jī)關(guān)採購之電子設(shè)備，皆將功率因素校正(PFC)視為電子設(shè)備的標(biāo)準(zhǔn)配備功能；日本已著手研擬關(guān)於節(jié)約電力的各項(xiàng)方案，這是一種未來的趨勢(shì)，相信在不久的將來，其他國家將陸續(xù)跟進(jìn)。PFC產(chǎn)品乃依據(jù)CE規(guī)範(fàn)，法條 EN61000-3-2

6、 + A1 + A2(關(guān)於諧波電流限制等細(xì)節(jié)規(guī)範(fàn))。18第18頁，共49頁，2022年，5月20日，7點(diǎn)29分，星期二AC Inlet IEC-C14IEC-C5IEC-C819第19頁，共49頁，2022年，5月20日，7點(diǎn)29分，星期二AC Adapter 供應(yīng)商 臺(tái)達(dá) DELTA光寶 Liteon全漢 FSP高效 HIPRO力信 LI SHIN柏怡 PI20第20頁，共49頁，2022年，5月20日，7點(diǎn)29分，星期二LCD Back light 21第21頁，共49頁，2022年，5月20日，7點(diǎn)29分，星期二燈管工作原理 當(dāng)給予燈管高電壓時(shí)，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(yùn)動(dòng)，因而獲得動(dòng)能。當(dāng)這些擁有相當(dāng)動(dòng)能的高速電子與管內(nèi)水銀撞擊時(shí)，此狀態(tài)下之水銀分子瞬間釋出所增得的能量，由不安定之狀態(tài)急速返回原來之安定狀態(tài)，此時(shí)放出的能量即以紫外線放射出 (以波長253.7nm最為強(qiáng)烈)，此紫外線激發(fā)內(nèi)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(shí)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(fàn)圍以外的紫外線轉(zhuǎn)換為可視光。 22第22頁，共49頁，2022年，5月20日，7點(diǎn)29分，星期二LCD Panel Backlight Specification 23第23頁，共49頁，2022年，5月20日，7點(diǎn)29分，星期二Inverter (DC/

8、AC) 其功能是將直流電轉(zhuǎn)換成交流電，驅(qū)動(dòng)CCFL。24第24頁，共49頁，2022年，5月20日，7點(diǎn)29分，星期二Inverter 變壓器種類 積層式壓電變壓器優(yōu)點(diǎn):效率高,輸出正弦波形偏移小缺點(diǎn):價(jià)格高傳統(tǒng)線圈變壓器25第25頁，共49頁，2022年，5月20日，7點(diǎn)29分，星期二 Inverter 參考電路26第26頁，共49頁，2022年，5月20日，7點(diǎn)29分，星期二Inverter Module 供應(yīng)商 Inverter IC供應(yīng)商O2 MicroMPSMAXIMInverter Module 供應(yīng)商臺(tái)達(dá) DELTA鴻海 FOXCONN 東電化 TDK 勝美達(dá) Sumida 27

9、第27頁，共49頁，2022年，5月20日，7點(diǎn)29分，星期二電池的分類一次電池 (生產(chǎn)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(chǔ)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(zhuǎn)換能量燃料電池太陽能電池28第28頁，共49頁，2022年，5月20日，7點(diǎn)29分，星期二Li-ion Battery TypeCylindricalPrismaticPolymer29第29頁，共49頁，2022年，5月20日，7點(diǎn)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(yīng)有少許無無價(jià)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頁，共49頁，2022年，5月20日，7點(diǎn)29分，星期二 SANYO LI-ion Battery Cell Specification31第31頁，共49頁，2022年，5月20日，7點(diǎn)29分，星期二Discharge Rate. Characteristics for UR18650F32第32頁，共49頁，2022年，5月20日，7

11、點(diǎn)29分，星期二 Note Book Battery 未來趨勢(shì)容量: 每年約以10%增加Battery 種類: Ni-CD Ni-Mh Li-ion Fuel Cell33第33頁，共49頁，2022年，5月20日，7點(diǎn)29分，星期二Battery Cell 供應(yīng)商 SANYOSONYPanasonicSANSUNG (SDI)MOLICEL34第34頁，共49頁，2022年，5月20日，7點(diǎn)29分，星期二Battery Pack 35第35頁，共49頁，2022年，5月20日，7點(diǎn)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頁，共49頁，2022年，5月20日，7點(diǎn)29分，星期二Smart Battery內(nèi)各區(qū)塊功能 Gas Gauge主要功能:計(jì)算電池剩餘容量(方法為對(duì)流過電池的電流做積分)透過SM Bus 與系統(tǒng)溝通.1st Protection主要功能:當(dāng)Battery Cell Over Voltage or Under voltage Disable Power MOSFET2nd Protection 主要功能:當(dāng)Battery Cell Over Voltage 燒斷Fuse37第37頁，共49頁，2022年，5月20日，7點(diǎn)29分

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

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

15、出電容，快速的暫態(tài)響應(yīng)。缺點(diǎn)：效率差，因?yàn)檩斎胼敵龅碾妷翰钍且詿崃康姆绞嚼速M(fèi)掉。42第42頁，共49頁，2022年，5月20日，7點(diǎn)29分，星期二DC/DC Converter Type 降壓式轉(zhuǎn)換器(Buck/Step Down Converter)特點(diǎn):輸出電壓比輸入電壓低昇壓式轉(zhuǎn)換器(Boost/Step Up Converter)特點(diǎn):輸出電壓比輸入電壓高反向式轉(zhuǎn)換器(Inver Converter)特點(diǎn):輸出電壓與輸入電壓反相43第43頁，共49頁，2022年，5月20日，7點(diǎn)29分，星期二 Switching Regulator優(yōu)點(diǎn)：效率高可達(dá)95%. 缺點(diǎn)：額外電感與比較多的輸入

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