電力電子在電器中

電力電子與現(xiàn)代生活第4章電力電子技術(shù)在家用電器中的應(yīng)用2第4章電力電子技術(shù)在家用電器中的應(yīng)用家用電器概述家用電器主要指在家庭及類似場所中使用的各種電氣和電子器具，又稱民用電器、日用電器。家用電器作用：一是使人們從繁重、瑣碎、費(fèi)時(shí)的家務(wù)勞動(dòng)中解放出來，二是為人類提供豐富多采的文化娛樂條件，三是創(chuàng)造更為舒適優(yōu)美、更有利于身心健康的生活和工作環(huán)境，成為現(xiàn)代家庭生活的必需品。隨著信息時(shí)代的到來，家用電器向著智能化、網(wǎng)絡(luò)化、信息化方向發(fā)展，其中電力電子技術(shù)起著越來越重要的作用。3第4章電力電子技術(shù)在家用電器中的應(yīng)用家用電器的分類方法在尚未統(tǒng)一。但按產(chǎn)品的功能、用途分類較常見，大致分為8類。①聲像電器。包括微型投影儀、電視機(jī)、收音機(jī)、錄音機(jī)、錄像機(jī)、攝像機(jī)、組合音響、DVD等。②空調(diào)制冷電器。包括家用冰箱、冷飲機(jī)、空調(diào)器、電扇、換氣扇、冷熱風(fēng)器、空氣去濕器等。③網(wǎng)絡(luò)通訊電器。包括個(gè)人電腦、打印機(jī)、掃描儀、手機(jī)、電話機(jī)等。④清潔電器。包括洗衣機(jī)、干衣機(jī)、電熨斗、吸塵器、地板打蠟機(jī)等。4第4章電力電子技術(shù)在家用電器中的應(yīng)用⑤廚房電器。包括電灶，微波爐、電磁灶、電烤箱、電飯鍋、洗碗機(jī)、電熱水器、食物加工機(jī)等。⑥電暖器具。包括電暖氣、電熱毯、電熱被、水熱毯、電熱服、空間加熱器等。⑦整容保健電器。包括電動(dòng)剃須刀、電吹風(fēng)、整發(fā)器、超聲波洗面器、電動(dòng)按摩器，加濕器、負(fù)離子發(fā)生器等。⑧其他電器。如煙火報(bào)警器、電鈴、照明燈具、臭氧機(jī)等。有些電器，雖功能用途不同，但電路原理相似。在此，按照電力電子電路相似的原則進(jìn)行分類講解。5第4章電力電子技術(shù)在家用電器中的應(yīng)用

4.1變頻技術(shù)在家電中的應(yīng)用

4.2交流電力控制技術(shù)在家電中的應(yīng)用

4.3開關(guān)電源在家電中的應(yīng)用

4.4

手機(jī)等便攜式移動(dòng)設(shè)備的電源管理

64.1變頻技術(shù)在家用電器中的應(yīng)用變頻技術(shù)概述：變頻技術(shù)：是把交流電轉(zhuǎn)化為頻率固定或可調(diào)的交流電的技術(shù)，一般要經(jīng)過整流和逆變兩個(gè)環(huán)節(jié)。變頻技術(shù)主要應(yīng)用于需要電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的這類家用電器，用來調(diào)節(jié)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速，以滿足不同功能的需求，例如，變頻空調(diào)、變頻冰箱、變頻洗衣機(jī)等。也有些家用電器，雖沒有電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)，但也需要變頻或頻率固定的高頻交流電，例如，微波爐、電磁爐、節(jié)能燈等。整流濾波逆變ACACDC74.1變頻技術(shù)在家用電器中的應(yīng)用用于電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的變頻技術(shù)：交—直—交變頻器基本結(jié)構(gòu)整流器濾波器

逆變器84.1變頻技術(shù)在家用電器中的應(yīng)用工業(yè)變頻器主電路圖380V50Hz94.1變頻技術(shù)在家用電器中的應(yīng)用220V50Hz家用變頻器主電路圖104.1變頻技術(shù)在家用電器中的應(yīng)用用于其它家用電器的變頻技術(shù)：220V50Hz電壓可調(diào)幾十kHz114.1變頻技術(shù)在家用電器中的應(yīng)用用于其他家用電器的變頻技術(shù)：220V50Hz電壓可調(diào)幾十kHz121、空調(diào)器的誕生與發(fā)展：

1901年夏季,美國薩克特·威廉斯印刷出版公司由于濕熱的空氣,生產(chǎn)大受影響。為此,印刷公司找到了布法羅鍛冶公司,尋求一種能夠調(diào)節(jié)空氣溫度、濕度的設(shè)備。布法羅鍛冶公司將此任務(wù)交給了年輕工程師卡里爾?？ɡ餇柾ㄟ^自己的設(shè)想和實(shí)踐,在1902年7月17日給薩克特·

威廉斯印刷出版公司安裝了由自己設(shè)計(jì)的設(shè)備,取得了較好的效果,世界上第一臺空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)，簡稱空調(diào)由此產(chǎn)生。1906年，卡里爾以“空氣處理裝置”為名申請了美國專利。4.1.1空調(diào)器134.1變頻技術(shù)在家用電器中的應(yīng)用1915年,卡里爾與朋友集資32萬美元,成立了制造空調(diào)設(shè)備的卡里爾公司（中國譯名開利公司），至今它仍是世界最大的空調(diào)公司之一。1922年,卡里爾公司成功研制了具有里程碑地位的產(chǎn)品—離心式空調(diào)機(jī)，從此空調(diào)效率大大提高，調(diào)節(jié)空間空前增大，空調(diào)服務(wù)的對象由機(jī)器變成了人。1928年,卡里爾公司推出第一代家用空調(diào)，但由于第二次世界大戰(zhàn)打斷了家用空調(diào)的普及過程。20世紀(jì)50年代，隨著經(jīng)濟(jì)的起飛，家用空調(diào)進(jìn)入較為發(fā)達(dá)國家的家庭。80年代，逐漸進(jìn)入中國的家庭。4.1變頻技術(shù)在家用電器中的應(yīng)用空調(diào)器發(fā)明的另一說法：

在1881年7月某日，美國總統(tǒng)格菲爾德在華盛頓車站突然遭到槍擊，子彈進(jìn)入脊椎，生命岌岌可危。當(dāng)時(shí)，正值盛夏，高溫難耐，總統(tǒng)極度衰弱。此時(shí)，醫(yī)生們提出，只有降低室內(nèi)空氣溫度，才能進(jìn)行手術(shù)來挽救總統(tǒng)的生命。因此，降低室溫，一時(shí)成為國家的大事，國務(wù)院立即下令華盛頓海軍工廠派人火速解決。當(dāng)時(shí)，海軍派了技師多西前往醫(yī)院去完成這一艱巨任務(wù)。多西是一位礦山技術(shù)人員，他懂得在礦山掘井中輸送空氣的技術(shù)，知道空氣經(jīng)過壓縮就會放出熱量。根據(jù)這一原理，他在醫(yī)院里安裝了一臺發(fā)動(dòng)機(jī)，用壓縮機(jī)來處理病房中的空氣。其方法是：用一根管子通入病房，將房中的熱氣吸出，壓縮后用水冷卻，將冷卻后的空氣再送回病房。這樣一來，病房內(nèi)的空氣溫度由36℃降到25℃左右。這一溫度的急劇變化效果，很快地傳遍了美國。進(jìn)而世界上第一臺最原始的空調(diào)器也由此而演變和產(chǎn)生了。14154.1變頻技術(shù)在家用電器中的應(yīng)用2、空調(diào)器的功能

1)調(diào)節(jié)室內(nèi)溫度。空調(diào)房間夏季保持在24～28oC、冬季保持在18～20oC是比較理想的。

2)調(diào)節(jié)室內(nèi)濕度。夏季降溫除濕，有的空調(diào)冬季可加濕。

3)調(diào)節(jié)室內(nèi)氣流速度。

4)凈化室內(nèi)空氣。加空氣過濾器。

5)定期更換室內(nèi)空氣。部分空調(diào)器。

7)產(chǎn)生負(fù)離子。有些空調(diào)器裝有負(fù)離子發(fā)生器。164.1變頻技術(shù)在家用電器中的應(yīng)用3、

空調(diào)器分類按結(jié)構(gòu)形式分類

1）窗式空調(diào)器。

2）分體式空調(diào)：壁掛式、立柜式、吊頂式、嵌入式、小型中央空調(diào)等。按主要功能分類

1)冷風(fēng)型（單冷型）。

2)熱泵冷風(fēng)型。在冷風(fēng)型的基礎(chǔ)上增加了一個(gè)電磁換向閥，既能制冷降溫，又可制熱取暖。

3)電熱冷風(fēng)型。加裝電熱絲，比熱泵冷風(fēng)型制熱效率低。174.1變頻技術(shù)在家用電器中的應(yīng)用4、

空調(diào)器結(jié)構(gòu)184.1變頻技術(shù)在家用電器中的應(yīng)用5、

空調(diào)器的制冷原理下圖是熱泵冷風(fēng)型空調(diào)器制冷時(shí)制冷劑的流動(dòng)路線，制冷劑蒸汽由壓縮機(jī)排出，經(jīng)過換向閥進(jìn)入冷凝器換熱冷凝后，流經(jīng)毛細(xì)管進(jìn)入蒸發(fā)器吸熱氣化，制冷劑蒸汽再經(jīng)過換向閥進(jìn)入壓縮機(jī)的吸氣口，由壓縮機(jī)進(jìn)行壓縮再循環(huán)。結(jié)果從室內(nèi)換熱器送出的是冷風(fēng)，即制冷。管道壓力大氣體→液體釋放熱量管道壓力小液體→氣體吸收熱量毛細(xì)管19

壓縮機(jī)室外機(jī)冷凝器膨脹閥(節(jié)流閥)室內(nèi)機(jī)蒸發(fā)器四通換向閥發(fā)熱吸熱冷風(fēng)制冷循環(huán)204.1變頻技術(shù)在家用電器中的應(yīng)用6、

空調(diào)器的制熱原理（熱泵型）圖為熱泵冷風(fēng)型空調(diào)器制熱時(shí)制冷劑流動(dòng)路線，由壓縮機(jī)排出的高壓高溫蒸汽，經(jīng)過換向閥進(jìn)入室內(nèi)換熱器(冷凝器功能)，冷凝散熱后經(jīng)毛細(xì)管流入室外換熱器吸熱氣化，制冷劑蒸汽再經(jīng)過換向閥進(jìn)入壓縮機(jī)的吸氣口，經(jīng)壓縮進(jìn)行再循環(huán)。結(jié)果是從室內(nèi)換熱器送出的是熱風(fēng)，即制熱。管道壓力小氣體→液體散熱管道壓力大液體→氣體吸熱毛細(xì)管21室內(nèi)機(jī)膨脹閥放熱四通換向閥壓縮機(jī)室外機(jī)供熱循環(huán)暖風(fēng)吸熱224.1變頻技術(shù)在家用電器中的應(yīng)用7、分體空調(diào)機(jī)的組成：室內(nèi)電氣：整個(gè)控制電路以單片機(jī)為中心，大致可分為：整流濾波電路、直流穩(wěn)壓電源電路、單片機(jī)及外圍控制電路、遙控接收電路。室內(nèi)機(jī)組結(jié)構(gòu)：主要由換熱器、貫流風(fēng)扇及電動(dòng)機(jī)、自動(dòng)風(fēng)向系統(tǒng)、排水系統(tǒng)等組成。l）換熱器，用于冷卻（或加熱）室內(nèi)空氣。2）貫流風(fēng)扇及電動(dòng)機(jī)完成室內(nèi)空氣的循環(huán)。3）自動(dòng)風(fēng)向系統(tǒng)又稱搖風(fēng)機(jī)構(gòu)，它是為使空調(diào)器向室內(nèi)送風(fēng)均勻、舒適而設(shè)置的。4）排水系統(tǒng)將空調(diào)制冷運(yùn)行時(shí)，室內(nèi)換熱器（此時(shí)為蒸發(fā)器）上的冷凝水排向室外。

234.1變頻技術(shù)在家用電器中的應(yīng)用244.1變頻技術(shù)在家用電器中的應(yīng)用室外電氣：室外電路比較簡單，主要有壓縮機(jī)、變頻器或起動(dòng)電路、過載保護(hù)電路，室外風(fēng)機(jī)電路組成。室外機(jī)組結(jié)構(gòu)：主要包括全封閉式壓縮機(jī)、室外換熱器、四通換向閥、毛細(xì)管、軸流風(fēng)扇及電動(dòng)機(jī)等，通過液閥（小管）和汽閥（大管）與室內(nèi)機(jī)連接。254.1變頻技術(shù)在家用電器中的應(yīng)用264.1變頻技術(shù)在家用電器中的應(yīng)用8、定頻空調(diào)的電氣系統(tǒng)（窗式機(jī)）不能調(diào)速274.1變頻技術(shù)在家用電器中的應(yīng)用定頻空調(diào)運(yùn)行特點(diǎn)：壓縮機(jī)電動(dòng)機(jī)，是單相交流電動(dòng)機(jī)，運(yùn)行在工頻狀態(tài)，不能調(diào)速。其運(yùn)行規(guī)律是：定頻空調(diào)器制冷運(yùn)行時(shí)，壓縮機(jī)定速運(yùn)行，房間溫度下降，到達(dá)設(shè)定的停機(jī)溫度時(shí)，壓縮機(jī)停機(jī)；隨后，室內(nèi)溫度逐漸上升，到達(dá)溫控器的開機(jī)溫度時(shí)，壓縮機(jī)啟動(dòng)。這樣，壓縮機(jī)不斷地開、停，維持室內(nèi)溫度在設(shè)定溫度上、下波動(dòng)。定頻空調(diào)開開停停，室溫上下波動(dòng)，給人帶來不適感。定頻空調(diào)的開機(jī)電流數(shù)倍于額定電流(沖擊電流)，易損壞電機(jī)，并且定速空調(diào)在運(yùn)行中頻繁開停機(jī)，很費(fèi)電。284.1變頻技術(shù)在家用電器中的應(yīng)用9、交流變頻空調(diào)的結(jié)構(gòu)與原理：交流變頻、直流變頻ACAC三相交流異步電動(dòng)機(jī)交流變頻空調(diào)電氣系統(tǒng)交流變頻電控結(jié)構(gòu)：294.1變頻技術(shù)在家用電器中的應(yīng)用變頻調(diào)速的基本原理：交流電動(dòng)機(jī)的同步轉(zhuǎn)速表達(dá)式：

n=60f/p式中:n—異步電動(dòng)機(jī)的同步轉(zhuǎn)速：f—供電頻率

p—電動(dòng)機(jī)極對數(shù)，常數(shù)。由式可知，異步電動(dòng)機(jī)的同步轉(zhuǎn)速n與供電頻率f成正比，只要改變電動(dòng)機(jī)的供電頻率f

，就可改變電動(dòng)機(jī)的同步轉(zhuǎn)速，也就是改變電動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)速。當(dāng)頻率f在0~50Hz的范圍內(nèi)變化時(shí)，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)范圍非常寬，因此變頻器是一種理想的高效率、高性能的調(diào)速手段。304.1變頻技術(shù)在家用電器中的應(yīng)用變頻器的功率元件：功率模塊功率集成電路IPM(海信)314.1變頻技術(shù)在家用電器中的應(yīng)用

與定頻空調(diào)相比，變頻空調(diào)有以下優(yōu)點(diǎn)：

1）舒適：當(dāng)室內(nèi)溫度與設(shè)定溫度相差較大時(shí)，壓縮機(jī)高速運(yùn)行，使室內(nèi)溫度盡快下降，當(dāng)室內(nèi)溫度接近設(shè)定溫度時(shí)，壓縮機(jī)運(yùn)行速度逐漸下降，使室內(nèi)溫度保持恒定。壓縮機(jī)基本不停機(jī)。

2）節(jié)能：一方面變頻空調(diào)不像定頻一樣頻繁啟動(dòng)，不會產(chǎn)生一次次的瞬間沖擊大電流；同時(shí)，壓縮機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)頻率越低、空調(diào)的能效比越高（風(fēng)機(jī)泵類變頻節(jié)能）。較定速空調(diào)器節(jié)電大約20％～30％。

3）制冷、制熱能力強(qiáng)：

變頻空調(diào)的制冷量或制熱量，高速運(yùn)行時(shí)，能大大高出額定值。例如，某變頻空調(diào)KFR-28GW/BP，其額定制冷量為2800W，而制冷能力可在900~3200W之間調(diào)整；其額定制熱量為3700W，而制熱能力可在950～4800W之間調(diào)整。

324.1變頻技術(shù)在家用電器中的應(yīng)用8、直流變頻空調(diào)把采用無刷直流電動(dòng)機(jī)作為壓縮機(jī)的空調(diào)稱為“直流變頻空調(diào)”，從概念上來說直流變頻是不確切的，因?yàn)橹绷麟娛菦]有頻率的，也就談不上變頻，但人們已經(jīng)形成了習(xí)慣。稱直流變頻原因？無刷直流電動(dòng)機(jī)。（電瓶車、電動(dòng)汽車）

直流無刷電動(dòng)機(jī)的確有一個(gè)與逆變器結(jié)構(gòu)完全一樣的換流裝置，工作原理也基本一樣。但它的作用是取代了普通直流電動(dòng)機(jī)中的換相電刷，給繞組通電，而不是變頻。全直流變頻空調(diào)是指壓縮機(jī)電機(jī)、室內(nèi)風(fēng)扇電機(jī)、室外風(fēng)扇電機(jī)都使用直流無刷調(diào)速電機(jī)，毛細(xì)管改用電子膨脹閥來調(diào)節(jié)制冷劑的流量。性能提升，耗電進(jìn)一步降低。334.1變頻技術(shù)在家用電器中的應(yīng)用什么是無刷直流電動(dòng)機(jī)：普通直流電動(dòng)機(jī)的工作原理：定子勵(lì)磁，轉(zhuǎn)子通電。電刷和電源固定連接，換向片隨轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)。無論怎樣轉(zhuǎn)動(dòng)，總是上半邊電流向里，下半邊電流向外；左手定則，轉(zhuǎn)子逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)。定子轉(zhuǎn)子344.1變頻技術(shù)在家用電器中的應(yīng)用直流電動(dòng)機(jī)的工作原理---動(dòng)態(tài)演示354.1變頻技術(shù)在家用電器中的應(yīng)用無刷直流電動(dòng)機(jī)的工作原理無刷直流電動(dòng)機(jī)是將直流電動(dòng)機(jī)反裝，即將永磁體放在轉(zhuǎn)子上，而電樞繞組成為定子繞組。這樣，就省掉普通直流電機(jī)所必須的電刷，所以把這種電機(jī)稱為無刷直流電機(jī)。無刷直流電機(jī)既克服了傳統(tǒng)的直流電機(jī)的一些缺陷，如電磁干擾、噪聲、火花可靠性差、壽命短，又具有交流電機(jī)所不具有的一些優(yōu)點(diǎn)，如運(yùn)行效率高、調(diào)速性能好、無渦流損失。所以，直流變頻空調(diào)相對與交流變頻空調(diào)而言，具有更大的節(jié)能優(yōu)勢。永磁體繞組4.1變頻技術(shù)在家用電器中的應(yīng)用無刷直流電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子位置檢測：無刷直流電機(jī)在運(yùn)行時(shí)，必須實(shí)時(shí)檢測出永磁轉(zhuǎn)子的位置，從而進(jìn)行相應(yīng)的驅(qū)動(dòng)控制，以驅(qū)動(dòng)電機(jī)對應(yīng)繞組通電，才能保證電機(jī)平穩(wěn)地運(yùn)行。位置檢測有兩種方法：一是有位置傳感器的檢測。利用電機(jī)內(nèi)部的位置傳感器（通常為霍爾元件）提供的信號，確定轉(zhuǎn)子的位置。二是無位置傳感器的檢測。在無刷直流電動(dòng)機(jī)中總有兩相線圈通電，一相不通電。一般無法對通電線圈測出感應(yīng)電壓，因此通常以剩余的一相作為轉(zhuǎn)子位置檢測信號用線，捕捉到感應(yīng)電壓，確定轉(zhuǎn)子的位置。直流變頻空調(diào)壓縮機(jī)都采用后一種方法進(jìn)行電機(jī)位置檢測。364.1變頻技術(shù)在家用電器中的應(yīng)用無刷直流電動(dòng)機(jī)的換向器為使定子各個(gè)繞組能按照規(guī)定的次序分配電流，需要一個(gè)定子電流換向器，該換向器與普通的逆變器結(jié)構(gòu)相同，但作用不同。工作原理：由轉(zhuǎn)子位置檢測器，檢測轉(zhuǎn)子磁極的空間位置，根據(jù)轉(zhuǎn)子空間位置的變化，由控制器進(jìn)行計(jì)算并送出控制信號，去驅(qū)動(dòng)換向器各開關(guān)器件的通斷，給對應(yīng)的繞組通電，完成直流電動(dòng)機(jī)的換向功能，使電動(dòng)機(jī)連續(xù)平穩(wěn)的運(yùn)轉(zhuǎn)。37直流變頻空調(diào)的電路原理圖384.1變頻技術(shù)在家用電器中的應(yīng)用無刷直流電動(dòng)機(jī)的工作原理轉(zhuǎn)子永磁無需通電，定子多數(shù)采用兩相通電方式。換流器不斷地切換，順序：AB-AC-BC-BA-CA-CB-AB

對應(yīng)的導(dǎo)通器件：61-12-23-34-45-56-61ABCXYZ此刻：AB:A-X-Y-B下一步：AC:A-X-Z-C394.1變頻技術(shù)在家用電器中的應(yīng)用無刷直流電動(dòng)機(jī)：空調(diào)鐵殼無刷直流風(fēng)扇電機(jī)外形

換向器定子轉(zhuǎn)子IPM模塊換向器404.1變頻技術(shù)在家用電器中的應(yīng)用直流變頻壓縮機(jī)效率比交流變頻壓縮機(jī)高10%-30%，噪音低5-10分貝，相對成本也略高。120°和180°是兩種不同的換流方案。120°就是在任意時(shí)刻三相中只有兩相導(dǎo)通，一相截止。算法簡單，但在轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速變化大的時(shí)候，效率很低，逐漸被180°方案所取代。180°就是在任意時(shí)刻三相都導(dǎo)通。如圖tttuAuBuC120°導(dǎo)電方式tttuAuBuC180°導(dǎo)電方式4.1變頻技術(shù)在家用電器中的應(yīng)用直流變頻空調(diào)電控總體框圖414.1變頻技術(shù)在家用電器中的應(yīng)用42格力直流變頻壓縮機(jī)結(jié)構(gòu)圖：43三相異步電動(dòng)機(jī)由定子和轉(zhuǎn)子兩大部分組成。定子由機(jī)座、定子鐵心、定子繞組組成。轉(zhuǎn)子由轉(zhuǎn)子鐵心和轉(zhuǎn)子繞組組成。

三相異步電動(dòng)機(jī)簡介：

1、結(jié)構(gòu)：4.1變頻技術(shù)在家用電器中的應(yīng)用441、機(jī)座：起固定和支撐定子鐵心的作用，一般用鑄鐵制造。2、定子鐵心：由硅鋼片沖疊而成，鐵心內(nèi)開有均勻的槽，嵌放定子繞組。三相異步電動(dòng)機(jī)的定子（STATOR）定子由機(jī)座、定子鐵心、定子繞組組成。4.1變頻技術(shù)在家用電器中的應(yīng)用45定子繞組4.1變頻技術(shù)在家用電器中的應(yīng)用46

轉(zhuǎn)子:在旋轉(zhuǎn)磁場作用下，產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢或電流。2.轉(zhuǎn)子鼠籠轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)子鐵心：由外周有槽的硅鋼片疊成。(1)鼠籠式轉(zhuǎn)子

鐵芯槽內(nèi)放銅條，端部用短路環(huán)形成一體?；蜩T鋁形成轉(zhuǎn)子繞組。(2)繞線式轉(zhuǎn)子

同定子繞組一樣，也分為三相，并且接成星形。鼠籠式繞線式4.1變頻技術(shù)在家用電器中的應(yīng)用47三相異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)（ROTATOR）

4.1變頻技術(shù)在家用電器中的應(yīng)用48工作原理要點(diǎn)三相交流電通過定子繞組產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場；轉(zhuǎn)子繞組切割磁力線從而產(chǎn)生感應(yīng)電勢；異步感應(yīng)電勢在轉(zhuǎn)子繞組中產(chǎn)生感應(yīng)電流；有感應(yīng)電流的轉(zhuǎn)子繞組，在磁場中受到電磁力（矩）的作用，從而使轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)；轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速始終低于旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)速(同步轉(zhuǎn)速)。4.1變頻技術(shù)在家用電器中的應(yīng)用49

定子三相繞組通入三相交流電(星形聯(lián)接)旋轉(zhuǎn)磁場的產(chǎn)生o4.1變頻技術(shù)在家用電器中的應(yīng)用50工作原理iAiCiB4.1變頻技術(shù)在家用電器中的應(yīng)用假如：在A相電流最大時(shí)，旋轉(zhuǎn)磁場的N極位于A點(diǎn)；則：在B相電流最大時(shí)，旋轉(zhuǎn)磁場的N極位于B點(diǎn)；在C相電流最大時(shí)，旋轉(zhuǎn)磁場的N極位于C點(diǎn)；所以磁場按順時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)。51旋轉(zhuǎn)磁場的連續(xù)觀察U1V1W1U2V2W2SNNS4.1變頻技術(shù)在家用電器中的應(yīng)用52電冰箱的發(fā)明：第一臺人工制冷壓縮機(jī)是由哈里森在1851年發(fā)明的。

哈里森是澳大利亞《基朗廣告報(bào)》的老板，在一次用乙醚清洗鉛字時(shí)，他發(fā)現(xiàn)乙醚涂在金屬上有強(qiáng)烈的冷卻作用。

乙醚是一種沸點(diǎn)低的液體，它很容易發(fā)生蒸發(fā)吸熱現(xiàn)象。

哈里森經(jīng)過研究研制出了使用乙醚和壓力泵的冷凍機(jī)，并把它應(yīng)用在澳大利亞的一家釀酒廠，供釀酒時(shí)制冷降溫用。第一臺用電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)壓縮機(jī)工作的冰箱是由瑞典工程師布萊頓和孟德斯于1923年發(fā)明的。后來一家美國公司買去了他們的專利，于1925年生產(chǎn)出第一批家用冰箱?？梢姡嚎照{(diào)與冰箱的發(fā)明過程不同，但目前二者原理相似。4.1.2電冰箱534.1.2電冰箱冰箱和空調(diào)異同：相同點(diǎn)：都是制冷電器，二者制冷的原理相同。不同點(diǎn)：功率不同：電冰箱，90~200W；空調(diào)，800~2500W。用途不同，制冷溫度不同，外殼不同，散熱方式不同。換熱器數(shù)量不同：空調(diào)兩個(gè)；冰箱外部一個(gè)，每個(gè)箱內(nèi)一個(gè)。544.1變頻技術(shù)在家用電器中的應(yīng)用1.電冰箱的制冷原理：三門冰箱：兩條通路氣體→液體散發(fā)熱量液體→氣體吸收熱量-17~-25°2~7°554.1變頻技術(shù)在家用電器中的應(yīng)用2.關(guān)鍵部件：壓縮機(jī)壓縮機(jī)把電能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能，一方面壓縮蒸發(fā)器排出的低壓制冷劑蒸氣，使之升壓到常溫下冷凝所需的冷凝壓力，另一方面提供了制冷劑在系統(tǒng)中循環(huán)流動(dòng)所需的動(dòng)力。壓縮機(jī)的分類：電冰箱上使用的壓縮機(jī)有旋轉(zhuǎn)式和往復(fù)式兩種，如圖所示。旋轉(zhuǎn)式往復(fù)式564.1變頻技術(shù)在家用電器中的應(yīng)用關(guān)鍵部件：電磁閥

電磁閥是雙溫控雙制冷循環(huán)系統(tǒng)中控制制冷劑流向的關(guān)鍵部件，它是一個(gè)兩位三通電磁閥，有一個(gè)入口端，連接干燥過濾器；兩個(gè)出口端，分別連接冷藏室和冷凍室蒸發(fā)器毛細(xì)管，結(jié)構(gòu)如下圖所示。574.1變頻技術(shù)在家用電器中的應(yīng)用2.普通PTC啟動(dòng)式冰箱的電氣電路-----單相交流電動(dòng)機(jī)

一些冰箱使用PTC啟動(dòng)器進(jìn)行啟動(dòng),電路如圖。

PTC串聯(lián)在啟動(dòng)繞組上,常溫電阻只有20Ω左右,不影響電動(dòng)的啟動(dòng)。由于電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)電流很大,PTC在大電流作用下,溫度迅速上升,至一定溫度如100℃后,PTC元件的電阻值升到幾十kΩ,這時(shí)PTC元件相當(dāng)于開路,使電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)繞組脫離工作。

普通家用冰箱中的電機(jī)起動(dòng)頻繁、噪聲大、壽命短、溫度穩(wěn)定性差、能耗高。584.1變頻技術(shù)在家用電器中的應(yīng)用電氣元件：PTC啟動(dòng)器過載保護(hù)器機(jī)械溫控器594.1變頻技術(shù)在家用電器中的應(yīng)用

普通重錘啟動(dòng)式冰箱的電氣電路：該電路由壓縮機(jī)控制電路和照明燈電路構(gòu)成，它的起動(dòng)繼電器為電流線圈重錘式，過載保護(hù)繼電器為碟形雙金屬過電流、過溫升保護(hù)繼電器，溫控器為化霜復(fù)合型。60重錘式啟動(dòng)繼電器接線示意圖：

繼電器的控制接點(diǎn)平時(shí)處于常開狀態(tài)C

R

S

LN壓縮機(jī)接通電源時(shí),轉(zhuǎn)子是靜止的,只有繼電器線圈和運(yùn)行繞組中有電流且很大由于啟動(dòng)電流很大，繼電器線圈吸引銜鐵向上動(dòng)，動(dòng)、靜觸點(diǎn)閉合啟動(dòng)繞組被接通，壓縮機(jī)開始旋轉(zhuǎn)隨著轉(zhuǎn)速的升高，電流減小，銜鐵靠自重而落下，接點(diǎn)斷開，啟動(dòng)動(dòng)作完成4.1變頻技術(shù)在家用電器中的應(yīng)用614.1變頻技術(shù)在家用電器中的應(yīng)用3.變頻冰箱目前，變頻冰箱在國外、國內(nèi)已經(jīng)非常普及。早在2006年，西門子和松下就向中國市場推出了變頻冰箱。目前，海爾、西門子、海信、美的、松下、東芝、三星、新飛和TCL等企業(yè)都在推廣變頻冰箱，銷量穩(wěn)步上升。冰箱變頻壓縮機(jī)通過調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速，在快速制冷的同時(shí)可以將溫度波動(dòng)控制在較小的范圍內(nèi)，因此與普通冰箱相比，變頻冰箱最顯著的優(yōu)點(diǎn)是保鮮效果好、噪音低、節(jié)能。缺點(diǎn)：價(jià)格高，體現(xiàn)---變頻壓縮機(jī)(多進(jìn)口)，變頻單元。代表了冰箱技術(shù)發(fā)展方向：節(jié)能、環(huán)保、智能化624.1變頻技術(shù)在家用電器中的應(yīng)用變頻冰箱的優(yōu)點(diǎn)：變頻壓縮機(jī)可實(shí)現(xiàn)無級變速，根據(jù)實(shí)際需要自動(dòng)調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速：當(dāng)箱內(nèi)食品多、溫差大、環(huán)溫高時(shí)，壓縮機(jī)高速運(yùn)轉(zhuǎn)，在短時(shí)間內(nèi)達(dá)到要求的溫度，從而實(shí)現(xiàn)超級保鮮。當(dāng)食品少、溫差小、環(huán)溫低時(shí)，壓縮機(jī)低速運(yùn)轉(zhuǎn)，從而有效降低了能耗，實(shí)現(xiàn)節(jié)能。測試結(jié)果表明，變頻冰箱的速凍能力比普通冰箱提高20%，耗電量也低于普通冰箱20%。因?yàn)椴捎昧俗冾l技術(shù)，冰箱在開機(jī)時(shí)不像普通壓縮機(jī)那樣瞬間實(shí)現(xiàn)，而是實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)速平滑過渡（軟啟動(dòng)），降低了啟動(dòng)噪音，夜間運(yùn)行幾乎沒有聲音，避免了噪音干擾，實(shí)現(xiàn)靜音。634.1變頻技術(shù)在家用電器中的應(yīng)用變頻冰箱與普通冰箱溫度調(diào)節(jié)過程的比較：644.1變頻技術(shù)在家用電器中的應(yīng)用4、變頻冰箱的電氣結(jié)構(gòu)框圖主電路部分控制電路部分，包括：信息采集（電壓、電流、位置、溫度）驅(qū)動(dòng)（逆變器、閥門、照明燈、蜂鳴器）鍵盤顯示通訊等654.1變頻技術(shù)在家用電器中的應(yīng)用直流變頻冰箱的主回路電氣結(jié)構(gòu)664.1變頻技術(shù)在家用電器中的應(yīng)用松下直流變頻冰箱電路圖：674.1變頻技術(shù)在家用電器中的應(yīng)用變頻冰箱可實(shí)現(xiàn)：寬電壓輸入：140V~260V。工作頻率：15Hz~160Hz。變頻冰箱中使用的集成變頻器單元----IPM（智能功率集成電路）684.1.3洗衣機(jī)洗衣機(jī)的發(fā)明與發(fā)展：1858年，美國人漢密爾頓·史密斯在匹茨堡制成了世界上第一臺洗衣機(jī)。洗衣機(jī)的主件是一只圓桶，桶內(nèi)裝有一根帶有槳狀葉子的直軸。軸是通過搖動(dòng)和它相連的曲柄轉(zhuǎn)動(dòng)的。1859年，在德國出現(xiàn)了一種用搗衣杵作為攪拌器的洗衣機(jī)，當(dāng)搗衣杵上下運(yùn)動(dòng)時(shí)，裝有彈簧的木釘便連續(xù)作用于衣服。694.1.3洗衣機(jī)1874年，美國人比爾·布萊克斯發(fā)明了木制手搖洗衣機(jī)。1880年，美國出現(xiàn)了蒸氣洗衣機(jī)，蒸氣動(dòng)力開始取代人力。蒸汽洗衣機(jī)之后，水力洗衣機(jī)、內(nèi)燃機(jī)洗衣機(jī)也相繼出現(xiàn)。1910年，美國的費(fèi)希爾在芝加哥試制成功世界上第一臺電動(dòng)洗衣機(jī)。標(biāo)志著人類家務(wù)勞動(dòng)自動(dòng)化的開端。1922年，美國瑪塔依格公司改造了洗衣機(jī)的洗滌結(jié)構(gòu)，把拖動(dòng)式改為攪拌式，使洗衣機(jī)的結(jié)構(gòu)固定下來，這也就是第一臺攪拌式洗衣機(jī)的誕生。1932年，美國本德克斯航空公司宣布，他們研制成功第一臺前裝式滾筒洗衣機(jī)，洗滌、漂洗、脫水在同一個(gè)滾筒內(nèi)完成。704.1.3洗衣機(jī)1937年，第一臺自動(dòng)洗衣機(jī)問世。這是一種“前置”式自動(dòng)洗衣機(jī)，靠一根水平的軸帶動(dòng)缸?？扇菁{4000克衣服。衣服在注滿水的缸內(nèi)不停地上下翻滾，使之去污除垢。40年代，英國研制并推出了一種噴流式洗衣機(jī)，它是靠筒體一側(cè)的運(yùn)轉(zhuǎn)波輪產(chǎn)生的強(qiáng)烈渦流，使衣物和洗滌液一起在筒內(nèi)不斷翻滾，洗凈衣物。1955年，在英國噴流式洗衣機(jī)的基礎(chǔ)上，日本研制出獨(dú)具風(fēng)格、并流行至今的波輪式洗衣機(jī)。至此，波輪式、滾筒式、攪拌式在洗衣機(jī)生產(chǎn)領(lǐng)域三分天下的局面初步形成。60年代，日本出現(xiàn)了帶甩干桶的雙桶洗衣機(jī)，人們稱之為“半自動(dòng)型洗衣機(jī)”。714.1.3洗衣機(jī)70年代，生產(chǎn)出波輪式套桶全自動(dòng)洗衣機(jī)。70年代后期，以電腦控制的全自動(dòng)洗衣機(jī)在日本問世，開創(chuàng)了洗衣機(jī)發(fā)展史的新階段。80年代，“模糊控制”的應(yīng)用使得洗衣機(jī)操作更簡便，功能更完備，洗衣程序更隨人意，外觀造型更為時(shí)尚……90年代，由于電機(jī)變頻調(diào)速技術(shù)的出現(xiàn)，洗衣機(jī)實(shí)現(xiàn)了寬范圍的轉(zhuǎn)速變換與調(diào)節(jié)，誕生了許多新水流洗衣機(jī)。此后，生產(chǎn)出了電機(jī)直接驅(qū)動(dòng)式洗衣機(jī)，省去了齒輪傳動(dòng)和變速機(jī)構(gòu)，引發(fā)了洗衣機(jī)驅(qū)動(dòng)方式的巨大革命。724.1.3洗衣機(jī)4.1.3洗衣機(jī)洗衣機(jī)的洗滌原理：模擬人工手搓衣物的原理，即通過翻滾、摩擦、水的沖刷和洗滌劑的表面活化作用，將衣物上附著的污垢除掉，從而達(dá)到洗凈衣物的目的。雙桶洗衣機(jī)全自動(dòng)洗衣機(jī)滾筒洗衣機(jī)734.1.3洗衣機(jī)洗衣機(jī)類型：按洗滌方式分1.波輪式洗衣機(jī)：日本、中國、東南亞2.攪拌式洗衣機(jī)：

北美普遍使用3.滾筒式洗衣機(jī)：流行于歐洲、南美等主要穿毛、棉為主的地區(qū)

744.1.3洗衣機(jī)洗衣機(jī)類型：按洗滌功能分普及型：無脫水功能單桶洗衣機(jī)的泛稱。半自動(dòng)型：一般為雙桶式，由洗衣機(jī)和脫水機(jī)兩部份結(jié)合成為一個(gè)整體，具有洗滌、漂洗、脫水功能，但要手工把衣物取出放入脫水機(jī)中脫水。全自動(dòng)型：為單桶式，洗滌、漂洗、脫水都在一個(gè)桶內(nèi)進(jìn)行，除了取放衣物外，只要按所需工作程序，調(diào)整好控制按鈕位置，進(jìn)水、洗滌、漂洗、脫水、排水均自動(dòng)進(jìn)行。754.1變頻技術(shù)在家用電器中的應(yīng)用1.雙桶洗衣機(jī)由箱體、洗衣桶、脫水桶、波輪、電動(dòng)機(jī)、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、控制機(jī)構(gòu)(包括定時(shí))、排水機(jī)構(gòu)等部分構(gòu)成，如圖所示。764.1變頻技術(shù)在家用電器中的應(yīng)用雙桶洗衣機(jī)的控制電路：774.1變頻技術(shù)在家用電器中的應(yīng)用2、全自動(dòng)波輪式洗衣機(jī)通常采用將洗滌(脫水)桶套裝在盛水桶內(nèi)的同軸套桶式結(jié)構(gòu)。整機(jī)由洗滌、脫水系統(tǒng)，進(jìn)、排水系統(tǒng)，電動(dòng)機(jī)和傳動(dòng)系統(tǒng)，電氣控制系統(tǒng)和支承機(jī)構(gòu)五大部分組成，其結(jié)構(gòu)如圖：784.1變頻技術(shù)在家用電器中的應(yīng)用全自動(dòng)波輪式洗衣機(jī)電氣控制：電力電子換向開關(guān)794.1變頻技術(shù)在家用電器中的應(yīng)用進(jìn)水交流電磁閥排水直流電磁閥離合器單相交流異步電動(dòng)機(jī)微電腦程序控制器804.1變頻技術(shù)在家用電器中的應(yīng)用全自動(dòng)洗衣機(jī)電路圖：814.1變頻技術(shù)在家用電器中的應(yīng)用3、變頻洗衣機(jī)變頻波輪式洗衣機(jī)于20世紀(jì)90年代初，由日本三菱公司推出，目前國內(nèi)各大洗衣機(jī)廠商均推出變頻式洗衣機(jī)。變頻式洗衣機(jī)的電路結(jié)構(gòu)和控制技術(shù)，與變頻空調(diào)等相似。變頻式洗衣機(jī)也是以三相交流電動(dòng)機(jī)、直流無刷電動(dòng)機(jī)為主。220V50Hz824.1變頻技術(shù)在家用電器中的應(yīng)用普通全自動(dòng)洗衣機(jī)驅(qū)動(dòng)：皮帶傳動(dòng)+離合器；

缺點(diǎn)：皮帶易磨損、效率低90%、磨損后效率更低、噪聲大，電機(jī)頻繁正反轉(zhuǎn)啟動(dòng)，耗能大、發(fā)熱多。變頻式洗衣機(jī)驅(qū)動(dòng)：直接驅(qū)動(dòng)；

優(yōu)點(diǎn)：轉(zhuǎn)矩大、效率高、節(jié)水、節(jié)電、洗凈度高、靜音性好，電機(jī)軟啟動(dòng)，節(jié)能高效。洗衣機(jī)不同傳動(dòng)方式比較834.1變頻技術(shù)在家用電器中的應(yīng)用滾筒洗衣機(jī)的直驅(qū)電機(jī)與傳統(tǒng)電機(jī)比較：（LG）工頻電機(jī)皮帶傳動(dòng)變頻電機(jī)直接驅(qū)動(dòng)844.1變頻技術(shù)在家用電器中的應(yīng)用舉例：海爾變頻洗衣機(jī)洗衣機(jī)容量最大8公斤，選定三菱電機(jī)的雙列直插智能功率器件(DIP-IPM)PS21963-4A，電壓600V,電流10A，如圖。這是三菱電機(jī)推出的最新一代超小型DIP-IPM，其優(yōu)良的性能非常適合于高性能洗衣機(jī)的電機(jī)驅(qū)動(dòng)。854.1變頻技術(shù)在家用電器中的應(yīng)用變頻洗衣機(jī)的優(yōu)點(diǎn)：

1）提高洗衣效果。洗滌、脫水速度可調(diào)，可以針對不同衣物的質(zhì)地確定不同的洗滌脫水速度。同時(shí)可根據(jù)洗滌物的種類、數(shù)量、臟污程度，選擇水流，使衣物的洗凈率和磨損率達(dá)到最佳效果。

2）節(jié)能。變頻洗衣機(jī)效率高，普通洗衣機(jī)電機(jī)的效率僅為40％－50％，而直流變頻洗衣機(jī)的效率可達(dá)到80％以上，實(shí)現(xiàn)節(jié)能。

3）噪聲低、振動(dòng)小。

通過變頻調(diào)速實(shí)現(xiàn)軟起動(dòng)，轉(zhuǎn)速可以由零到高逐漸提升，使脫水桶運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)，降低運(yùn)行噪聲。

4）脫水率高。通過變頻調(diào)速來提高脫水運(yùn)轉(zhuǎn)速度，可以使?jié)L筒式洗衣機(jī)的脫水運(yùn)轉(zhuǎn)速度由800r/min，提高到1200r/min，不但可以縮短時(shí)間，而且脫水率高。864.1.4微波爐4.1.4微波爐微波爐的發(fā)明：1940年，英國的兩位發(fā)明家約翰·蘭德爾和H·A·布特設(shè)計(jì)了一個(gè)叫做“磁控管”的器材部件，它能產(chǎn)生微波，即一種短波輻射。這種“磁控管”最初的用途是對第二次世界大戰(zhàn)中使用的雷達(dá)系統(tǒng)加以改進(jìn)。1946年，美國雷聲公司的研究員斯賓塞，在使用磁控管時(shí)，偶然發(fā)現(xiàn)微波溶化了糖果。于是開始思索如何才能利用微波產(chǎn)生的這種熱。他用磁控管很快就可以融化巧克力，并且還用它來爆出了熱玉米花。1946年10月，雷聲公司為利用微波烹飪食物申請了專利。1947年，第一臺家用微波爐問世。874.1變頻技術(shù)在家用電器中的應(yīng)用微波爐，就是用微波來加熱食品的現(xiàn)代化烹調(diào)灶具。食物放入微波爐，既沒有火、也沒有蒸汽，開機(jī)一會兒食物就熱了，是不是很神奇？微波是一種電磁波。它由交變的電場和磁場組成，具有比通常的無線電波大得多的能量。這種肉眼看不見的微波，能穿透食物達(dá)5cm深，并使食物中的水分子也隨之運(yùn)動(dòng)，劇烈的運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生了大量的熱能，于是食物“煮”熟了。微波的傳播過程中遇到物體時(shí)，依物體材料的不同，會不同程度的被反射、透射或吸收。884.1變頻技術(shù)在家用電器中的應(yīng)用微波爐的組成：微波爐由電源、磁控管、控制電路和烹調(diào)腔等部分組成。這個(gè)叫磁控管的電子管是個(gè)微波發(fā)生器，電源向磁控管提供大約4000伏高壓，磁控管在電源激勵(lì)下，連續(xù)產(chǎn)生振動(dòng)頻率為2450MHz的微波。微波爐的功率范圍一般為500～1000瓦。機(jī)械式微波爐電腦式微波爐89微波爐的工作原理：如圖，它主要由磁控管、天線、波導(dǎo)管、攪拌器和箱體組成。磁控管利用電能產(chǎn)生微波，微波由天線末端發(fā)射出去，再經(jīng)過波導(dǎo)系統(tǒng)，傳到微波出口處，有一個(gè)可旋轉(zhuǎn)的攪拌器，把微波能量均勻地分布在烹調(diào)腔內(nèi)。射出的微波，一部分直接射到食物上，一部分通過微波爐的內(nèi)壁反射到食物上，使食物能從各個(gè)方面得到較為均勻的微波照射。

4.1變頻技術(shù)在家用電器中的應(yīng)用食物904.1變頻技術(shù)在家用電器中的應(yīng)用微波爐對食物的加熱原理完全不同于其它的灶具，它不是靠熱傳遞，而是靠食物本身的有極分子的振蕩產(chǎn)生熱量。從電介質(zhì)的角度來說，分子可分為兩類：一類是無極分子，其分于的正負(fù)電荷中心重合，如H2，O2，CO2等；另一類是有極分子，其分子的正負(fù)電荷中心不重合，如H2O，H2S等。水分子是有極分子，模型如圖一頭帶正電，一頭帶負(fù)電一般食物中總是含有水分的。在沒有電場作用時(shí)，食物中水分子的排列雜亂無章，極性的取向也是各向均等。914.1變頻技術(shù)在家用電器中的應(yīng)用在有電場作用時(shí)，食物中的水分子形成有序排列，若電場方向改變，有極分子的有序排列方向也隨之改變，如圖所示。由于微波是一種每秒振蕩2450M次的電磁場，食物放在這樣的電磁場中，水分子的排列方向就要每秒鐘隨之改變2450M次，這樣，大量水分子吸收了微波的能量而高頻率的劇烈的轉(zhuǎn)動(dòng)，造成分子之間巨大的摩擦力，使食物的溫度升高。924.1變頻技術(shù)在家用電器中的應(yīng)用微波的特點(diǎn)：微波以直線方式進(jìn)行傳播，遇到金屬導(dǎo)體時(shí)會發(fā)生反射現(xiàn)象，尤如鏡子反射可見光一樣。在微波爐中，利用微波爐爐腔內(nèi)表面的鋼板或不銹鋼板等對微波的多次反射來加熱食物。當(dāng)微波遇到玻璃、陶瓷、云母、聚四氟乙烯之類的絕緣性物體時(shí)，能夠直接透射過去。因此，這類材料被微波照射時(shí)本身幾乎不發(fā)熱，是制作微波爐器皿的材料。加熱速度快、效率高、節(jié)能、省時(shí)。烹飪食物質(zhì)量好。微波加熱時(shí)，食物內(nèi)外各部位同時(shí)發(fā)熱，加熱迅速，因而能比較好地保持食物的色、香、味，減少食物中維生素、礦物質(zhì)、氨基酸等營養(yǎng)成分的損失。934.1變頻技術(shù)在家用電器中的應(yīng)用

微波爐的結(jié)構(gòu)：1.門安全聯(lián)鎖開關(guān)——確保爐門打開時(shí)，微波爐不能工作；2.視屏窗——有金屬屏蔽層，可透過網(wǎng)孔觀察食物烹調(diào)情況；3.通風(fēng)口——烹調(diào)時(shí)，有良好的通風(fēng)；4.轉(zhuǎn)盤支承——帶動(dòng)玻璃轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動(dòng)；5.玻璃轉(zhuǎn)盤——加熱時(shí)轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動(dòng)，使食物烹調(diào)均勻；6.控制板：7.爐門開關(guān)微波爐的結(jié)構(gòu)

944.1變頻技術(shù)在家用電器中的應(yīng)用1、普通微波爐不管是機(jī)械式、電腦式微波爐，電氣線路原理均如下圖所示：普通微波爐的電原理圖954.1變頻技術(shù)在家用電器中的應(yīng)用工頻高壓變壓器，輸入為220V/50Hz，輸出2200V和3.3V兩組電壓。電壓高，注意安全，不能拆蓋運(yùn)行。2200V經(jīng)高壓電容、高壓二極管整流后，得到約4000V的直流電壓，做磁控管的陽極電壓。3.3V做燈絲電壓。900W的高壓變壓器，其視在功率為1450VA左右，功率因數(shù)較低。工頻變壓器，體積大、重量大。工作時(shí)，變壓器處于飽和狀態(tài)，損耗很大，發(fā)熱嚴(yán)重。低火力時(shí)，間歇供電，加熱不均勻。964.1變頻技術(shù)在家用電器中的應(yīng)用磁控管高壓變壓器高壓二極管電腦板高壓電容974.1變頻技術(shù)在家用電器中的應(yīng)用機(jī)械式微波爐內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖定時(shí)器火力選擇變壓器整流器風(fēng)扇風(fēng)扇電機(jī)磁控管984.1變頻技術(shù)在家用電器中的應(yīng)用電腦式微波爐內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖994.1變頻技術(shù)在家用電器中的應(yīng)用2、變頻微波爐變頻微波爐用變頻器，取代普通工頻變壓器，機(jī)身輕巧。變頻器可以將50Hz的頻率轉(zhuǎn)換成為20KHz~45KHz的高頻率，通過改變頻率來得到不同的輸出功率。解決了傳統(tǒng)微波爐低火力時(shí)，間歇供電，加熱不均勻的缺點(diǎn)。高頻變壓器：體積小、重量輕，發(fā)熱少、節(jié)能、省時(shí)。1004.1變頻技術(shù)在家用電器中的應(yīng)用實(shí)例1：三洋EMO-SR10微波爐變頻電源電路，如圖所示。市電經(jīng)過整流濾波后，再由IGBT變成高頻加在升壓變壓器上，通過倍壓整流后得到4000V直流，給磁控管供電。調(diào)節(jié)開關(guān)頻率的大小，就可以調(diào)節(jié)磁控管的輸出功率。1014.1變頻技術(shù)在家用電器中的應(yīng)用變頻微波爐利用的是前面所說的變頻技術(shù)的第二種應(yīng)用。不是驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)，而是其他負(fù)載，在此是磁控管。220V50Hz電壓可調(diào)幾十kHz1024.1變頻技術(shù)在家用電器中的應(yīng)用實(shí)例2：美的微波爐-變頻器圖普通微波爐通過變壓器增壓后只能輸出一個(gè)固定功率，改變功率，只能通過改變供電間歇時(shí)間實(shí)現(xiàn)。而變頻微波爐通過變頻器轉(zhuǎn)化成高頻后再改變電壓，可連續(xù)控制輸出功率，滿足各種食物烹調(diào)特性。美的蒸立方微波爐變頻產(chǎn)品達(dá)到一級能效標(biāo)準(zhǔn)1034.1變頻技術(shù)在家用電器中的應(yīng)用美的變頻微波爐內(nèi)部結(jié)構(gòu)：1044.1變頻技術(shù)在家用電器中的應(yīng)用變頻微波爐優(yōu)勢：1、變頻微波爐由于功率可以調(diào)節(jié)、磁控管連續(xù)工作，輸出功率穩(wěn)定，食品得到全方位均勻加熱，口感更好，且營養(yǎng)流失少。

2、以高頻變壓器代替工頻變壓器，提高了電源部分的效率，同時(shí)還能減少待機(jī)時(shí)的耗電量，效率可達(dá)60%以上，所以比傳統(tǒng)微波爐節(jié)電20%以上。3、變頻式微波爐可以燒烤、微波同時(shí)使用，能縮短烹飪時(shí)間。4、變頻微波爐，增大了內(nèi)部爐腔容量，使烹飪空間得以拓展20%以上。重量輕，耗材少（變頻重量為700克)。5、變頻微波爐將變壓器集成在單塊電路板上，且頻率高于20KHz，工作噪音得到有效降低。1054.1變頻技術(shù)在家用電器中的應(yīng)用光波爐簡介：又叫光波微波爐，和普通微波爐的區(qū)別，在于加熱方式。普通微波爐，內(nèi)部的燒烤管普遍使用銅管或者石英管。銅管在加熱以后很難冷卻，容易導(dǎo)致燙傷；而石英管的熱效不太高。光波爐的燒烤管換成了鹵素管（即光波管），能夠迅速產(chǎn)生高溫高熱，冷卻速度也快，加熱效率更高，而且不會烤焦，從而保證食物色澤。實(shí)質(zhì)：光波是微波爐的輔助功能，只對燒烤起作用。市場上的光波爐都是光波、微波組合爐，在使用中既可以微波操作，又可用光波單獨(dú)操作，還可以光波微波組合操作。成本：光波管只比銅管或者石英管增加幾元錢，所以，現(xiàn)在光波管在微波爐上的使用非常普遍。4.1變頻技術(shù)在家用電器中的應(yīng)用106銅燒烤管石英燒烤管鹵素管（光波管）1074.1變頻技術(shù)在家用電器中的應(yīng)用4.1.5電磁爐電磁爐又名電磁灶，是利用電磁感應(yīng)加熱原理制成的電氣烹飪器具，是現(xiàn)代廚房革命的產(chǎn)物，它無需明火或傳導(dǎo)式加熱而讓熱直接在鍋底產(chǎn)生。與電爐、煤氣灶等相比，它具有安全可靠、無明火、熱效率高、清潔衛(wèi)生、溫度控制準(zhǔn)確、使用方便等諸多優(yōu)點(diǎn)。1084.1變頻技術(shù)在家用電器中的應(yīng)用電磁爐的發(fā)展歷史：

電磁爐加熱原理，最早應(yīng)用于冶金熔煉等工業(yè)方面電磁爐作為民用炊具，是在1972年由美國西屋公司首次研發(fā)成功的。到20世紀(jì)80年，電磁爐的各項(xiàng)技術(shù)逐步成熟。到90年代初，電磁爐才開始導(dǎo)入我國市場，在1999年之后才得到大發(fā)展。

1094.1變頻技術(shù)在家用電器中的應(yīng)用結(jié)構(gòu)：電磁爐由高頻感應(yīng)加熱線圈（即勵(lì)磁線圈）、高頻功率變換裝置、控制器、灶面板及排氣扇等部分組成。加熱線圈大功率輸出管與散熱器散熱風(fēng)扇灶面板（陶瓷）高頻扼流圈1104.1變頻技術(shù)在家用電器中的應(yīng)用電磁爐的工作原理：使用時(shí)，加熱線圈中通入交變電流，線圈周圍便產(chǎn)生交變磁場。當(dāng)未放上炊具（鐵磁材料）時(shí)，此交變磁場的磁路基本是空氣磁路，磁阻很大，因此加熱線圈只消耗空載電流。當(dāng)炊具放上后，交變磁場的磁力線大部分通過金屬鍋體形成回路，在鍋底中產(chǎn)生感應(yīng)電流

——渦流，便會產(chǎn)生焦耳熱，最終實(shí)現(xiàn)電能—熱能之間的轉(zhuǎn)換。電磁灶產(chǎn)生的熱量僅在鍋體本身，它的面板不發(fā)熱。111渦流簡介：1、定義：塊狀金屬在變化的磁場中，或在磁場運(yùn)動(dòng)時(shí)，金屬塊內(nèi)將產(chǎn)生感應(yīng)電流。這種電流在金屬塊內(nèi)自成閉合回路，很像水的旋渦，故叫渦電流，簡稱渦流。2、如圖所示，絕緣導(dǎo)線繞在金屬塊上，當(dāng)通以交變電流時(shí)，磁通量不斷變化，將產(chǎn)生渦流，由于金屬塊電阻小，產(chǎn)生渦流很強(qiáng)，使鐵芯發(fā)熱。4.1變頻技術(shù)在家用電器中的應(yīng)用112渦流的利用

高頻感應(yīng)爐，利用渦流的熱效應(yīng)來熔化金屬。交流電的頻率越高，金屬熔爐中的感應(yīng)電動(dòng)勢就越大，金屬材料的電阻率越小，產(chǎn)生的渦流熱效應(yīng)就越強(qiáng)。4.1變頻技術(shù)在家用電器中的應(yīng)用113渦流的利用線圈

探雷器的長柄線圈中，通有變化的電流，在其周圍就產(chǎn)生變化的磁場，埋在地下的金屬物品，由于電磁感應(yīng)而形成渦流，渦流的磁場反過來又作用于線圈，使儀器報(bào)警。4.1變頻技術(shù)在家用電器中的應(yīng)用114渦流的利用

安檢探測器：機(jī)場、車站及重要場所的安檢門及工作人員手上的探測器，也是利用與探雷器類似的電磁感應(yīng)原理使儀器報(bào)警，來探測進(jìn)出人員身上攜帶的金屬物品。4.1變頻技術(shù)在家用電器中的應(yīng)用115渦流的利用

生活中的電磁爐，也是利用電磁感應(yīng)中的渦流的熱效應(yīng)來燒菜做飯的。4.1變頻技術(shù)在家用電器中的應(yīng)用1164.1變頻技術(shù)在家用電器中的應(yīng)用電磁爐的電氣線路：~~~~1174.1變頻技術(shù)在家用電器中的應(yīng)用奔騰電磁爐電路板：IGBT整流橋堆諧振電容濾波電容

（直流）濾波電容（交流）扼流圈壓敏電阻電流互感器開關(guān)變壓器開關(guān)電源芯片電阻蜂鳴器1184.1變頻技術(shù)在家用電器中的應(yīng)用電路原理：220V市電經(jīng)橋式整流濾波后，得到約310V的直流電壓。此電壓加在加熱線圈盤上，經(jīng)IGBT形成回路。當(dāng)IGBT導(dǎo)通時(shí)，+310V電壓給加熱線圈盤充電，電能轉(zhuǎn)換成電磁能儲存在加熱線圈盤中；當(dāng)IGBT截止時(shí)，加熱線圈盤給并聯(lián)電容充電，構(gòu)成LC并聯(lián)諧振電路，進(jìn)入諧振狀態(tài)（交流電）。IGBT以一定頻率同步地導(dǎo)通、截止，使加熱線圈中產(chǎn)生15～30kHz的高頻交變電流，在鐵質(zhì)平底鍋具的底部產(chǎn)生強(qiáng)大的渦流，使鍋具底部迅速發(fā)熱。改變IGBT導(dǎo)通時(shí)間，即改變了發(fā)熱線圈盤中的儲能量的大小，從而改變了渦流的功率，達(dá)到控制功率的目的。1194.1變頻技術(shù)在家用電器中的應(yīng)用4.1.6節(jié)能燈1、電子節(jié)能燈又叫緊湊型熒光燈，它是1978年由國外廠家首先發(fā)明的，我國于1982年在復(fù)旦大學(xué)電光源研究所研制成功。國家重點(diǎn)發(fā)展的節(jié)能產(chǎn)品（綠色照明產(chǎn)品）。電子節(jié)能燈的工作原理是，利用高頻電子鎮(zhèn)流器將50Hz的市電先整流成直流電，再逆變成20~50KHz的高頻交流電壓去點(diǎn)燃熒光燈。

1204.1變頻技術(shù)在家用電器中的應(yīng)用電子節(jié)能燈電路：半橋逆變電路整流電路1214.1變頻技術(shù)在家用電器中的應(yīng)用2、電子鎮(zhèn)流器日光燈電路圖電子鎮(zhèn)流器日光燈電路半橋逆變電路整流電路1224.1變頻技術(shù)在家用電器中的應(yīng)用

習(xí)題：1.什么是變頻技術(shù)？變頻技術(shù)包括哪些環(huán)節(jié)（框圖）？應(yīng)用于空調(diào)、洗衣機(jī)中的變頻技術(shù)與應(yīng)用于微波爐、節(jié)能燈中的變頻技術(shù)有什么相同點(diǎn)和不同點(diǎn)？2.在空調(diào)、冰箱、洗衣機(jī)、微波爐中應(yīng)用變頻技術(shù)，分別帶來了哪些優(yōu)點(diǎn)？1234.2交流電力控制技術(shù)在家電中的應(yīng)用交流電力控制電路：只改變電壓、電流或?qū)﹄娐返耐〝噙M(jìn)行控制，而不改變頻率的電路。主要包括三種基本型：交流電力控制電路在家用電器中應(yīng)用廣泛，如調(diào)光臺燈、電風(fēng)扇、吸塵器、電飯煲、電熨斗、電熱毯、電熱水器等。交流電力控制電路交流調(diào)壓電路相位控制交流調(diào)功電路通斷控制交流電力電子開關(guān)1244.2交流電力控制技術(shù)在家電中的應(yīng)用復(fù)習(xí)：單相交流調(diào)壓電路基本原理：電路圖a用兩只晶閘管反并聯(lián)，或一只雙向晶閘管與電阻負(fù)載組成主電路。以反并聯(lián)電路進(jìn)行分析，正半周α?xí)r刻觸發(fā)VT1管，負(fù)半周α?xí)r刻觸發(fā)VT2管，輸出電壓波形為正負(fù)半周缺角相同的正弦波圖b所示。1254.2交流電力控制技術(shù)在家電中的應(yīng)用復(fù)習(xí)：交流調(diào)功電路上圖為設(shè)定周期Tc內(nèi)過零觸發(fā)輸出波形的兩種工作方式

以交流電的周期為單位，控制晶閘管通斷，改變通、斷周期數(shù)的比，調(diào)節(jié)輸出功率的平均值。

（通斷控制，過零觸發(fā)，整周期導(dǎo)通）1264.2交流電力控制技術(shù)在家電中的應(yīng)用4.2.1燈光控制1、調(diào)光臺燈（白熾燈）白熾燈的調(diào)光電路，采用的是單相交流調(diào)壓電路。開關(guān)器件，一般是雙向晶閘管。多數(shù)采用比較簡單的觸發(fā)電路（或稱控制電路）。觸發(fā)二級管交流調(diào)壓電路圖ELR1R2RPC1C2VDVT~220VUIUB-UBo

雙向晶閘管簡易調(diào)光電路R168kΩR247kΩRP250kΩC1、C21μFVTBCR1AMVDDB3電路1：1274.2交流電力控制技術(shù)在家電中的應(yīng)用調(diào)光臺燈1284.2交流電力控制技術(shù)在家電中的應(yīng)用2.雙燈調(diào)光電路：剛打開電源開關(guān)時(shí)，10W輔助燈正常發(fā)亮，隨著電位器的阻值減小，雙向晶閘管導(dǎo)通角逐漸增大，40W主燈亮度增大，輔燈亮度減小。1294.2交流電力控制技術(shù)在家電中的應(yīng)用3.走廊燈聲光控制電路：1）白天亮度高，光敏電阻將電路封鎖，不管有無聲音，燈不亮。2）晚上亮度低，光敏封鎖解除，無聲音時(shí)不亮，有聲音時(shí)變亮。3）燈亮后，延時(shí)電路維持燈亮一定時(shí)間，然后熄滅。光敏電阻亮度高，低阻拾音器延時(shí)電路主電路雙向晶閘管做開關(guān)用，不調(diào)光1304.2交流電力控制技術(shù)在家電中的應(yīng)用4、路燈自動(dòng)控制電路

白天燈不亮，夜晚自動(dòng)開燈。自動(dòng)光控照明燈電路光敏電阻亮度高，低阻主電路晶閘管做開關(guān)用，不調(diào)光1314.2交流電力控制技術(shù)在家電中的應(yīng)用4.2.2調(diào)速電風(fēng)扇傳統(tǒng)電風(fēng)扇常用抽頭調(diào)速、電抗器調(diào)速等方式，有級調(diào)速。電抗器調(diào)速1、電抗器調(diào)速

利用電抗器的分壓作用，減小電動(dòng)機(jī)電壓，調(diào)節(jié)風(fēng)扇轉(zhuǎn)速。1324.2交流電力控制技術(shù)在家電中的應(yīng)用2、抽頭調(diào)速：是在電動(dòng)機(jī)定子的運(yùn)轉(zhuǎn)繞組與啟動(dòng)繞組之間串接一個(gè)調(diào)速繞組，在調(diào)速繞組上抽出幾個(gè)頭，接到調(diào)速開關(guān)。抽頭調(diào)速1334.2交流電力控制技術(shù)在家電中的應(yīng)用3、風(fēng)扇的電力電子無級調(diào)速:無級調(diào)速一般采用雙向晶閘管作為風(fēng)扇電動(dòng)機(jī)的開關(guān),通過改變控制角，使輸出電壓發(fā)生改變，達(dá)到調(diào)節(jié)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的目的。無級調(diào)速電原理圖1344.2交流電力控制技術(shù)在家電中的應(yīng)用一款實(shí)用觸摸式吊扇調(diào)速電路：1354.2交流電力控制技術(shù)在家電中的應(yīng)用4.2.3調(diào)溫電熱毯1、簡單的二極管整流調(diào)溫電熱毯電路（亦可用于衛(wèi)生間調(diào)光）

1檔—

停止，2檔—

低溫，3檔—

高溫二極管整流調(diào)溫型電熱褥電路衛(wèi)生間兩級調(diào)光電路1364.2交流電力控制技術(shù)在家電中的應(yīng)用2、雙向晶閘管調(diào)溫型電熱褥電路無級調(diào)溫雙向晶閘管調(diào)溫型電熱褥電路1374.2交流電力控制技術(shù)在家電中的應(yīng)用4.2.4吸塵器1.吸塵器的類型1）按外形分類：立式、臥式、便攜式。2）按功能分類：干式吸塵器、干濕兩用吸塵器、旋轉(zhuǎn)刷式地毯吸塵器、打蠟吸塵器等1384.2交流電力控制技術(shù)在家電中的應(yīng)用2、臥式吸塵器的結(jié)構(gòu)臥式吸塵器：電動(dòng)機(jī)、風(fēng)機(jī)、過濾器及集塵室在殼體內(nèi)沿水平方向順序安裝，具體結(jié)構(gòu)如圖所示。

1394.2交流電力控制技術(shù)在家電中的應(yīng)用3、工作原理

當(dāng)吸塵器接通電源時(shí)，電動(dòng)機(jī)直接驅(qū)動(dòng)風(fēng)機(jī)產(chǎn)生高速旋轉(zhuǎn)，風(fēng)機(jī)葉輪帶動(dòng)空氣以極高的速度向機(jī)殼外排放，此時(shí)，在風(fēng)機(jī)前面形成局部真空，使吸塵器內(nèi)部與外界產(chǎn)生很高的負(fù)壓差，在此負(fù)壓差的作用下，位于吸嘴旁的含塵氣體源源不斷地補(bǔ)充到風(fēng)機(jī)中去，通過吸嘴和管道，使充滿灰塵和臟物的空氣吸入吸塵器的集塵室內(nèi)，經(jīng)過濾器過濾，使灰塵和臟物留在集塵室內(nèi)，而過濾后的清潔空氣從風(fēng)機(jī)、電動(dòng)機(jī)的后部出氣口排出，重新送入室內(nèi)，達(dá)到吸塵的目的。負(fù)壓差越大風(fēng)量越大，則吸塵能力也越大。1404.2交流電力控制技術(shù)在家電中的應(yīng)用4、吸塵器的控制電路：控制電路的作用是控制電動(dòng)機(jī)的通斷。按吸塵器的功能，電動(dòng)機(jī)有不調(diào)速及無級調(diào)速等幾種。1）開關(guān)控制的吸塵器電路如圖所示為單轉(zhuǎn)速單開關(guān)的吸塵器電路，開關(guān)閉合，電動(dòng)機(jī)單速運(yùn)轉(zhuǎn)，吸塵器工作，開關(guān)斷開，吸塵器停止工作。4.2交流電力控制技術(shù)在家電中的應(yīng)用2）無級調(diào)速吸塵器電路：改變電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速，調(diào)節(jié)吸塵器的吸力。調(diào)速方法：通過改變雙向晶閘管的導(dǎo)通角來實(shí)現(xiàn)電路調(diào)速。實(shí)例1：圖示是春花牌吸塵器調(diào)速電路。1411424.2交流電力控制技術(shù)在家電中的應(yīng)用實(shí)例2：以集成電路(NE555)為核心組成脈沖觸發(fā)器。交流220V電源電壓經(jīng)電源變壓器T1降壓后，經(jīng)VD2～VD5橋式電路整流，形成與電源保持同步的單向脈動(dòng)電源。該電源一路經(jīng)二極管VD1隔離、電容C1濾波后為NE555提供直流工作電壓；另一路經(jīng)電阻R2、R3分壓后為NE555提供同步信號。~11V雙向晶閘管調(diào)壓1434.3開關(guān)電源在家電中的應(yīng)用4.3.1開關(guān)電源的發(fā)展及應(yīng)用

開關(guān)電源是一種應(yīng)用較早、也最普遍的電力電子設(shè)備。問世：20世紀(jì)50年代，美國宇航局以小型化、重量輕為目標(biāo)，為火箭開發(fā)功率晶體管（GTR）開關(guān)電源。70年代，電力MOSFET

應(yīng)用，開關(guān)電源的頻率進(jìn)一步提高，使電源體積更小，重量更輕，功率密度進(jìn)一步提高。80年代，IGBT出現(xiàn)，開關(guān)電源在中、大功率直流電源領(lǐng)域也得以發(fā)揮。開關(guān)電源中陸續(xù)應(yīng)用了軟開關(guān)技術(shù)、功率因數(shù)校正技術(shù)。

1444.3開關(guān)電源在家電中的應(yīng)用開關(guān)電源的應(yīng)用場合

極其廣泛，應(yīng)用于各種電子設(shè)備、儀器儀表、家用電器及電化學(xué)的直流電源。幾瓦：手機(jī)、數(shù)碼相機(jī)等移動(dòng)電子設(shè)備的充電器；幾十瓦～幾百瓦：計(jì)算機(jī)、電視機(jī)、DVD播放機(jī)、音響、家用空調(diào)器、電冰箱的控制電路、電動(dòng)自行車充電器；幾千瓦～幾百千瓦：通信交換機(jī)、巨型計(jì)算機(jī)、數(shù)控機(jī)床、自動(dòng)化流水線、CT機(jī)、X光機(jī)、微波發(fā)射機(jī)、雷達(dá)、電鍍、電解、電動(dòng)汽車。大多數(shù)電子設(shè)備的開關(guān)電源功率不大，但數(shù)量極其龐大，所消耗的電能約占全國總發(fā)電量的10%左右，并且隨著國家現(xiàn)代化進(jìn)程的發(fā)展，用電比例會進(jìn)一步增加。1454.3開關(guān)電源在家電中的應(yīng)用開關(guān)電源的實(shí)物外形：1464.3開關(guān)電源在家電中的應(yīng)用4.3.2開關(guān)電源的基本原理開關(guān)電源結(jié)構(gòu)：包括輸入整流濾波器、高頻變換器、高頻變壓器、輸出整流濾波器、控制電路、保護(hù)電路等。優(yōu)點(diǎn)：體積小、重量輕、效率高、可達(dá)70％~95％。工頻交流整流濾波高頻變換器直流電壓輸出誤差放大PWM脈寬調(diào)制電壓采樣電壓給定開關(guān)電源的原理框圖整流濾波直流直流交流交流1474.3開關(guān)電源在家電中的應(yīng)用開關(guān)電源基本原理：交流電源輸入經(jīng)整流濾波成直流，再將直流電壓逆變成高頻交流電壓，由高頻變壓器進(jìn)行降壓（或升壓），再經(jīng)過高頻整流濾波得到希望輸出的直流電壓。輸出電壓通過采樣電路反饋給控制電路，并將其與基準(zhǔn)電壓比較放大，去控制高頻變換器功率管的脈沖寬度，以達(dá)到穩(wěn)定輸出電壓的目的。開關(guān)電源整機(jī)效率一般在70%~95%1484.3開關(guān)電源在家電中的應(yīng)用4.3.3開關(guān)電源舉例（1）——40WLCD顯示器電源FSCM系列是美國飛兆半導(dǎo)體公司（FaixchildSemiconductcr)推出的FPS系列單片集成開關(guān)電源，在攝像機(jī)、DVD、機(jī)頂盒、LCD顯示電源上廣泛應(yīng)用。FSCM0765R是專門針對中、小功率開關(guān)電源而設(shè)計(jì)的，內(nèi)部集成了電流模式PWM控制器和高功率SenseFET。為減小EMI，PWM控制器采用定頻控制，同時(shí)還具有欠壓鎖定、上升沿消隱、軟啟動(dòng)以及故障保護(hù)等功能，并對柵極驅(qū)動(dòng)電路進(jìn)行了優(yōu)化。該電路85VAC輸入時(shí)，工作效率超過81%，240VAC輸入時(shí)，零負(fù)載功耗低于1W。1494.3開關(guān)電源在家電中的應(yīng)用下圖是FSCM0765R控制的40WLCD顯示器電源原理圖：熔絲濾波控制器FSCM0765R整流高頻變壓器+12V輸出+5V輸出輸出電壓采樣、反饋整流濾波緩沖電路控制器供電線路85V~240VAC輸入1504.3開關(guān)電源在家電中的應(yīng)用上述電路的采用的就是下圖所示的反激型變換器：VinVoLSD1基本反激型變換器1514.3開關(guān)電源在家電中的應(yīng)用下圖是FSCM0765R的內(nèi)部結(jié)構(gòu)框圖：1524.3開關(guān)電源在家電中的應(yīng)用4.3.3開關(guān)電源舉例（2）——手機(jī)充電器電路

電路相對簡單，但結(jié)構(gòu)基本相同：13003為開關(guān)管，用來控制原邊繞組與電源之間的通、斷。當(dāng)開關(guān)管導(dǎo)通時(shí)，變壓器同名端為+，付邊無功率輸出，反饋繞組使開關(guān)管關(guān)斷。當(dāng)開關(guān)管關(guān)斷時(shí)，變壓器同名端為-，付邊有功率輸出，反饋繞組使開關(guān)管開通。當(dāng)開關(guān)管（原邊繞組）不停的通斷時(shí)，在開關(guān)變壓器中形成變化的磁場，從而在次級繞組中產(chǎn)生感應(yīng)電壓。工頻交流半波整流濾波高頻變換器整流濾波直流電壓輸出1534.3開關(guān)電源在家電中的應(yīng)用手機(jī)充電器電路：

+6V輸出整流濾波高頻變壓器緩沖電路濾波半波整流限流限流啟動(dòng)振蕩、反饋、驅(qū)動(dòng)電路VinVSD1反激型變換器1544.3開關(guān)電源在家電中的應(yīng)用4.3.3開關(guān)電源舉例（3）——電腦電源電路

IBM的PC-AT/XT最早采用開關(guān)電源作為電腦的電源，隨后電腦內(nèi)部各個(gè)部件之間逐漸形成一套共同的標(biāo)準(zhǔn)——即AT標(biāo)準(zhǔn)，符合此標(biāo)準(zhǔn)的電源稱為AT電源。接著又出現(xiàn)具有自動(dòng)控制功能的ATX電源,ATX標(biāo)準(zhǔn)經(jīng)歷了ATX1.0，ATX2.03，ATX12V(即P4電源)等的發(fā)展過程。1554.3開關(guān)電源在家電中的應(yīng)用ATX電源外觀及組成:包括交流電輸入插座,多根直流輸出線，接頭主要分為三種:連接到主板，為電腦提供+3.3V、+5V和+12V電壓;有四五個(gè)D型的大接頭，用于給驅(qū)動(dòng)設(shè)備供電;一個(gè)專用的四芯接頭，單獨(dú)給CPU提供+12V的電壓。如圖所示:1564.3開關(guān)電源在家電中的應(yīng)用+3.3V：直接提供給主板經(jīng)變換后用于驅(qū)動(dòng)CPU、內(nèi)存等電路。+5V：用于驅(qū)動(dòng)除磁盤、光盤驅(qū)動(dòng)器馬達(dá)以外的大部分電路，包括磁盤、光盤驅(qū)動(dòng)器的控制電路。+12V：用于驅(qū)動(dòng)磁盤驅(qū)動(dòng)器馬達(dá)、冷卻風(fēng)扇，或通過主板的總線槽來驅(qū)動(dòng)其它板卡;利用一4PIN的插頭，連接主板，經(jīng)主板變換后提供給CPU和其它電路。

-12V：主要用于某些串口電路，其放大電路需要用到+12V和-12V。+5VStand—By

：是一個(gè)單獨(dú)的電源電路，用于電源及系統(tǒng)的喚醒服務(wù)。

1574.3開關(guān)電源在家電中的應(yīng)用ATX電源電路結(jié)構(gòu)AC輸入EMI濾波器整流濾波高頻變換開關(guān)元件高頻隔離變壓器多路輸出整流濾波PC輸出輔助電路PWM控制邏輯反饋輔助電源1581594.3開關(guān)電源在家電中的應(yīng)用ATX電源電路的主電路結(jié)構(gòu)——半橋式直流變換電路：VinVoLS2D1D2S1半橋變換器1604.3開關(guān)電源在家電中的應(yīng)用4.3.4開關(guān)電源舉例（4）——電視機(jī)電源電路

普通彩色電視機(jī)工作原理：高頻調(diào)諧器中放/視放顯象管電源伴音處理掃描電路揚(yáng)聲器信號1614.3開關(guān)電源在家電中的應(yīng)用有控制CPU的彩色電視機(jī)原理1624.3開關(guān)電源在家電中的應(yīng)用1．開關(guān)穩(wěn)壓電源的組成框圖220V50Hz

進(jìn)線抗干擾自動(dòng)消磁整流濾波

各種保護(hù)電路開關(guān)管高頻變壓器整流濾波直流電壓輸出脈寬調(diào)整

比較放大器基準(zhǔn)電壓形成電路誤差取樣電路1634.3開關(guān)電源在家電中的應(yīng)用1．開關(guān)穩(wěn)壓電源的電路組成1644.3開關(guān)電源在家電中的應(yīng)用1654.3開關(guān)電源在家電中的應(yīng)用開關(guān)電源液晶電視的背面電路1664.3開關(guān)電源在家電中的應(yīng)用2．電源濾波器的作用

是消除開關(guān)電源特有的“開關(guān)干擾”，以保證電視機(jī)自身和電網(wǎng)中的其他設(shè)備免除干擾。自動(dòng)消磁電路1674.3開關(guān)電源在家電中的應(yīng)用3、自動(dòng)消磁電路A.作用：消除顯象管陰罩和防爆鋼帶上的剩磁，保證CRT色純良好。C.電路組成：B.原理:利用熱敏電阻加熱后阻值急劇增大的特點(diǎn),在消磁線圈中得到一個(gè)由大漸小的消磁電流,可消除CRT陰罩和防爆鋼帶上的剩磁。220V50Hz消磁線圈XT501°t熱敏電阻RT5011684.3開關(guān)電源在家電中的應(yīng)用消磁線圈1694.3開關(guān)電源在家電中的應(yīng)用4、自激振蕩電路自激振蕩過程原理1704.3開關(guān)電源在家電中的應(yīng)用實(shí)例：長虹牌

R2118A

型電視機(jī)開關(guān)電源1．電路類型屬自激振蕩、并聯(lián)輸出、調(diào)寬穩(wěn)壓型。2．電路特點(diǎn)（1）多路輸出：+130V、+190V、+25V、+12V、+26V。（2）有遙控系統(tǒng)（待機(jī)）工作電壓（+5V）產(chǎn)生電路。VinVSD1反激型變換器下頁：電源電路圖左圖：電源電路采用的反激型變換器171長虹牌R2118A型機(jī)開關(guān)電源電路長虹牌R2118A型機(jī)開關(guān)電源電路1724.4手機(jī)等便攜式移動(dòng)設(shè)備的電源管理4.4.1便攜式移動(dòng)設(shè)備與工作電源便攜式移動(dòng)設(shè)備，主要是指便于攜帶的移動(dòng)電子產(chǎn)品，如MP3/MP4播放器、手機(jī)、數(shù)碼相機(jī)、攝像機(jī)、視頻播放機(jī)、便攜式VCD/DVD、GPS定位導(dǎo)航器、電子血壓表、平板電腦、筆記本電腦、上網(wǎng)本、電子閱覽器等。目前市場上計(jì)算機(jī)、通信、消費(fèi)電子、汽車電子、醫(yī)療儀器等產(chǎn)品中都有便攜式的產(chǎn)品。蓄電池供電，容量有限。手機(jī)是發(fā)展最快、功能最多、使用最廣的便攜設(shè)備。它除了基本的通話、短信功能外，還包括MP3播放、照相、錄像、錄音、導(dǎo)航定位、視頻播放、上網(wǎng)、電子詞典、計(jì)算器、藍(lán)牙等功能，而每一種功能都需要電能的支持。1734.4手機(jī)等便攜式移動(dòng)設(shè)備的電源管理1744.4手機(jī)等便攜式移動(dòng)設(shè)備的電源管理手機(jī)功能越來越多，對手機(jī)電能的需求也越來越多。這么多的功能，其用電量，對于區(qū)區(qū)1000mAH的電池來說，無疑是巨大的?，F(xiàn)在的手機(jī)大多用鋰電池，標(biāo)稱電壓一般為3.6V，容量在800mAH~1200mAH之間。新型的可達(dá)2000mAH。AH的概念：表示容量。按1000mAH計(jì)算，在滿充滿放、不計(jì)容量損失的情況下，該電池可以在3.6V、1000mA（=1A）情況下，放電一小時(shí)，折算成電能為3.6VAH。而1度電=1000WH=1000VAH；即該電池每一次充電最多可以充0.0036度電，而實(shí)際能達(dá)到0.003度就很不錯(cuò)。這些電能僅能讓一個(gè)60W的燈泡工作3分鐘。可見，儲存電能很少。因此，在當(dāng)前新的電池技術(shù)還不夠成熟的情況下，要想盡可能地延長手機(jī)工作時(shí)間，必須在電源管理上做文章。1754.4手機(jī)等便攜式移動(dòng)設(shè)備的電源管理4.4.2電源管理“電源管理”這個(gè)術(shù)語廣泛應(yīng)用于多種場合，雖然技術(shù)人員對電源管理的基本內(nèi)涵清楚，但是到目前為止，“電源管理”仍然沒有明確的定義。電源管理概念：借助于軟件技術(shù)和硬件技術(shù)（集成電路IC技術(shù)），以最低的功率損耗和最高的效率，對電子系統(tǒng)的供電電壓和電流進(jìn)行控制和分配，達(dá)到節(jié)能和功率管理最優(yōu)化，最大限度地延長電子設(shè)備的待機(jī)時(shí)間和電池壽命。電源管理是電子產(chǎn)品設(shè)計(jì)中非常重要的環(huán)節(jié)，通過降低組件的能耗和高效的電能配置，優(yōu)秀的電源管理系統(tǒng)能夠?qū)㈦姵貕勖娱L兩倍或三倍。1764.4手機(jī)等便攜式移動(dòng)設(shè)備的電源管理4.4.3電源管理的軟件方案系統(tǒng)的電源管理包含硬件方案和軟件方案。在硬件上，主要是電源管理器件組合和選用，而軟件上，則表現(xiàn)為結(jié)合CPU的狀態(tài)進(jìn)行智能化動(dòng)態(tài)電源管理。比如：在待機(jī)狀態(tài)中，控制系統(tǒng)可切斷部分電路的電源，以便節(jié)省電池的能量。不用時(shí)，用戶要退回桌面，關(guān)閉GPS、數(shù)據(jù)、微信等。許多便攜產(chǎn)品，都設(shè)有幾個(gè)不同的工作狀態(tài)，在不同的節(jié)能模式（空閑、睡眠、深度睡眠等），可關(guān)閉不同的電路，減少對電池容量的消耗。顯示屏的亮度控制，一般設(shè)有標(biāo)準(zhǔn)模式