电力电子在电器中

电力电子与现代生活第4章电力电子技术在家用电器中的应用2第4章电力电子技术在家用电器中的应用家用电器概述家用电器主要指在家庭及类似场所中使用的各种电气和电子器具，又称民用电器、日用电器。家用电器作用：一是使人们从繁重、琐碎、费时的家务劳动中解放出来，二是为人类提供丰富多采的文化娱乐条件，三是创造更为舒适优美、更有利于身心健康的生活和工作环境，成为现代家庭生活的必需品。随着信息时代的到来，家用电器向着智能化、网络化、信息化方向发展，其中电力电子技术起着越来越重要的作用。3第4章电力电子技术在家用电器中的应用家用电器的分类方法在尚未统一。但按产品的功能、用途分类较常见，大致分为8类。①声像电器。包括微型投影仪、电视机、收音机、录音机、录像机、摄像机、组合音响、DVD等。②空调制冷电器。包括家用冰箱、冷饮机、空调器、电扇、换气扇、冷热风器、空气去湿器等。③网络通讯电器。包括个人电脑、打印机、扫描仪、手机、电话机等。④清洁电器。包括洗衣机、干衣机、电熨斗、吸尘器、地板打蜡机等。4第4章电力电子技术在家用电器中的应用⑤厨房电器。包括电灶，微波炉、电磁灶、电烤箱、电饭锅、洗碗机、电热水器、食物加工机等。⑥电暖器具。包括电暖气、电热毯、电热被、水热毯、电热服、空间加热器等。⑦整容保健电器。包括电动剃须刀、电吹风、整发器、超声波洗面器、电动按摩器，加湿器、负离子发生器等。⑧其他电器。如烟火报警器、电铃、照明灯具、臭氧机等。有些电器，虽功能用途不同，但电路原理相似。在此，按照电力电子电路相似的原则进行分类讲解。5第4章电力电子技术在家用电器中的应用

4.1变频技术在家电中的应用

4.2交流电力控制技术在家电中的应用

4.3开关电源在家电中的应用

4.4

手机等便携式移动设备的电源管理

64.1变频技术在家用电器中的应用变频技术概述：变频技术：是把交流电转化为频率固定或可调的交流电的技术，一般要经过整流和逆变两个环节。变频技术主要应用于需要电动机驱动的这类家用电器，用来调节电动机的转速，以满足不同功能的需求，例如，变频空调、变频冰箱、变频洗衣机等。也有些家用电器，虽没有电动机驱动，但也需要变频或频率固定的高频交流电，例如，微波炉、电磁炉、节能灯等。整流滤波逆变ACACDC74.1变频技术在家用电器中的应用用于电动机驱动的变频技术：交—直—交变频器基本结构整流器滤波器

逆变器84.1变频技术在家用电器中的应用工业变频器主电路图380V50Hz94.1变频技术在家用电器中的应用220V50Hz家用变频器主电路图104.1变频技术在家用电器中的应用用于其它家用电器的变频技术：220V50Hz电压可调几十kHz114.1变频技术在家用电器中的应用用于其他家用电器的变频技术：220V50Hz电压可调几十kHz121、空调器的诞生与发展：

1901年夏季,美国萨克特·威廉斯印刷出版公司由于湿热的空气,生产大受影响。为此,印刷公司找到了布法罗锻冶公司,寻求一种能够调节空气温度、湿度的设备。布法罗锻冶公司将此任务交给了年轻工程师卡里尔。卡里尔通过自己的设想和实践,在1902年7月17日给萨克特·

威廉斯印刷出版公司安装了由自己设计的设备,取得了较好的效果,世界上第一台空气调节系统，简称空调由此产生。1906年，卡里尔以“空气处理装置”为名申请了美国专利。4.1.1空调器134.1变频技术在家用电器中的应用1915年,卡里尔与朋友集资32万美元,成立了制造空调设备的卡里尔公司（中国译名开利公司），至今它仍是世界最大的空调公司之一。1922年,卡里尔公司成功研制了具有里程碑地位的产品—离心式空调机，从此空调效率大大提高，调节空间空前增大，空调服务的对象由机器变成了人。1928年,卡里尔公司推出第一代家用空调，但由于第二次世界大战打断了家用空调的普及过程。20世纪50年代，随着经济的起飞，家用空调进入较为发达国家的家庭。80年代，逐渐进入中国的家庭。4.1变频技术在家用电器中的应用空调器发明的另一说法：

在1881年7月某日，美国总统格菲尔德在华盛顿车站突然遭到枪击，子弹进入脊椎，生命岌岌可危。当时，正值盛夏，高温难耐，总统极度衰弱。此时，医生们提出，只有降低室内空气温度，才能进行手术来挽救总统的生命。因此，降低室温，一时成为国家的大事，国务院立即下令华盛顿海军工厂派人火速解决。当时，海军派了技师多西前往医院去完成这一艰巨任务。多西是一位矿山技术人员，他懂得在矿山掘井中输送空气的技术，知道空气经过压缩就会放出热量。根据这一原理，他在医院里安装了一台发动机，用压缩机来处理病房中的空气。其方法是：用一根管子通入病房，将房中的热气吸出，压缩后用水冷却，将冷却后的空气再送回病房。这样一来，病房内的空气温度由36℃降到25℃左右。这一温度的急剧变化效果，很快地传遍了美国。进而世界上第一台最原始的空调器也由此而演变和产生了。14154.1变频技术在家用电器中的应用2、空调器的功能

1)调节室内温度。空调房间夏季保持在24～28ºC、冬季保持在18～20ºC是比较理想的。

2)调节室内湿度。夏季降温除湿，有的空调冬季可加湿。

3)调节室内气流速度。

4)净化室内空气。加空气过滤器。

5)定期更换室内空气。部分空调器。

7)产生负离子。有些空调器装有负离子发生器。164.1变频技术在家用电器中的应用3、

空调器分类按结构形式分类

1）窗式空调器。

2）分体式空调：壁挂式、立柜式、吊顶式、嵌入式、小型中央空调等。按主要功能分类

1)冷风型（单冷型）。

2)热泵冷风型。在冷风型的基础上增加了一个电磁换向阀，既能制冷降温，又可制热取暖。

3)电热冷风型。加装电热丝，比热泵冷风型制热效率低。174.1变频技术在家用电器中的应用4、

空调器结构184.1变频技术在家用电器中的应用5、

空调器的制冷原理下图是热泵冷风型空调器制冷时制冷剂的流动路线，制冷剂蒸汽由压缩机排出，经过换向阀进入冷凝器换热冷凝后，流经毛细管进入蒸发器吸热气化，制冷剂蒸汽再经过换向阀进入压缩机的吸气口，由压缩机进行压缩再循环。结果从室内换热器送出的是冷风，即制冷。管道压力大气体→液体释放热量管道压力小液体→气体吸收热量毛细管19

压缩机室外机冷凝器膨胀阀(节流阀)室内机蒸发器四通换向阀发热吸热冷风制冷循环204.1变频技术在家用电器中的应用6、

空调器的制热原理（热泵型）图为热泵冷风型空调器制热时制冷剂流动路线，由压缩机排出的高压高温蒸汽，经过换向阀进入室内换热器(冷凝器功能)，冷凝散热后经毛细管流入室外换热器吸热气化，制冷剂蒸汽再经过换向阀进入压缩机的吸气口，经压缩进行再循环。结果是从室内换热器送出的是热风，即制热。管道压力小气体→液体散热管道压力大液体→气体吸热毛细管21室内机膨胀阀放热四通换向阀压缩机室外机供热循环暖风吸热224.1变频技术在家用电器中的应用7、分体空调机的组成：室内电气：整个控制电路以单片机为中心，大致可分为：整流滤波电路、直流稳压电源电路、单片机及外围控制电路、遥控接收电路。室内机组结构：主要由换热器、贯流风扇及电动机、自动风向系统、排水系统等组成。l）换热器，用于冷却（或加热）室内空气。2）贯流风扇及电动机完成室内空气的循环。3）自动风向系统又称摇风机构，它是为使空调器向室内送风均匀、舒适而设置的。4）排水系统将空调制冷运行时，室内换热器（此时为蒸发器）上的冷凝水排向室外。

234.1变频技术在家用电器中的应用244.1变频技术在家用电器中的应用室外电气：室外电路比较简单，主要有压缩机、变频器或起动电路、过载保护电路，室外风机电路组成。室外机组结构：主要包括全封闭式压缩机、室外换热器、四通换向阀、毛细管、轴流风扇及电动机等，通过液阀（小管）和汽阀（大管）与室内机连接。254.1变频技术在家用电器中的应用264.1变频技术在家用电器中的应用8、定频空调的电气系统（窗式机）不能调速274.1变频技术在家用电器中的应用定频空调运行特点：压缩机电动机，是单相交流电动机，运行在工频状态，不能调速。其运行规律是：定频空调器制冷运行时，压缩机定速运行，房间温度下降，到达设定的停机温度时，压缩机停机；随后，室内温度逐渐上升，到达温控器的开机温度时，压缩机启动。这样，压缩机不断地开、停，维持室内温度在设定温度上、下波动。定频空调开开停停，室温上下波动，给人带来不适感。定频空调的开机电流数倍于额定电流(冲击电流)，易损坏电机，并且定速空调在运行中频繁开停机，很费电。284.1变频技术在家用电器中的应用9、交流变频空调的结构与原理：交流变频、直流变频ACAC三相交流异步电动机交流变频空调电气系统交流变频电控结构：294.1变频技术在家用电器中的应用变频调速的基本原理：交流电动机的同步转速表达式：

n=60f/p式中:n—异步电动机的同步转速：f—供电频率

p—电动机极对数，常数。由式可知，异步电动机的同步转速n与供电频率f成正比，只要改变电动机的供电频率f

，就可改变电动机的同步转速，也就是改变电动机旋转磁场的转速。当频率f在0~50Hz的范围内变化时，电动机转速调节范围非常宽，因此变频器是一种理想的高效率、高性能的调速手段。304.1变频技术在家用电器中的应用变频器的功率元件：功率模块功率集成电路IPM(海信)314.1变频技术在家用电器中的应用

与定频空调相比，变频空调有以下优点：

1）舒适：当室内温度与设定温度相差较大时，压缩机高速运行，使室内温度尽快下降，当室内温度接近设定温度时，压缩机运行速度逐渐下降，使室内温度保持恒定。压缩机基本不停机。

2）节能：一方面变频空调不像定频一样频繁启动，不会产生一次次的瞬间冲击大电流；同时，压缩机运转频率越低、空调的能效比越高（风机泵类变频节能）。较定速空调器节电大约20％～30％。

3）制冷、制热能力强：

变频空调的制冷量或制热量，高速运行时，能大大高出额定值。例如，某变频空调KFR-28GW/BP，其额定制冷量为2800W，而制冷能力可在900~3200W之间调整；其额定制热量为3700W，而制热能力可在950～4800W之间调整。

324.1变频技术在家用电器中的应用8、直流变频空调把采用无刷直流电动机作为压缩机的空调称为“直流变频空调”，从概念上来说直流变频是不确切的，因为直流电是没有频率的，也就谈不上变频，但人们已经形成了习惯。称直流变频原因？无刷直流电动机。（电瓶车、电动汽车）

直流无刷电动机的确有一个与逆变器结构完全一样的换流装置，工作原理也基本一样。但它的作用是取代了普通直流电动机中的换相电刷，给绕组通电，而不是变频。全直流变频空调是指压缩机电机、室内风扇电机、室外风扇电机都使用直流无刷调速电机，毛细管改用电子膨胀阀来调节制冷剂的流量。性能提升，耗电进一步降低。334.1变频技术在家用电器中的应用什么是无刷直流电动机：普通直流电动机的工作原理：定子励磁，转子通电。电刷和电源固定连接，换向片随转子旋转。无论怎样转动，总是上半边电流向里，下半边电流向外；左手定则，转子逆时针旋转。定子转子344.1变频技术在家用电器中的应用直流电动机的工作原理---动态演示354.1变频技术在家用电器中的应用无刷直流电动机的工作原理无刷直流电动机是将直流电动机反装，即将永磁体放在转子上，而电枢绕组成为定子绕组。这样，就省掉普通直流电机所必须的电刷，所以把这种电机称为无刷直流电机。无刷直流电机既克服了传统的直流电机的一些缺陷，如电磁干扰、噪声、火花可靠性差、寿命短，又具有交流电机所不具有的一些优点，如运行效率高、调速性能好、无涡流损失。所以，直流变频空调相对与交流变频空调而言，具有更大的节能优势。永磁体绕组4.1变频技术在家用电器中的应用无刷直流电动机转子位置检测：无刷直流电机在运行时，必须实时检测出永磁转子的位置，从而进行相应的驱动控制，以驱动电机对应绕组通电，才能保证电机平稳地运行。位置检测有两种方法：一是有位置传感器的检测。利用电机内部的位置传感器（通常为霍尔元件）提供的信号，确定转子的位置。二是无位置传感器的检测。在无刷直流电动机中总有两相线圈通电，一相不通电。一般无法对通电线圈测出感应电压，因此通常以剩余的一相作为转子位置检测信号用线，捕捉到感应电压，确定转子的位置。直流变频空调压缩机都采用后一种方法进行电机位置检测。364.1变频技术在家用电器中的应用无刷直流电动机的换向器为使定子各个绕组能按照规定的次序分配电流，需要一个定子电流换向器，该换向器与普通的逆变器结构相同，但作用不同。工作原理：由转子位置检测器，检测转子磁极的空间位置，根据转子空间位置的变化，由控制器进行计算并送出控制信号，去驱动换向器各开关器件的通断，给对应的绕组通电，完成直流电动机的换向功能，使电动机连续平稳的运转。37直流变频空调的电路原理图384.1变频技术在家用电器中的应用无刷直流电动机的工作原理转子永磁无需通电，定子多数采用两相通电方式。换流器不断地切换，顺序：AB-AC-BC-BA-CA-CB-AB

对应的导通器件：61-12-23-34-45-56-61ABCXYZ此刻：AB:A-X-Y-B下一步：AC:A-X-Z-C394.1变频技术在家用电器中的应用无刷直流电动机：空调铁壳无刷直流风扇电机外形

换向器定子转子IPM模块换向器404.1变频技术在家用电器中的应用直流变频压缩机效率比交流变频压缩机高10%-30%，噪音低5-10分贝，相对成本也略高。120°和180°是两种不同的换流方案。120°就是在任意时刻三相中只有两相导通，一相截止。算法简单，但在转矩和转速变化大的时候，效率很低，逐渐被180°方案所取代。180°就是在任意时刻三相都导通。如图tttuAuBuC120°导电方式tttuAuBuC180°导电方式4.1变频技术在家用电器中的应用直流变频空调电控总体框图414.1变频技术在家用电器中的应用42格力直流变频压缩机结构图：43三相异步电动机由定子和转子两大部分组成。定子由机座、定子铁心、定子绕组组成。转子由转子铁心和转子绕组组成。

三相异步电动机简介：

1、结构：4.1变频技术在家用电器中的应用441、机座：起固定和支撑定子铁心的作用，一般用铸铁制造。2、定子铁心：由硅钢片冲叠而成，铁心内开有均匀的槽，嵌放定子绕组。三相异步电动机的定子（STATOR）定子由机座、定子铁心、定子绕组组成。4.1变频技术在家用电器中的应用45定子绕组4.1变频技术在家用电器中的应用46

转子:在旋转磁场作用下，产生感应电动势或电流。2.转子鼠笼转子转子铁心：由外周有槽的硅钢片叠成。(1)鼠笼式转子

铁芯槽内放铜条，端部用短路环形成一体。或铸铝形成转子绕组。(2)绕线式转子

同定子绕组一样，也分为三相，并且接成星形。鼠笼式绕线式4.1变频技术在家用电器中的应用47三相异步电动机的转子结构（ROTATOR）

4.1变频技术在家用电器中的应用48工作原理要点三相交流电通过定子绕组产生旋转磁场；转子绕组切割磁力线从而产生感应电势；异步感应电势在转子绕组中产生感应电流；有感应电流的转子绕组，在磁场中受到电磁力（矩）的作用，从而使转子旋转；转子转速始终低于旋转磁场的转速(同步转速)。4.1变频技术在家用电器中的应用49

定子三相绕组通入三相交流电(星形联接)旋转磁场的产生o4.1变频技术在家用电器中的应用50工作原理iAiCiB4.1变频技术在家用电器中的应用假如：在A相电流最大时，旋转磁场的N极位于A点；则：在B相电流最大时，旋转磁场的N极位于B点；在C相电流最大时，旋转磁场的N极位于C点；所以磁场按顺时针方向转动。51旋转磁场的连续观察U1V1W1U2V2W2SNNS4.1变频技术在家用电器中的应用52电冰箱的发明：第一台人工制冷压缩机是由哈里森在1851年发明的。

哈里森是澳大利亚《基朗广告报》的老板，在一次用乙醚清洗铅字时，他发现乙醚涂在金属上有强烈的冷却作用。

乙醚是一种沸点低的液体，它很容易发生蒸发吸热现象。

哈里森经过研究研制出了使用乙醚和压力泵的冷冻机，并把它应用在澳大利亚的一家酿酒厂，供酿酒时制冷降温用。第一台用电动机带动压缩机工作的冰箱是由瑞典工程师布莱顿和孟德斯于1923年发明的。后来一家美国公司买去了他们的专利，于1925年生产出第一批家用冰箱。可见：空调与冰箱的发明过程不同，但目前二者原理相似。4.1.2电冰箱534.1.2电冰箱冰箱和空调异同：相同点：都是制冷电器，二者制冷的原理相同。不同点：功率不同：电冰箱，90~200W；空调，800~2500W。用途不同，制冷温度不同，外壳不同，散热方式不同。换热器数量不同：空调两个；冰箱外部一个，每个箱内一个。544.1变频技术在家用电器中的应用1.电冰箱的制冷原理：三门冰箱：两条通路气体→液体散发热量液体→气体吸收热量-17~-25°2~7°554.1变频技术在家用电器中的应用2.关键部件：压缩机压缩机把电能转换成机械能，一方面压缩蒸发器排出的低压制冷剂蒸气，使之升压到常温下冷凝所需的冷凝压力，另一方面提供了制冷剂在系统中循环流动所需的动力。压缩机的分类：电冰箱上使用的压缩机有旋转式和往复式两种，如图所示。旋转式往复式564.1变频技术在家用电器中的应用关键部件：电磁阀

电磁阀是双温控双制冷循环系统中控制制冷剂流向的关键部件，它是一个两位三通电磁阀，有一个入口端，连接干燥过滤器；两个出口端，分别连接冷藏室和冷冻室蒸发器毛细管，结构如下图所示。574.1变频技术在家用电器中的应用2.普通PTC启动式冰箱的电气电路-----单相交流电动机

一些冰箱使用PTC启动器进行启动,电路如图。

PTC串联在启动绕组上,常温电阻只有20Ω左右,不影响电动的启动。由于电动机启动电流很大,PTC在大电流作用下,温度迅速上升,至一定温度如100℃后,PTC元件的电阻值升到几十kΩ,这时PTC元件相当于开路,使电动机启动绕组脱离工作。

普通家用冰箱中的电机起动频繁、噪声大、寿命短、温度稳定性差、能耗高。584.1变频技术在家用电器中的应用电气元件：PTC启动器过载保护器机械温控器594.1变频技术在家用电器中的应用

普通重锤启动式冰箱的电气电路：该电路由压缩机控制电路和照明灯电路构成，它的起动继电器为电流线圈重锤式，过载保护继电器为碟形双金属过电流、过温升保护继电器，温控器为化霜复合型。60重锤式启动继电器接线示意图：

继电器的控制接点平时处于常开状态C

R

S

LN压缩机接通电源时,转子是静止的,只有继电器线圈和运行绕组中有电流且很大由于启动电流很大，继电器线圈吸引衔铁向上动，动、静触点闭合启动绕组被接通，压缩机开始旋转随着转速的升高，电流减小，衔铁靠自重而落下，接点断开，启动动作完成4.1变频技术在家用电器中的应用614.1变频技术在家用电器中的应用3.变频冰箱目前，变频冰箱在国外、国内已经非常普及。早在2006年，西门子和松下就向中国市场推出了变频冰箱。目前，海尔、西门子、海信、美的、松下、东芝、三星、新飞和TCL等企业都在推广变频冰箱，销量稳步上升。冰箱变频压缩机通过调节转速，在快速制冷的同时可以将温度波动控制在较小的范围内，因此与普通冰箱相比，变频冰箱最显著的优点是保鲜效果好、噪音低、节能。缺点：价格高，体现---变频压缩机(多进口)，变频单元。代表了冰箱技术发展方向：节能、环保、智能化624.1变频技术在家用电器中的应用变频冰箱的优点：变频压缩机可实现无级变速，根据实际需要自动调节转速：当箱内食品多、温差大、环温高时，压缩机高速运转，在短时间内达到要求的温度，从而实现超级保鲜。当食品少、温差小、环温低时，压缩机低速运转，从而有效降低了能耗，实现节能。测试结果表明，变频冰箱的速冻能力比普通冰箱提高20%，耗电量也低于普通冰箱20%。因为采用了变频技术，冰箱在开机时不像普通压缩机那样瞬间实现，而是实现转速平滑过渡（软启动），降低了启动噪音，夜间运行几乎没有声音，避免了噪音干扰，实现静音。634.1变频技术在家用电器中的应用变频冰箱与普通冰箱温度调节过程的比较：644.1变频技术在家用电器中的应用4、变频冰箱的电气结构框图主电路部分控制电路部分，包括：信息采集（电压、电流、位置、温度）驱动（逆变器、阀门、照明灯、蜂鸣器）键盘显示通讯等654.1变频技术在家用电器中的应用直流变频冰箱的主回路电气结构664.1变频技术在家用电器中的应用松下直流变频冰箱电路图：674.1变频技术在家用电器中的应用变频冰箱可实现：宽电压输入：140V~260V。工作频率：15Hz~160Hz。变频冰箱中使用的集成变频器单元----IPM（智能功率集成电路）684.1.3洗衣机洗衣机的发明与发展：1858年，美国人汉密尔顿·史密斯在匹茨堡制成了世界上第一台洗衣机。洗衣机的主件是一只圆桶，桶内装有一根带有桨状叶子的直轴。轴是通过摇动和它相连的曲柄转动的。1859年，在德国出现了一种用捣衣杵作为搅拌器的洗衣机，当捣衣杵上下运动时，装有弹簧的木钉便连续作用于衣服。694.1.3洗衣机1874年，美国人比尔·布莱克斯发明了木制手摇洗衣机。1880年，美国出现了蒸气洗衣机，蒸气动力开始取代人力。蒸汽洗衣机之后，水力洗衣机、内燃机洗衣机也相继出现。1910年，美国的费希尔在芝加哥试制成功世界上第一台电动洗衣机。标志着人类家务劳动自动化的开端。1922年，美国玛塔依格公司改造了洗衣机的洗涤结构，把拖动式改为搅拌式，使洗衣机的结构固定下来，这也就是第一台搅拌式洗衣机的诞生。1932年，美国本德克斯航空公司宣布，他们研制成功第一台前装式滚筒洗衣机，洗涤、漂洗、脱水在同一个滚筒内完成。704.1.3洗衣机1937年，第一台自动洗衣机问世。这是一种“前置”式自动洗衣机，靠一根水平的轴带动缸。可容纳4000克衣服。衣服在注满水的缸内不停地上下翻滚，使之去污除垢。40年代，英国研制并推出了一种喷流式洗衣机，它是靠筒体一侧的运转波轮产生的强烈涡流，使衣物和洗涤液一起在筒内不断翻滚，洗净衣物。1955年，在英国喷流式洗衣机的基础上，日本研制出独具风格、并流行至今的波轮式洗衣机。至此，波轮式、滚筒式、搅拌式在洗衣机生产领域三分天下的局面初步形成。60年代，日本出现了带甩干桶的双桶洗衣机，人们称之为“半自动型洗衣机”。714.1.3洗衣机70年代，生产出波轮式套桶全自动洗衣机。70年代后期，以电脑控制的全自动洗衣机在日本问世，开创了洗衣机发展史的新阶段。80年代，“模糊控制”的应用使得洗衣机操作更简便，功能更完备，洗衣程序更随人意，外观造型更为时尚……90年代，由于电机变频调速技术的出现，洗衣机实现了宽范围的转速变换与调节，诞生了许多新水流洗衣机。此后，生产出了电机直接驱动式洗衣机，省去了齿轮传动和变速机构，引发了洗衣机驱动方式的巨大革命。724.1.3洗衣机4.1.3洗衣机洗衣机的洗涤原理：模拟人工手搓衣物的原理，即通过翻滚、摩擦、水的冲刷和洗涤剂的表面活化作用，将衣物上附着的污垢除掉，从而达到洗净衣物的目的。双桶洗衣机全自动洗衣机滚筒洗衣机734.1.3洗衣机洗衣机类型：按洗涤方式分1.波轮式洗衣机：日本、中国、东南亚2.搅拌式洗衣机：

北美普遍使用3.滚筒式洗衣机：流行于欧洲、南美等主要穿毛、棉为主的地区

744.1.3洗衣机洗衣机类型：按洗涤功能分普及型：无脱水功能单桶洗衣机的泛称。半自动型：一般为双桶式，由洗衣机和脱水机两部份结合成为一个整体，具有洗涤、漂洗、脱水功能，但要手工把衣物取出放入脱水机中脱水。全自动型：为单桶式，洗涤、漂洗、脱水都在一个桶内进行，除了取放衣物外，只要按所需工作程序，调整好控制按钮位置，进水、洗涤、漂洗、脱水、排水均自动进行。754.1变频技术在家用电器中的应用1.双桶洗衣机由箱体、洗衣桶、脱水桶、波轮、电动机、传动机构、控制机构(包括定时)、排水机构等部分构成，如图所示。764.1变频技术在家用电器中的应用双桶洗衣机的控制电路：774.1变频技术在家用电器中的应用2、全自动波轮式洗衣机通常采用将洗涤(脱水)桶套装在盛水桶内的同轴套桶式结构。整机由洗涤、脱水系统，进、排水系统，电动机和传动系统，电气控制系统和支承机构五大部分组成，其结构如图：784.1变频技术在家用电器中的应用全自动波轮式洗衣机电气控制：电力电子换向开关794.1变频技术在家用电器中的应用进水交流电磁阀排水直流电磁阀离合器单相交流异步电动机微电脑程序控制器804.1变频技术在家用电器中的应用全自动洗衣机电路图：814.1变频技术在家用电器中的应用3、变频洗衣机变频波轮式洗衣机于20世纪90年代初，由日本三菱公司推出，目前国内各大洗衣机厂商均推出变频式洗衣机。变频式洗衣机的电路结构和控制技术，与变频空调等相似。变频式洗衣机也是以三相交流电动机、直流无刷电动机为主。220V50Hz824.1变频技术在家用电器中的应用普通全自动洗衣机驱动：皮带传动+离合器；

缺点：皮带易磨损、效率低90%、磨损后效率更低、噪声大，电机频繁正反转启动，耗能大、发热多。变频式洗衣机驱动：直接驱动；

优点：转矩大、效率高、节水、节电、洗净度高、静音性好，电机软启动，节能高效。洗衣机不同传动方式比较834.1变频技术在家用电器中的应用滚筒洗衣机的直驱电机与传统电机比较：（LG）工频电机皮带传动变频电机直接驱动844.1变频技术在家用电器中的应用举例：海尔变频洗衣机洗衣机容量最大8公斤，选定三菱电机的双列直插智能功率器件(DIP-IPM)PS21963-4A，电压600V,电流10A，如图。这是三菱电机推出的最新一代超小型DIP-IPM，其优良的性能非常适合于高性能洗衣机的电机驱动。854.1变频技术在家用电器中的应用变频洗衣机的优点：

1）提高洗衣效果。洗涤、脱水速度可调，可以针对不同衣物的质地确定不同的洗涤脱水速度。同时可根据洗涤物的种类、数量、脏污程度，选择水流，使衣物的洗净率和磨损率达到最佳效果。

2）节能。变频洗衣机效率高，普通洗衣机电机的效率仅为40％－50％，而直流变频洗衣机的效率可达到80％以上，实现节能。

3）噪声低、振动小。

通过变频调速实现软起动，转速可以由零到高逐渐提升，使脱水桶运转平稳，降低运行噪声。

4）脱水率高。通过变频调速来提高脱水运转速度，可以使滚筒式洗衣机的脱水运转速度由800r/min，提高到1200r/min，不但可以缩短时间，而且脱水率高。864.1.4微波炉4.1.4微波炉微波炉的发明：1940年，英国的两位发明家约翰·兰德尔和H·A·布特设计了一个叫做“磁控管”的器材部件，它能产生微波，即一种短波辐射。这种“磁控管”最初的用途是对第二次世界大战中使用的雷达系统加以改进。1946年，美国雷声公司的研究员斯宾塞，在使用磁控管时，偶然发现微波溶化了糖果。于是开始思索如何才能利用微波产生的这种热。他用磁控管很快就可以融化巧克力，并且还用它来爆出了热玉米花。1946年10月，雷声公司为利用微波烹饪食物申请了专利。1947年，第一台家用微波炉问世。874.1变频技术在家用电器中的应用微波炉，就是用微波来加热食品的现代化烹调灶具。食物放入微波炉，既没有火、也没有蒸汽，开机一会儿食物就热了，是不是很神奇？微波是一种电磁波。它由交变的电场和磁场组成，具有比通常的无线电波大得多的能量。这种肉眼看不见的微波，能穿透食物达5cm深，并使食物中的水分子也随之运动，剧烈的运动产生了大量的热能，于是食物“煮”熟了。微波的传播过程中遇到物体时，依物体材料的不同，会不同程度的被反射、透射或吸收。884.1变频技术在家用电器中的应用微波炉的组成：微波炉由电源、磁控管、控制电路和烹调腔等部分组成。这个叫磁控管的电子管是个微波发生器，电源向磁控管提供大约4000伏高压，磁控管在电源激励下，连续产生振动频率为2450MHz的微波。微波炉的功率范围一般为500～1000瓦。机械式微波炉电脑式微波炉89微波炉的工作原理：如图，它主要由磁控管、天线、波导管、搅拌器和箱体组成。磁控管利用电能产生微波，微波由天线末端发射出去，再经过波导系统，传到微波出口处，有一个可旋转的搅拌器，把微波能量均匀地分布在烹调腔内。射出的微波，一部分直接射到食物上，一部分通过微波炉的内壁反射到食物上，使食物能从各个方面得到较为均匀的微波照射。

4.1变频技术在家用电器中的应用食物904.1变频技术在家用电器中的应用微波炉对食物的加热原理完全不同于其它的灶具，它不是靠热传递，而是靠食物本身的有极分子的振荡产生热量。从电介质的角度来说，分子可分为两类：一类是无极分子，其分于的正负电荷中心重合，如H2，O2，CO2等；另一类是有极分子，其分子的正负电荷中心不重合，如H2O，H2S等。水分子是有极分子，模型如图一头带正电，一头带负电一般食物中总是含有水分的。在没有电场作用时，食物中水分子的排列杂乱无章，极性的取向也是各向均等。914.1变频技术在家用电器中的应用在有电场作用时，食物中的水分子形成有序排列，若电场方向改变，有极分子的有序排列方向也随之改变，如图所示。由于微波是一种每秒振荡2450M次的电磁场，食物放在这样的电磁场中，水分子的排列方向就要每秒钟随之改变2450M次，这样，大量水分子吸收了微波的能量而高频率的剧烈的转动，造成分子之间巨大的摩擦力，使食物的温度升高。924.1变频技术在家用电器中的应用微波的特点：微波以直线方式进行传播，遇到金属导体时会发生反射现象，尤如镜子反射可见光一样。在微波炉中，利用微波炉炉腔内表面的钢板或不锈钢板等对微波的多次反射来加热食物。当微波遇到玻璃、陶瓷、云母、聚四氟乙烯之类的绝缘性物体时，能够直接透射过去。因此，这类材料被微波照射时本身几乎不发热，是制作微波炉器皿的材料。加热速度快、效率高、节能、省时。烹饪食物质量好。微波加热时，食物内外各部位同时发热，加热迅速，因而能比较好地保持食物的色、香、味，减少食物中维生素、矿物质、氨基酸等营养成分的损失。934.1变频技术在家用电器中的应用

微波炉的结构：1.门安全联锁开关——确保炉门打开时，微波炉不能工作；2.视屏窗——有金属屏蔽层，可透过网孔观察食物烹调情况；3.通风口——烹调时，有良好的通风；4.转盘支承——带动玻璃转盘转动；5.玻璃转盘——加热时转盘转动，使食物烹调均匀；6.控制板：7.炉门开关微波炉的结构

944.1变频技术在家用电器中的应用1、普通微波炉不管是机械式、电脑式微波炉，电气线路原理均如下图所示：普通微波炉的电原理图954.1变频技术在家用电器中的应用工频高压变压器，输入为220V/50Hz，输出2200V和3.3V两组电压。电压高，注意安全，不能拆盖运行。2200V经高压电容、高压二极管整流后，得到约4000V的直流电压，做磁控管的阳极电压。3.3V做灯丝电压。900W的高压变压器，其视在功率为1450VA左右，功率因数较低。工频变压器，体积大、重量大。工作时，变压器处于饱和状态，损耗很大，发热严重。低火力时，间歇供电，加热不均匀。964.1变频技术在家用电器中的应用磁控管高压变压器高压二极管电脑板高压电容974.1变频技术在家用电器中的应用机械式微波炉内部结构图定时器火力选择变压器整流器风扇风扇电机磁控管984.1变频技术在家用电器中的应用电脑式微波炉内部结构图994.1变频技术在家用电器中的应用2、变频微波炉变频微波炉用变频器，取代普通工频变压器，机身轻巧。变频器可以将50Hz的频率转换成为20KHz~45KHz的高频率，通过改变频率来得到不同的输出功率。解决了传统微波炉低火力时，间歇供电，加热不均匀的缺点。高频变压器：体积小、重量轻，发热少、节能、省时。1004.1变频技术在家用电器中的应用实例1：三洋EMO-SR10微波炉变频电源电路，如图所示。市电经过整流滤波后，再由IGBT变成高频加在升压变压器上，通过倍压整流后得到4000V直流，给磁控管供电。调节开关频率的大小，就可以调节磁控管的输出功率。1014.1变频技术在家用电器中的应用变频微波炉利用的是前面所说的变频技术的第二种应用。不是驱动电动机，而是其他负载，在此是磁控管。220V50Hz电压可调几十kHz1024.1变频技术在家用电器中的应用实例2：美的微波炉-变频器图普通微波炉通过变压器增压后只能输出一个固定功率，改变功率，只能通过改变供电间歇时间实现。而变频微波炉通过变频器转化成高频后再改变电压，可连续控制输出功率，满足各种食物烹调特性。美的蒸立方微波炉变频产品达到一级能效标准1034.1变频技术在家用电器中的应用美的变频微波炉内部结构：1044.1变频技术在家用电器中的应用变频微波炉优势：1、变频微波炉由于功率可以调节、磁控管连续工作，输出功率稳定，食品得到全方位均匀加热，口感更好，且营养流失少。

2、以高频变压器代替工频变压器，提高了电源部分的效率，同时还能减少待机时的耗电量，效率可达60%以上，所以比传统微波炉节电20%以上。3、变频式微波炉可以烧烤、微波同时使用，能缩短烹饪时间。4、变频微波炉，增大了内部炉腔容量，使烹饪空间得以拓展20%以上。重量轻，耗材少（变频重量为700克)。5、变频微波炉将变压器集成在单块电路板上，且频率高于20KHz，工作噪音得到有效降低。1054.1变频技术在家用电器中的应用光波炉简介：又叫光波微波炉，和普通微波炉的区别，在于加热方式。普通微波炉，内部的烧烤管普遍使用铜管或者石英管。铜管在加热以后很难冷却，容易导致烫伤；而石英管的热效不太高。光波炉的烧烤管换成了卤素管（即光波管），能够迅速产生高温高热，冷却速度也快，加热效率更高，而且不会烤焦，从而保证食物色泽。实质：光波是微波炉的辅助功能，只对烧烤起作用。市场上的光波炉都是光波、微波组合炉，在使用中既可以微波操作，又可用光波单独操作，还可以光波微波组合操作。成本：光波管只比铜管或者石英管增加几元钱，所以，现在光波管在微波炉上的使用非常普遍。4.1变频技术在家用电器中的应用106铜烧烤管石英烧烤管卤素管（光波管）1074.1变频技术在家用电器中的应用4.1.5电磁炉电磁炉又名电磁灶，是利用电磁感应加热原理制成的电气烹饪器具，是现代厨房革命的产物，它无需明火或传导式加热而让热直接在锅底产生。与电炉、煤气灶等相比，它具有安全可靠、无明火、热效率高、清洁卫生、温度控制准确、使用方便等诸多优点。1084.1变频技术在家用电器中的应用电磁炉的发展历史：

电磁炉加热原理，最早应用于冶金熔炼等工业方面电磁炉作为民用炊具，是在1972年由美国西屋公司首次研发成功的。到20世纪80年，电磁炉的各项技术逐步成熟。到90年代初，电磁炉才开始导入我国市场，在1999年之后才得到大发展。

1094.1变频技术在家用电器中的应用结构：电磁炉由高频感应加热线圈（即励磁线圈）、高频功率变换装置、控制器、灶面板及排气扇等部分组成。加热线圈大功率输出管与散热器散热风扇灶面板（陶瓷）高频扼流圈1104.1变频技术在家用电器中的应用电磁炉的工作原理：使用时，加热线圈中通入交变电流，线圈周围便产生交变磁场。当未放上炊具（铁磁材料）时，此交变磁场的磁路基本是空气磁路，磁阻很大，因此加热线圈只消耗空载电流。当炊具放上后，交变磁场的磁力线大部分通过金属锅体形成回路，在锅底中产生感应电流

——涡流，便会产生焦耳热，最终实现电能—热能之间的转换。电磁灶产生的热量仅在锅体本身，它的面板不发热。111涡流简介：1、定义：块状金属在变化的磁场中，或在磁场运动时，金属块内将产生感应电流。这种电流在金属块内自成闭合回路，很像水的旋涡，故叫涡电流，简称涡流。2、如图所示，绝缘导线绕在金属块上，当通以交变电流时，磁通量不断变化，将产生涡流，由于金属块电阻小，产生涡流很强，使铁芯发热。4.1变频技术在家用电器中的应用112涡流的利用

高频感应炉，利用涡流的热效应来熔化金属。交流电的频率越高，金属熔炉中的感应电动势就越大，金属材料的电阻率越小，产生的涡流热效应就越强。4.1变频技术在家用电器中的应用113涡流的利用线圈

探雷器的长柄线圈中，通有变化的电流，在其周围就产生变化的磁场，埋在地下的金属物品，由于电磁感应而形成涡流，涡流的磁场反过来又作用于线圈，使仪器报警。4.1变频技术在家用电器中的应用114涡流的利用

安检探测器：机场、车站及重要场所的安检门及工作人员手上的探测器，也是利用与探雷器类似的电磁感应原理使仪器报警，来探测进出人员身上携带的金属物品。4.1变频技术在家用电器中的应用115涡流的利用

生活中的电磁炉，也是利用电磁感应中的涡流的热效应来烧菜做饭的。4.1变频技术在家用电器中的应用1164.1变频技术在家用电器中的应用电磁炉的电气线路：~~~~1174.1变频技术在家用电器中的应用奔腾电磁炉电路板：IGBT整流桥堆谐振电容滤波电容

（直流）滤波电容（交流）扼流圈压敏电阻电流互感器开关变压器开关电源芯片电阻蜂鸣器1184.1变频技术在家用电器中的应用电路原理：220V市电经桥式整流滤波后，得到约310V的直流电压。此电压加在加热线圈盘上，经IGBT形成回路。当IGBT导通时，+310V电压给加热线圈盘充电，电能转换成电磁能储存在加热线圈盘中；当IGBT截止时，加热线圈盘给并联电容充电，构成LC并联谐振电路，进入谐振状态（交流电）。IGBT以一定频率同步地导通、截止，使加热线圈中产生15～30kHz的高频交变电流，在铁质平底锅具的底部产生强大的涡流，使锅具底部迅速发热。改变IGBT导通时间，即改变了发热线圈盘中的储能量的大小，从而改变了涡流的功率，达到控制功率的目的。1194.1变频技术在家用电器中的应用4.1.6节能灯1、电子节能灯又叫紧凑型荧光灯，它是1978年由国外厂家首先发明的，我国于1982年在复旦大学电光源研究所研制成功。国家重点发展的节能产品（绿色照明产品）。电子节能灯的工作原理是，利用高频电子镇流器将50Hz的市电先整流成直流电，再逆变成20~50KHz的高频交流电压去点燃荧光灯。

1204.1变频技术在家用电器中的应用电子节能灯电路：半桥逆变电路整流电路1214.1变频技术在家用电器中的应用2、电子镇流器日光灯电路图电子镇流器日光灯电路半桥逆变电路整流电路1224.1变频技术在家用电器中的应用

习题：1.什么是变频技术？变频技术包括哪些环节（框图）？应用于空调、洗衣机中的变频技术与应用于微波炉、节能灯中的变频技术有什么相同点和不同点？2.在空调、冰箱、洗衣机、微波炉中应用变频技术，分别带来了哪些优点？1234.2交流电力控制技术在家电中的应用交流电力控制电路：只改变电压、电流或对电路的通断进行控制，而不改变频率的电路。主要包括三种基本型：交流电力控制电路在家用电器中应用广泛，如调光台灯、电风扇、吸尘器、电饭煲、电熨斗、电热毯、电热水器等。交流电力控制电路交流调压电路相位控制交流调功电路通断控制交流电力电子开关1244.2交流电力控制技术在家电中的应用复习：单相交流调压电路基本原理：电路图a用两只晶闸管反并联，或一只双向晶闸管与电阻负载组成主电路。以反并联电路进行分析，正半周α时刻触发VT1管，负半周α时刻触发VT2管，输出电压波形为正负半周缺角相同的正弦波图b所示。1254.2交流电力控制技术在家电中的应用复习：交流调功电路上图为设定周期Tc内过零触发输出波形的两种工作方式

以交流电的周期为单位，控制晶闸管通断，改变通、断周期数的比，调节输出功率的平均值。

（通断控制，过零触发，整周期导通）1264.2交流电力控制技术在家电中的应用4.2.1灯光控制1、调光台灯（白炽灯）白炽灯的调光电路，采用的是单相交流调压电路。开关器件，一般是双向晶闸管。多数采用比较简单的触发电路（或称控制电路）。触发二级管交流调压电路图ELR1R2RPC1C2VDVT~220VUIUB-UBo

双向晶闸管简易调光电路R168kΩR247kΩRP250kΩC1、C21μFVTBCR1AMVDDB3电路1：1274.2交流电力控制技术在家电中的应用调光台灯1284.2交流电力控制技术在家电中的应用2.双灯调光电路：刚打开电源开关时，10W辅助灯正常发亮，随着电位器的阻值减小，双向晶闸管导通角逐渐增大，40W主灯亮度增大，辅灯亮度减小。1294.2交流电力控制技术在家电中的应用3.走廊灯声光控制电路：1）白天亮度高，光敏电阻将电路封锁，不管有无声音，灯不亮。2）晚上亮度低，光敏封锁解除，无声音时不亮，有声音时变亮。3）灯亮后，延时电路维持灯亮一定时间，然后熄灭。光敏电阻亮度高，低阻拾音器延时电路主电路双向晶闸管做开关用，不调光1304.2交流电力控制技术在家电中的应用4、路灯自动控制电路

白天灯不亮，夜晚自动开灯。自动光控照明灯电路光敏电阻亮度高，低阻主电路晶闸管做开关用，不调光1314.2交流电力控制技术在家电中的应用4.2.2调速电风扇传统电风扇常用抽头调速、电抗器调速等方式，有级调速。电抗器调速1、电抗器调速

利用电抗器的分压作用，减小电动机电压，调节风扇转速。1324.2交流电力控制技术在家电中的应用2、抽头调速：是在电动机定子的运转绕组与启动绕组之间串接一个调速绕组，在调速绕组上抽出几个头，接到调速开关。抽头调速1334.2交流电力控制技术在家电中的应用3、风扇的电力电子无级调速:无级调速一般采用双向晶闸管作为风扇电动机的开关,通过改变控制角，使输出电压发生改变，达到调节电动机转速的目的。无级调速电原理图1344.2交流电力控制技术在家电中的应用一款实用触摸式吊扇调速电路：1354.2交流电力控制技术在家电中的应用4.2.3调温电热毯1、简单的二极管整流调温电热毯电路（亦可用于卫生间调光）

1档—

停止，2档—

低温，3档—

高温二极管整流调温型电热褥电路卫生间两级调光电路1364.2交流电力控制技术在家电中的应用2、双向晶闸管调温型电热褥电路无级调温双向晶闸管调温型电热褥电路1374.2交流电力控制技术在家电中的应用4.2.4吸尘器1.吸尘器的类型1）按外形分类：立式、卧式、便携式。2）按功能分类：干式吸尘器、干湿两用吸尘器、旋转刷式地毯吸尘器、打蜡吸尘器等1384.2交流电力控制技术在家电中的应用2、卧式吸尘器的结构卧式吸尘器：电动机、风机、过滤器及集尘室在壳体内沿水平方向顺序安装，具体结构如图所示。

1394.2交流电力控制技术在家电中的应用3、工作原理

当吸尘器接通电源时，电动机直接驱动风机产生高速旋转，风机叶轮带动空气以极高的速度向机壳外排放，此时，在风机前面形成局部真空，使吸尘器内部与外界产生很高的负压差，在此负压差的作用下，位于吸嘴旁的含尘气体源源不断地补充到风机中去，通过吸嘴和管道，使充满灰尘和脏物的空气吸入吸尘器的集尘室内，经过滤器过滤，使灰尘和脏物留在集尘室内，而过滤后的清洁空气从风机、电动机的后部出气口排出，重新送入室内，达到吸尘的目的。负压差越大风量越大，则吸尘能力也越大。1404.2交流电力控制技术在家电中的应用4、吸尘器的控制电路：控制电路的作用是控制电动机的通断。按吸尘器的功能，电动机有不调速及无级调速等几种。1）开关控制的吸尘器电路如图所示为单转速单开关的吸尘器电路，开关闭合，电动机单速运转，吸尘器工作，开关断开，吸尘器停止工作。4.2交流电力控制技术在家电中的应用2）无级调速吸尘器电路：改变电动机转速，调节吸尘器的吸力。调速方法：通过改变双向晶闸管的导通角来实现电路调速。实例1：图示是春花牌吸尘器调速电路。1411424.2交流电力控制技术在家电中的应用实例2：以集成电路(NE555)为核心组成脉冲触发器。交流220V电源电压经电源变压器T1降压后，经VD2～VD5桥式电路整流，形成与电源保持同步的单向脉动电源。该电源一路经二极管VD1隔离、电容C1滤波后为NE555提供直流工作电压；另一路经电阻R2、R3分压后为NE555提供同步信号。~11V双向晶闸管调压1434.3开关电源在家电中的应用4.3.1开关电源的发展及应用

开关电源是一种应用较早、也最普遍的电力电子设备。问世：20世纪50年代，美国宇航局以小型化、重量轻为目标，为火箭开发功率晶体管（GTR）开关电源。70年代，电力MOSFET

应用，开关电源的频率进一步提高，使电源体积更小，重量更轻，功率密度进一步提高。80年代，IGBT出现，开关电源在中、大功率直流电源领域也得以发挥。开关电源中陆续应用了软开关技术、功率因数校正技术。

1444.3开关电源在家电中的应用开关电源的应用场合

极其广泛，应用于各种电子设备、仪器仪表、家用电器及电化学的直流电源。几瓦：手机、数码相机等移动电子设备的充电器；几十瓦～几百瓦：计算机、电视机、DVD播放机、音响、家用空调器、电冰箱的控制电路、电动自行车充电器；几千瓦～几百千瓦：通信交换机、巨型计算机、数控机床、自动化流水线、CT机、X光机、微波发射机、雷达、电镀、电解、电动汽车。大多数电子设备的开关电源功率不大，但数量极其庞大，所消耗的电能约占全国总发电量的10%左右，并且随着国家现代化进程的发展，用电比例会进一步增加。1454.3开关电源在家电中的应用开关电源的实物外形：1464.3开关电源在家电中的应用4.3.2开关电源的基本原理开关电源结构：包括输入整流滤波器、高频变换器、高频变压器、输出整流滤波器、控制电路、保护电路等。优点：体积小、重量轻、效率高、可达70％~95％。工频交流整流滤波高频变换器直流电压输出误差放大PWM脉宽调制电压采样电压给定开关电源的原理框图整流滤波直流直流交流交流1474.3开关电源在家电中的应用开关电源基本原理：交流电源输入经整流滤波成直流，再将直流电压逆变成高频交流电压，由高频变压器进行降压（或升压），再经过高频整流滤波得到希望输出的直流电压。输出电压通过采样电路反馈给控制电路，并将其与基准电压比较放大，去控制高频变换器功率管的脉冲宽度，以达到稳定输出电压的目的。开关电源整机效率一般在70%~95%1484.3开关电源在家电中的应用4.3.3开关电源举例（1）——40WLCD显示器电源FSCM系列是美国飞兆半导体公司（FaixchildSemiconductcr)推出的FPS系列单片集成开关电源，在摄像机、DVD、机顶盒、LCD显示电源上广泛应用。FSCM0765R是专门针对中、小功率开关电源而设计的，内部集成了电流模式PWM控制器和高功率SenseFET。为减小EMI，PWM控制器采用定频控制，同时还具有欠压锁定、上升沿消隐、软启动以及故障保护等功能，并对栅极驱动电路进行了优化。该电路85VAC输入时，工作效率超过81%，240VAC输入时，零负载功耗低于1W。1494.3开关电源在家电中的应用下图是FSCM0765R控制的40WLCD显示器电源原理图：熔丝滤波控制器FSCM0765R整流高频变压器+12V输出+5V输出输出电压采样、反馈整流滤波缓冲电路控制器供电线路85V~240VAC输入1504.3开关电源在家电中的应用上述电路的采用的就是下图所示的反激型变换器：VinVoLSD1基本反激型变换器1514.3开关电源在家电中的应用下图是FSCM0765R的内部结构框图：1524.3开关电源在家电中的应用4.3.3开关电源举例（2）——手机充电器电路

电路相对简单，但结构基本相同：13003为开关管，用来控制原边绕组与电源之间的通、断。当开关管导通时，变压器同名端为+，付边无功率输出，反馈绕组使开关管关断。当开关管关断时，变压器同名端为-，付边有功率输出，反馈绕组使开关管开通。当开关管（原边绕组）不停的通断时，在开关变压器中形成变化的磁场，从而在次级绕组中产生感应电压。工频交流半波整流滤波高频变换器整流滤波直流电压输出1534.3开关电源在家电中的应用手机充电器电路：

+6V输出整流滤波高频变压器缓冲电路滤波半波整流限流限流启动振荡、反馈、驱动电路VinVSD1反激型变换器1544.3开关电源在家电中的应用4.3.3开关电源举例（3）——电脑电源电路

IBM的PC-AT/XT最早采用开关电源作为电脑的电源，随后电脑内部各个部件之间逐渐形成一套共同的标准——即AT标准，符合此标准的电源称为AT电源。接着又出现具有自动控制功能的ATX电源,ATX标准经历了ATX1.0，ATX2.03，ATX12V(即P4电源)等的发展过程。1554.3开关电源在家电中的应用ATX电源外观及组成:包括交流电输入插座,多根直流输出线，接头主要分为三种:连接到主板，为电脑提供+3.3V、+5V和+12V电压;有四五个D型的大接头，用于给驱动设备供电;一个专用的四芯接头，单独给CPU提供+12V的电压。如图所示:1564.3开关电源在家电中的应用+3.3V：直接提供给主板经变换后用于驱动CPU、内存等电路。+5V：用于驱动除磁盘、光盘驱动器马达以外的大部分电路，包括磁盘、光盘驱动器的控制电路。+12V：用于驱动磁盘驱动器马达、冷却风扇，或通过主板的总线槽来驱动其它板卡;利用一4PIN的插头，连接主板，经主板变换后提供给CPU和其它电路。

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

：是一个单独的电源电路，用于电源及系统的唤醒服务。

1574.3开关电源在家电中的应用ATX电源电路结构AC輸入EMI濾波器整流滤波高頻变换开关元件高頻隔离变压器多路輸出整流滤波PC輸出辅助电路PWM控制逻辑反馈辅助电源1581594.3开关电源在家电中的应用ATX电源电路的主电路结构——半桥式直流变换电路：VinVoLS2D1D2S1半桥变换器1604.3开关电源在家电中的应用4.3.4开关电源举例（4）——电视机电源电路

普通彩色电视机工作原理：高频调谐器中放/视放显象管电源伴音处理扫描电路扬声器信号1614.3开关电源在家电中的应用有控制CPU的彩色电视机原理1624.3开关电源在家电中的应用1．开关稳压电源的组成框图220V50Hz

进线抗干扰自动消磁整流滤波

各种保护电路开关管高频变压器整流滤波直流电压输出脉宽调整

比较放大器基准电压形成电路误差取样电路1634.3开关电源在家电中的应用1．开关稳压电源的电路组成1644.3开关电源在家电中的应用1654.3开关电源在家电中的应用开关电源液晶电视的背面电路1664.3开关电源在家电中的应用2．电源滤波器的作用

是消除开关电源特有的“开关干扰”，以保证电视机自身和电网中的其他设备免除干扰。自动消磁电路1674.3开关电源在家电中的应用3、自动消磁电路A.作用：消除显象管阴罩和防爆钢带上的剩磁，保证CRT色纯良好。C.电路组成：B.原理:利用热敏电阻加热后阻值急剧增大的特点,在消磁线圈中得到一个由大渐小的消磁电流,可消除CRT阴罩和防爆钢带上的剩磁。220V50Hz消磁线圈XT501°t热敏电阻RT5011684.3开关电源在家电中的应用消磁线圈1694.3开关电源在家电中的应用4、自激振荡电路自激振荡过程原理1704.3开关电源在家电中的应用实例：长虹牌

R2118A

型电视机开关电源1．电路类型属自激振荡、并联输出、调宽稳压型。2．电路特点（1）多路输出：+130V、+190V、+25V、+12V、+26V。（2）有遥控系统（待机）工作电压（+5V）产生电路。VinVSD1反激型变换器下页：电源电路图左图：电源电路采用的反激型变换器171长虹牌R2118A型机开关电源电路长虹牌R2118A型机开关电源电路1724.4手机等便携式移动设备的电源管理4.4.1便携式移动设备与工作电源便携式移动设备，主要是指便于携带的移动电子产品，如MP3/MP4播放器、手机、数码相机、摄像机、视频播放机、便携式VCD/DVD、GPS定位导航器、电子血压表、平板电脑、笔记本电脑、上网本、电子阅览器等。目前市场上计算机、通信、消费电子、汽车电子、医疗仪器等产品中都有便携式的产品。蓄电池供电，容量有限。手机是发展最快、功能最多、使用最广的便携设备。它除了基本的通话、短信功能外，还包括MP3播放、照相、录像、录音、导航定位、视频播放、上网、电子词典、计算器、蓝牙等功能，而每一种功能都需要电能的支持。1734.4手机等便携式移动设备的电源管理1744.4手机等便携式移动设备的电源管理手机功能越来越多，对手机电能的需求也越来越多。这么多的功能，其用电量，对于区区1000mAH的电池来说，无疑是巨大的。现在的手机大多用锂电池，标称电压一般为3.6V，容量在800mAH~1200mAH之间。新型的可达2000mAH。AH的概念：表示容量。按1000mAH计算，在满充满放、不计容量损失的情况下，该电池可以在3.6V、1000mA（=1A）情况下，放电一小时，折算成电能为3.6VAH。而1度电=1000WH=1000VAH；即该电池每一次充电最多可以充0.0036度电，而实际能达到0.003度就很不错。这些电能仅能让一个60W的灯泡工作3分钟。可见，储存电能很少。因此，在当前新的电池技术还不够成熟的情况下，要想尽可能地延长手机工作时间，必须在电源管理上做文章。1754.4手机等便携式移动设备的电源管理4.4.2电源管理“电源管理”这个术语广泛应用于多种场合，虽然技术人员对电源管理的基本内涵清楚，但是到目前为止，“电源管理”仍然没有明确的定义。电源管理概念：借助于软件技术和硬件技术（集成电路IC技术），以最低的功率损耗和最高的效率，对电子系统的供电电压和电流进行控制和分配，达到节能和功率管理最优化，最大限度地延长电子设备的待机时间和电池寿命。电源管理是电子产品设计中非常重要的环节，通过降低组件的能耗和高效的电能配置，优秀的电源管理系统能够将电池寿命延长两倍或三倍。1764.4手机等便携式移动设备的电源管理4.4.3电源管理的软件方案系统的电源管理包含硬件方案和软件方案。在硬件上，主要是电源管理器件组合和选用，而软件上，则表现为结合CPU的状态进行智能化动态电源管理。比如：在待机状态中，控制系统可切断部分电路的电源，以便节省电池的能量。不用时，用户要退回桌面，关闭GPS、数据、微信等。许多便携产品，都设有几个不同的工作状态，在不同的节能模式（空闲、睡眠、深度睡眠等），可关闭不同的电路，减少对电池容量的消耗。显示屏的亮度控制，一般设有标准模式