各种锂电充电器讲义

各种锂电充电器讲义1第一页，共四十九页，2022年，8月28日

NoteBook

電腦電源架構ACAdaptor(AC/DC)Inverter(DC/AC)BatteryPackDC/DCConverterBatteryCharger2第二页，共四十九页，2022年，8月28日主題☆ACAdaptor(AC/DC)☆Inverter(DC/AC)☆Battery☆DC/DCConverter(DC/DC)☆Charger3第三页，共四十九页，2022年，8月28日ACAdaptor依電路可分成：1.線性式(Linear)2.切換式(Switch)NoteBook

皆採用交換式AC/DCAdapter4第四页，共四十九页，2022年，8月28日線性式AC/DCAdapter

組成要件優點：電路簡單、可靠度高、電磁干擾小、(有穩壓電路)穩定度高、暫態響應快、漣波小缺點：體積大、重量重、轉換效率低(約40~60%)☆通常用於20W以下之產品5第五页，共四十九页，2022年，8月28日切換式AC/DCAdapter

方塊圖優點：轉換效率高、重量輕、可做直流輸入….缺點：電路複雜、漣波比較大、電磁干擾也較大但整體而言，功率>30W切換式價錢優於線性式，故目前市場仍以切換式為主流6第六页，共四十九页，2022年，8月28日切換式電源供應器通常具有下列特點：輸入電壓範圍可為90~264V之間輸入頻率範圍47~63HZ轉換效率80%以上停電後輸出維持時間(Holduptime)最少10毫秒以上產生之電磁干擾(EMI)需符合FCC和CE標準輸出入端具隔離效果Lineregulation<1%輸出漣波和雜訊在1%以下具過電壓、過電流保護功能具防靜電和防雷擊功能機殼的漏電流在0.75mA以下

7第七页，共四十九页，2022年，8月28日目前世界各國的標準市電規格8第八页，共四十九页，2022年，8月28日目前世界各國的標準市電規格9第九页，共四十九页，2022年，8月28日安全規範電源供應器，需經過許多測試及驗證才能上市。電源供應器的電氣規格，保護特性，安全規範(是否通過UL，TUV，CSA，等驗證)，及電磁相容測試EMI(FCC，CE)等，世界各國對於電源供應器的安全規範都有一套明確的測試標準

10第十页，共四十九页，2022年，8月28日電氣規格標示(Input):AC110~240V/50Hz~60Hz代表全球各地電壓輸入皆可適用，但因各國AC插頭型式不同，若您要出國使用，需另購買符合當地插座型式之插頭.輸出(Output):DC19V/3.16A或是其它,代表經過此電源供應器輸出為直流電壓19V，最高輸出電流為3.16A11第十一页，共四十九页，2022年，8月28日切換式ACAdapter有下列幾種電路型態馳返式(Flyback)順向式(Forward)半橋式(Half-Bridge)全橋式(Full-Bridge)諧振式(Resonant)12第十二页，共四十九页，2022年，8月28日馳返式(Flyback)特點:1.100W以下2.電路簡單3.成本低廉13第十三页，共四十九页，2022年，8月28日順向式(Forward)特點:1.>150W2.變壓器小3.成本增加14第十四页，共四十九页，2022年，8月28日半橋式(Half-Bridge)15第十五页，共四十九页，2022年，8月28日全橋式(Full-Bridge)16第十六页，共四十九页，2022年，8月28日PFC(PowerFactorCorrection)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,當功率因素值越大，代表其電力利用率越高。交換式電源供應器上的功率因素校正器的運作原理是去控制調整交流電電流輸入的時間與波型,使其成為純電阻性負載，讓功率因素趨近於1。這對於電力需求量大到某一個水準的電子設備而言是很重要的,否則電力設備系統消耗的電力可能超出其規格，極可能干擾同系統的其他電子設備。一般狀況下,電子設備沒有功率因素校正時其PF值約只有0.5。17第十七页，共四十九页，2022年，8月28日有哪些國家規定PFC為電子設備的標準配備

2001年一月，歐盟正式對電子設備諧波有詳細規範，規定凡輸出在75W~600W範圍間之電子設備產品，都必須通過諧波測試[Harmonicstest(EN61000-3-2)]，測量待測物對電力系統所產生的諧波干擾中國大陸自2002年5月起，規範凡政府機關採購之電子設備，皆將功率因素校正(PFC)視為電子設備的標準配備功能；日本已著手研擬關於節約電力的各項方案，這是一種未來的趨勢，相信在不久的將來，其他國家將陸續跟進。PFC產品乃依據CE規範，法條EN61000-3-2+A1+A2(關於諧波電流限制等細節規範)。18第十八页，共四十九页，2022年，8月28日ACInlet

IEC-C14IEC-C5IEC-C819第十九页，共四十九页，2022年，8月28日ACAdapter

供應商

台達DELTA光寶Liteon全漢FSP高效HIPRO力信LISHIN柏怡PI20第二十页，共四十九页，2022年，8月28日LCDBacklight

21第二十一页，共四十九页，2022年，8月28日燈管工作原理

當給予燈管高電壓時，燈管電極射出電子，由電極衝出的電子受電界的影響而運動，因而獲得動能。當這些擁有相當動能的高速電子與管內水銀撞擊時，此狀態下之水銀分子瞬間釋出所增得的能量，由不安定之狀態急速返回原來之安定狀態，此時放出的能量即以紫外線放射出(以波長253.7nm最為強烈)，此紫外線激發內管壁塗佈之螢光體，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圍以外的紫外線轉換為可視光。22第二十二页，共四十九页，2022年，8月28日LCDPanelBacklightSpecification

23第二十三页，共四十九页，2022年，8月28日Inverter(DC/AC)

其功能是將直流電轉換成交流電，驅動CCFL。24第二十四页，共四十九页，2022年，8月28日Inverter

變壓器種類

積層式壓電變壓器優點:效率高,輸出正弦波形偏移小缺點:價格高傳統線圈變壓器25第二十五页，共四十九页，2022年，8月28日

Inverter參考電路26第二十六页，共四十九页，2022年，8月28日InverterModule

供應商

InverterIC供應商O2MicroMPSMAXIMInverterModule

供應商台達DELTA鴻海FOXCONN

東電化TDK

勝美達Sumida

27第二十七页，共四十九页，2022年，8月28日電池的分類一次電池(生產能量)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換能量燃料電池太陽能電池28第二十八页，共四十九页，2022年，8月28日Li-ionBatteryTypeCylindricalPrismaticPolymer29第二十九页，共四十九页，2022年，8月28日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)200300500500重量能量密度(Wh/kg)6080150150能量效率(%)7570>95>95壽命(cycles)500500500500記憶效應有少許無無價格(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第三十页，共四十九页，2022年，8月28日

SANYOLI-ionBatteryCellSpecification31第三十一页，共四十九页，2022年，8月28日DischargeRate.CharacteristicsforUR18650F32第三十二页，共四十九页，2022年，8月28日

NoteBookBattery未來趨勢容量:每年約以10%增加Battery種類:Ni-CD

→Ni-Mh

→Li-ion

→FuelCell33第三十三页，共四十九页，2022年，8月28日BatteryCell

供應商

SANYOSONYPanasonicSANSUNG(SDI)MOLICEL34第三十四页，共四十九页，2022年，8月28日BatteryPack

35第三十五页，共四十九页，2022年，8月28日SmartBatteryPackSystemDiagramGasGauge2ndProtection1StProtection鋰電池才需要36第三十六页，共四十九页，2022年，8月28日SmartBattery內各區塊功能

GasGauge主要功能:計算電池剩餘容量(方法為對流過電池的電流做積分)透過SMBus

與系統溝通.1stProtection主要功能:當BatteryCellOverVoltageorUndervoltageDisablePowerMOSFET2ndProtection主要功能:當BatteryCellOverVoltage燒斷Fuse37第三十七页，共四十九页，2022年，8月28日

BatteryPackConnectorDefinition1.PACK+2.Clock3.Date4.Thermistor(10KΩ@25oC)5.PACK-38第三十八页，共四十九页，2022年，8月28日BatteryPack

供應商

三洋SANYO新普SIMPLO順達Dynapack摩托羅拉MOTOROLA39第三十九页，共四十九页，2022年，8月28日

DC/DCConverter40第四十页，共四十九页，2022年，8月28日直流對直流轉換器種類線性式穩壓器(LinearRegulators)*一般LinearRegulators*LDORegulators(Low-DropoutOutput)交換式穩壓器(SwitchingRegulators)*降壓式轉換器(Buck/StepDownConverter)-PWM、PFMmode*昇壓式轉換器(Boost/StepUpConverter)-PWM、PFMmode*反向式轉換器(InverConverter)*ChargePumps41第四十一页，共四十九页，2022年，8月28日線性式穩壓器(LinearRegulators)優點：架構簡單，輸出雜訊低，不需要很多的輸出電容，快速的暫態響應。缺點：效率差，因為輸入輸出的電壓差是以熱量的方式浪費掉。42第四十二页，共四十九页，2022年，8月28日DC/DCConverterType

降壓式轉換器(Buck/StepDownConverter)特點:輸出電壓比輸入電壓低昇壓式轉換器(Boost/StepUpConverter)特點:輸出電壓比輸入電壓高反向式轉換器(InverConverter)特點:輸出電壓與輸入電壓反相43第四十三页，共四十九页，2022年，8月28日

SwitchingRegulator優點：效率高可達95%.

缺點：額外電感與比較多的輸入輸出電容.

產生的切換雜訊大.

所需PCB面積較大.