【開(kāi)心一刻】?jī)鹤討?zhàn)戰(zhàn)兢兢地回到家：“爸，今天考試只得了60分”。爸爸很生氣：“下次再考低了，就別叫我爸！” 第二天兒子回來(lái)了：“對(duì)不起，哥!”

    【家電配件下午茶帶您看行業(yè)】網(wǎng)友朋友們，大家好，現(xiàn)在是2011年09月23日家電配件3點(diǎn)下午茶時(shí)間，今天您可以了解開(kāi)關(guān)電源相關(guān)的行業(yè)信息，以下是詳細(xì)內(nèi)容：

  開(kāi)關(guān)電源以其高效節(jié)能、體積小、重量輕等優(yōu)點(diǎn)在MTD2002工業(yè)領(lǐng)域獲得了廣泛的應(yīng)用，已成為工業(yè)領(lǐng)域重要的基礎(chǔ)產(chǎn)品。目前大陸工業(yè)開(kāi)關(guān)電源模塊市場(chǎng)的主要企業(yè)多數(shù)是在20世紀(jì)90年代進(jìn)入大陸市場(chǎng)，同時(shí)在設(shè)立工業(yè)開(kāi)關(guān)電源模塊生產(chǎn)工廠的外資品牌數(shù)量也逐漸增多，MTD2002市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)激烈。

    目前行業(yè)內(nèi)對(duì)工業(yè)開(kāi)關(guān)電源模塊范圍的界定并不一致，因此，行業(yè)企業(yè)對(duì)工業(yè)開(kāi)關(guān)電源市場(chǎng)的認(rèn)識(shí)也不盡相同。近期，在北京捷孚聯(lián)合咨詢有限公司(JFUnited)推出的《2009年大陸工業(yè)開(kāi)關(guān)電源市場(chǎng)調(diào)查報(bào)告》中，該報(bào)告研究的“工業(yè)開(kāi)關(guān)電源”指輸出功率小于1,500W(包含1,500W)，包括MTD2002單路和多路輸出電壓，用于機(jī)械、電力、軌道交通、冶金、石化、汽車(chē)、水泥、煤炭等工業(yè)領(lǐng)域(不包括通訊、醫(yī)療、LED、商用計(jì)算機(jī)、樓宇等領(lǐng)域)的開(kāi)關(guān)電源產(chǎn)品(不包括模塊電源)。在上述定義的基礎(chǔ)上，捷孚聯(lián)合(JFUnited)從開(kāi)關(guān)電源市場(chǎng)的現(xiàn)狀、應(yīng)用行業(yè)的需求等兩個(gè)方面的對(duì)大陸工業(yè)開(kāi)關(guān)電源市場(chǎng)做了相應(yīng)的研究分析。

    2008年開(kāi)始工業(yè)開(kāi)關(guān)電源模塊市場(chǎng)增長(zhǎng)減緩，2009年增速預(yù)計(jì)不足7%，市場(chǎng)前景短時(shí)間內(nèi)較為迷茫，但后勁較足。

    2008年工業(yè)開(kāi)關(guān)電源市場(chǎng)規(guī)模約為11.8億元人民幣。在2008年下半年之前，工業(yè)開(kāi)關(guān)電源主要競(jìng)爭(zhēng)廠商多數(shù)企業(yè)的銷(xiāo)售增速較快，對(duì)工業(yè)開(kāi)關(guān)電源市場(chǎng)的發(fā)展持樂(lè)觀態(tài)度。但從2008年第三季度開(kāi)始，受金融危機(jī)等大環(huán)境的影響，多數(shù)企業(yè)的增速放緩，部分企業(yè)出現(xiàn)負(fù)增長(zhǎng)，大陸工業(yè)開(kāi)關(guān)電源市場(chǎng)增長(zhǎng)有較大的波動(dòng)。2007-2008年工業(yè)開(kāi)關(guān)電源市場(chǎng)增長(zhǎng)為12.7%，較2007年的增速出現(xiàn)較大的回落。受此影響，工業(yè)開(kāi)關(guān)電源市場(chǎng)的主要供應(yīng)商認(rèn)為金融環(huán)境的變化對(duì)開(kāi)關(guān)電源市場(chǎng)發(fā)展影響較大，對(duì)市場(chǎng)前景的預(yù)期也傾向于保守，2009年的整體市場(chǎng)增長(zhǎng)預(yù)期有大幅下降，不足7%;而2010年之后工業(yè)開(kāi)關(guān)電源的發(fā)展趨勢(shì)更是難以預(yù)計(jì)。

    雖然金融危機(jī)對(duì)工業(yè)開(kāi)關(guān)電源模塊市場(chǎng)造成了比較大的影響，但下游應(yīng)用企業(yè)產(chǎn)業(yè)升級(jí)、新興行業(yè)需求的帶動(dòng)以及國(guó)家政策的扶持等因素對(duì)大陸電源市場(chǎng)的發(fā)展起了積極的推動(dòng)作用。因此，隨著金融危機(jī)的緩解，大陸工業(yè)開(kāi)關(guān)電源市場(chǎng)還會(huì)呈現(xiàn)較快的發(fā)展態(tài)勢(shì)。

    工業(yè)開(kāi)關(guān)電源市場(chǎng)集中度高，明緯、西門(mén)子成為市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的焦點(diǎn)

    工業(yè)開(kāi)關(guān)電源模塊市場(chǎng)集中度較高，行業(yè)前10家企業(yè)所占市場(chǎng)份額高達(dá)76.1%。其中，市場(chǎng)份額最高的兩家企業(yè)分別是明緯和西門(mén)子。明緯、西門(mén)子分別作為目前大陸工業(yè)開(kāi)關(guān)電源市場(chǎng)中平板開(kāi)關(guān)電源、導(dǎo)軌開(kāi)關(guān)電源領(lǐng)域的代表性企業(yè)，成為工業(yè)開(kāi)關(guān)電源企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)的核心。而其它主要企業(yè)除了與上述兩家企業(yè)形成競(jìng)爭(zhēng)外，也會(huì)因?yàn)槠髽I(yè)業(yè)務(wù)組合、產(chǎn)品應(yīng)用領(lǐng)域等因素在一些特定的場(chǎng)合形成激烈的競(jìng)爭(zhēng)關(guān)系，如電力領(lǐng)域(德創(chuàng)、宇峰、三基等)、PLC配套領(lǐng)域(西門(mén)子、惠朋、歐辰、穆?tīng)柕?、工業(yè)開(kāi)關(guān)電源定制業(yè)務(wù)領(lǐng)域(朝陽(yáng)、永明等)、日資企業(yè)之間(科索、TDK蘭達(dá))等均有各自的競(jìng)爭(zhēng)特點(diǎn)。

    捷孚聯(lián)合(JFUnited)將工業(yè)開(kāi)關(guān)電源模塊市場(chǎng)根據(jù)各企業(yè)的市場(chǎng)份額及產(chǎn)品檔次分成5個(gè)競(jìng)爭(zhēng)陣營(yíng)：

    第一陣營(yíng)：目前只有明緯一家，MTD2002產(chǎn)品定位于中低端市場(chǎng)，大陸開(kāi)關(guān)電源的市場(chǎng)份額超過(guò)21.4%;明緯2007-2008增速較低，市場(chǎng)份額有所縮小。

第二陣營(yíng)：主要包括西門(mén)子、菲尼克斯和朝陽(yáng)，產(chǎn)品主要定位于高端市場(chǎng)，3家企業(yè)占大陸開(kāi)關(guān)電源整體市場(chǎng)的24.2%。其中，西門(mén)子、菲尼克斯是自動(dòng)化領(lǐng)域的領(lǐng)先企業(yè)，電源產(chǎn)品與其自動(dòng)化產(chǎn)品連帶銷(xiāo)售的優(yōu)勢(shì)比較明顯;朝陽(yáng)以定制業(yè)務(wù)為主，在軌道交通領(lǐng)域有比較高的市場(chǎng)占有率。雖然朝陽(yáng)2007-2008增長(zhǎng)速度有所降低，但西門(mén)子和菲尼克斯的增速要高于行業(yè)整體增速，因此2007-2008該陣營(yíng)市場(chǎng)份額變化不大。

    第三陣營(yíng)：主要包括LAMBDA、德創(chuàng)、歐姆龍、衡孚和創(chuàng)聯(lián)，MTD2002產(chǎn)品主要定位于中端至低端市場(chǎng)，5家企業(yè)占大陸開(kāi)關(guān)電源整體市場(chǎng)的29.8%。其中，LAMBDA為全球開(kāi)關(guān)電源最大的生產(chǎn)廠家之一，市場(chǎng)知名度較高，衡孚在大陸工業(yè)開(kāi)關(guān)電源低端市場(chǎng)有較大的知名度，德創(chuàng)長(zhǎng)期專注于電力自動(dòng)化領(lǐng)域，在電力領(lǐng)域市場(chǎng)占有率較高。2007-2008第三陣營(yíng)市場(chǎng)份額變化不大。

    第四陣營(yíng)：產(chǎn)品主要定位于高端及中高端市場(chǎng)，該陣營(yíng)多數(shù)企業(yè)為外資品牌，行業(yè)主要8家企業(yè)占大陸開(kāi)關(guān)電源整體市場(chǎng)的9.3%;2007-2008第四陣營(yíng)大部分企業(yè)的增長(zhǎng)速度要高于整體市場(chǎng)增速，因此該陣營(yíng)市場(chǎng)份額有所增長(zhǎng)。

    第五陣營(yíng)：產(chǎn)品主要定位于中端至低端市場(chǎng)，行業(yè)主要10家企業(yè)占大陸開(kāi)關(guān)電源整體市場(chǎng)的10.2%。2007-2008第五陣營(yíng)大部分企業(yè)的增長(zhǎng)速度低于整體市場(chǎng)增速，甚至零增長(zhǎng)或負(fù)增長(zhǎng)，因此該陣營(yíng)市場(chǎng)份額有所減小。近一兩年來(lái)，工業(yè)開(kāi)關(guān)電源模塊市場(chǎng)新進(jìn)入企業(yè)數(shù)量有限，并且客戶更換MTD2002品牌程度較低，2007-2008年多數(shù)主要競(jìng)爭(zhēng)企業(yè)的市場(chǎng)份額的變化也比較小，預(yù)計(jì)未來(lái)幾年內(nèi)，大陸工業(yè)開(kāi)關(guān)電源市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)格局不會(huì)出現(xiàn)明顯變化。

    工業(yè)開(kāi)關(guān)電源市場(chǎng)需求兩極化明顯，高端產(chǎn)品和低端產(chǎn)品需求量均較大，而中端產(chǎn)品需求較低。

    目前工業(yè)開(kāi)關(guān)電源市場(chǎng)中，高端產(chǎn)品約占整個(gè)市場(chǎng)份額的24.9%，低端產(chǎn)品約占整個(gè)市場(chǎng)份額的37.3%，而中高端、中端、中低端等產(chǎn)品的各自市場(chǎng)份額均比較低。造成這種現(xiàn)象的原因是大陸工業(yè)開(kāi)關(guān)電源應(yīng)用領(lǐng)域的需求特點(diǎn)。如電力、軌道交通、石化、冶金等領(lǐng)域?qū)Ω叨斯�業(yè)開(kāi)關(guān)電源的需求較大，而機(jī)械領(lǐng)域的大部分企業(yè)主要采購(gòu)低端工業(yè)開(kāi)關(guān)電源。中端產(chǎn)品目前的需求領(lǐng)域主要是一些中小型的電廠、電力設(shè)備、重型機(jī)械、少部分的石化設(shè)備等。

    捷孚聯(lián)合(JFUnited)的調(diào)查報(bào)告數(shù)據(jù)顯示，大陸市場(chǎng)工業(yè)開(kāi)關(guān)電源市場(chǎng)主要是外資品牌為主，市場(chǎng)份額超過(guò)60%;其中，高端市場(chǎng)以德資品牌為主，中高端、中端市場(chǎng)中日資品牌的市場(chǎng)占有率比較高，日資品牌在這兩類市場(chǎng)的占有率均超過(guò)相應(yīng)市場(chǎng)容量的50%。大陸品牌主要分布在中低端和低端市場(chǎng)，部分企業(yè)因?yàn)閼?yīng)用行業(yè)的特點(diǎn)在高端、中高端有一定的占有率，如朝陽(yáng)、德創(chuàng)、宇峰等。

    從具體品牌上看，西門(mén)子、朝陽(yáng)、菲尼克斯在高端市場(chǎng)處于壟斷地位，三家企業(yè)占高端市場(chǎng)近90%的市場(chǎng)份額;LAMBDA、德創(chuàng)在中端市場(chǎng)影響力比較大;明緯主要定位在中低端和低端市場(chǎng)，在這兩個(gè)市場(chǎng)中占有較高的市場(chǎng)份額。

    平板式開(kāi)關(guān)電源模塊占市場(chǎng)主導(dǎo)地位，但導(dǎo)軌式開(kāi)關(guān)電源將成為未來(lái)市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的關(guān)鍵產(chǎn)品

    平板式工業(yè)開(kāi)關(guān)電源主要應(yīng)用于OEM配套，在工程項(xiàng)目中的應(yīng)用比重相對(duì)較小;而導(dǎo)軌式工業(yè)開(kāi)關(guān)電源主要應(yīng)用于工程項(xiàng)目，但在煙草機(jī)械、陶瓷機(jī)械、重型機(jī)械、機(jī)床等機(jī)械細(xì)分領(lǐng)域中有較大比例的應(yīng)用。

目前在大陸工業(yè)開(kāi)關(guān)電源細(xì)分產(chǎn)品結(jié)構(gòu)中，平板式工業(yè)開(kāi)關(guān)電源仍然占據(jù)主導(dǎo)地位，約占整個(gè)市場(chǎng)的64.5%。

    2007-2008年工業(yè)開(kāi)關(guān)電源市場(chǎng)平均增長(zhǎng)速度為12.7%。MTD2002市場(chǎng)增速較快(超過(guò)25%)的企業(yè)其主要產(chǎn)品類型以導(dǎo)軌式開(kāi)關(guān)電源為主，如菲尼克斯、魏德米勒、普爾世等;市場(chǎng)增速相對(duì)較慢(25%以下)的企業(yè)則主要以平板式開(kāi)關(guān)電源為主。捷孚聯(lián)合(JFUnited)認(rèn)為導(dǎo)軌式工業(yè)開(kāi)關(guān)電源將成為未來(lái)市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的關(guān)鍵產(chǎn)品。

    從工業(yè)開(kāi)關(guān)電源模塊的輸出回路和輸出電壓來(lái)看，單路輸出的工業(yè)開(kāi)關(guān)電源約占市場(chǎng)的77.1%，而單路輸出工業(yè)開(kāi)關(guān)電源中又以24V占絕大多數(shù)。目前大陸工業(yè)開(kāi)關(guān)電源市場(chǎng)已經(jīng)比較成熟，2007-2008年大陸工業(yè)開(kāi)關(guān)電源市場(chǎng)主要競(jìng)爭(zhēng)企業(yè)(單家企業(yè))的單路、多路比例以及24V電源的比例均比較穩(wěn)定，變化趨勢(shì)在較小的時(shí)間跨度內(nèi)表現(xiàn)不明顯;整體市場(chǎng)單路、多路比例以及24V電源的比例變化主要來(lái)自各主要企業(yè)的增速差異。

    機(jī)械、電力是大陸工業(yè)開(kāi)關(guān)電源的重點(diǎn)應(yīng)用行業(yè)，機(jī)床、重型機(jī)械以及電力、軌道交通領(lǐng)域?qū)?a href="http://m.zengchan.cn" target=_blank>開(kāi)關(guān)電源的需求依舊較大;不同MTD2002細(xì)分領(lǐng)域的競(jìng)爭(zhēng)格局差異較大。工業(yè)開(kāi)關(guān)電源的應(yīng)用十分廣泛，主要是用在設(shè)備配套(OEM)和工程項(xiàng)目上。OEM主要包括各種機(jī)械設(shè)備(以機(jī)床、紡織機(jī)械、電梯、食品包裝機(jī)械、塑料機(jī)械、重工機(jī)械、煙草機(jī)械、陶瓷機(jī)械等設(shè)備為主)、電力設(shè)備、鐵路及地鐵機(jī)車(chē)、石化冶金設(shè)備等，工程項(xiàng)目則主要是電力工程、軌道交通工程、石化工程、冶金工程、汽車(chē)生產(chǎn)線和水處理等。機(jī)械、電力兩個(gè)行業(yè)工業(yè)開(kāi)關(guān)電源的用量約占大陸工業(yè)開(kāi)關(guān)電源市場(chǎng)總需求量的3/4。其中，機(jī)械領(lǐng)域?qū)�工業(yè)開(kāi)關(guān)電源需求量最大的是機(jī)床行業(yè)，年市場(chǎng)容量超過(guò)2億元;食品包裝機(jī)械、重型機(jī)械、紡織機(jī)械對(duì)工業(yè)開(kāi)關(guān)電源的需求量依次遞減，陶瓷機(jī)械和煙草機(jī)械對(duì)工業(yè)開(kāi)關(guān)電源的需求量相對(duì)較低。

    從發(fā)展?jié)摿ι峡�，食品包裝機(jī)械、重工機(jī)械發(fā)展速度相對(duì)較快，是工業(yè)開(kāi)關(guān)電源企業(yè)應(yīng)該重點(diǎn)關(guān)注的行業(yè);電梯行業(yè)受金融危機(jī)的影響，加上自身設(shè)計(jì)理念的變化，增速要低于包裝、重工等行業(yè)。而電力、軌道交通、冶金、石化等行業(yè)中，軌道交通和電力保持了較快的增長(zhǎng)速度，MTD2002冶金領(lǐng)域的增速在10%以下，而石化行業(yè)則表現(xiàn)出了負(fù)增長(zhǎng)的趨勢(shì)。綜合分析各應(yīng)用領(lǐng)域的需求容量及發(fā)展?jié)摿�，機(jī)械中的機(jī)床、重型機(jī)械以及電力、軌道交通領(lǐng)域，都是工業(yè)開(kāi)關(guān)電源企業(yè)未來(lái)關(guān)注的重點(diǎn)行業(yè)。

    捷孚聯(lián)合(JFUnited)報(bào)告指出，在不同的細(xì)分應(yīng)用領(lǐng)域，大陸工業(yè)開(kāi)關(guān)電源模塊企業(yè)也表現(xiàn)出來(lái)不同的競(jìng)爭(zhēng)力：明緯在機(jī)械領(lǐng)域、德創(chuàng)在電力領(lǐng)域、朝陽(yáng)在軌道交通領(lǐng)域、西門(mén)子在石化及冶金領(lǐng)域分別出于領(lǐng)先位置。在機(jī)械領(lǐng)域，排名前五的企業(yè)又有各自明顯的優(yōu)勢(shì)細(xì)分領(lǐng)域：明緯主要優(yōu)勢(shì)集中在塑機(jī)和紡織機(jī)械領(lǐng)域;西門(mén)子主要優(yōu)勢(shì)集中在煙草機(jī)械和重工機(jī)械領(lǐng)域;創(chuàng)聯(lián)主要優(yōu)勢(shì)集中于機(jī)床領(lǐng)域;衡孚主要優(yōu)勢(shì)集中于激光機(jī)械和電梯行業(yè);歐姆龍主要優(yōu)勢(shì)集中在包裝行業(yè)。    

    電力領(lǐng)域品牌較為分散，排名領(lǐng)先的企業(yè)市場(chǎng)占有率均在20%以下。在電力設(shè)備領(lǐng)域，配套應(yīng)用的品牌主要以德創(chuàng)、宇峰、三基等企業(yè)為代表。在電力工程領(lǐng)域，代表性企業(yè)主要有明緯、LAMBDA、朝陽(yáng)、衡孚、菲尼克斯等;其中，菲尼克斯、LAMBDA、朝陽(yáng)工業(yè)開(kāi)關(guān)電源主要應(yīng)用于大型電廠及變電站項(xiàng)目，明緯、衡孚工業(yè)開(kāi)關(guān)電源主要應(yīng)用于中小型電廠及電網(wǎng)項(xiàng)目。

在冶金設(shè)備領(lǐng)域中，MTD2002配套的品牌主要以科索、電盛蘭達(dá)、朝陽(yáng)為主，這類企業(yè)重點(diǎn)開(kāi)發(fā)行業(yè)內(nèi)的冶金研究所及系統(tǒng)集成商客戶，將其工業(yè)開(kāi)關(guān)電源產(chǎn)品配套冶金設(shè)備進(jìn)入冶金行業(yè)。冶金行業(yè)生產(chǎn)線一般多為高溫環(huán)境，對(duì)于配套應(yīng)用工業(yè)開(kāi)關(guān)電源模塊的性能指標(biāo)要求較高，配套的工業(yè)開(kāi)關(guān)電源主要以中高端品牌為主。

    在鐵路及地鐵機(jī)車(chē)上配套應(yīng)用的工業(yè)開(kāi)關(guān)電源要求有較高的抗振性，防塵性等性能，所需產(chǎn)品輸出電壓及功率規(guī)格較雜，且大多以定制產(chǎn)品為主。朝陽(yáng)作為大陸定制類為主的企業(yè)，憑借較為優(yōu)越的產(chǎn)品性能和豐富的產(chǎn)品線，在機(jī)車(chē)領(lǐng)域處于領(lǐng)先優(yōu)勢(shì)。軌道交通工程對(duì)于配套的工業(yè)開(kāi)關(guān)電源要求相對(duì)機(jī)車(chē)領(lǐng)域較低，涉及品牌以中低品牌為主，其中以明緯為主，其工業(yè)開(kāi)關(guān)電源產(chǎn)品廣泛應(yīng)用于公路隧道工程、鐵路和地鐵地面系統(tǒng)工程。

    石化設(shè)備一般為大型設(shè)備，種類繁多，配套使用工業(yè)開(kāi)關(guān)電源模塊的設(shè)備也較為分散，相對(duì)應(yīng)用規(guī)模較低，工業(yè)開(kāi)關(guān)電源模塊主要配套應(yīng)用于生產(chǎn)線自動(dòng)化控制項(xiàng)目。石化生產(chǎn)線由于涉及的危險(xiǎn)場(chǎng)合較多，對(duì)于工業(yè)開(kāi)關(guān)電源模塊要求較高，配套應(yīng)用的工業(yè)開(kāi)關(guān)電源主要以西門(mén)子、朝陽(yáng)、菲尼克斯等中高端品牌為主，涉及品牌較少，行業(yè)集中程度較高。

    目前，除MTD2002軌道交通領(lǐng)域朝陽(yáng)占有明顯的主導(dǎo)地位之外，MTD2002其它的領(lǐng)域競(jìng)爭(zhēng)均比較激烈。

1 前言

提高功率因數(shù)（ PF） 是用電設(shè)備節(jié)能的一個(gè)重要因數(shù)。隨著電力電子技術(shù)的發(fā)展， 高頻有源功率因數(shù)校正（ PFC） 技術(shù)已越來(lái)越廣泛地應(yīng)用于各種電源。大屏幕彩電開(kāi)關(guān)電源的功率在200~ 300W 之間， 原有彩電的開(kāi)關(guān)電源均采用普通整流加濾波電路， 其諧波電流成分大， 功率因數(shù)值λ低， 一般為0. 65~ 0. 85。本文討論功率因數(shù)問(wèn)題及其校正的基本原理，分析大屏幕彩電開(kāi)關(guān)電源的功率因數(shù)，并給出校正電路的設(shè)計(jì)方案及試驗(yàn)結(jié)果。為了提高大屏幕彩電的節(jié)電性能， 在設(shè)計(jì)中我們采用了高頻有源PFC 技術(shù)， 提高了PF 特性。

2 PF 問(wèn)題及其校正的基本原理

2. 1  PF 的概念
用電設(shè)備的λ指交流輸入有功功率P 和輸入視在功率S的比值， 即：

可見(jiàn)， λ還可定義為失真因數(shù)與移相因數(shù)的乘積。對(duì)開(kāi)關(guān)電源來(lái)說(shuō)， cos φ一般接近于1,即相移不大， 而諧波電流嚴(yán)重， 失真因數(shù)小。

2. 2  PF 低的危害性
用電設(shè)備的PF 低， 易造成以下危害：①諧波電流嚴(yán)重污染電網(wǎng)， 而干擾其它用電設(shè)備；②輸入電流有效值大， 需增加電路和保護(hù)器件的規(guī)格；③供電容量增加， 加大了前級(jí)設(shè)備（ 如變壓器等） 的定額；④大大增加了中線負(fù)荷， 降低了安全性能。

2. 3 高頻有源PFC的基本原理
高頻有源PFC 是根據(jù)電網(wǎng)的電壓、電流及負(fù)載的變化產(chǎn)生PWM 信號(hào)， 控制高頻電子開(kāi)關(guān)導(dǎo)通的， 可起調(diào)節(jié)電感L 的作用。改善電流波形， 利用乘法器控制PWM 信號(hào)， 可使電網(wǎng)的輸入電流基本為正弦波， 使λ接近于1（ 即大于0. 99） 。

圖1 示出PFC 的原理框圖

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3  大屏幕彩電開(kāi)關(guān)電源的PF分析

現(xiàn)有的大屏幕彩電內(nèi)用開(kāi)關(guān)電源一般采用全橋不可控整流電路直接加電解電容濾波電路。

圖2 示出該電路形式

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圖中，V1 是單相整流橋；C1為吸收電容；R1 是保護(hù)壓敏電阻；R2是熱敏電阻；K為固態(tài)繼電器觸點(diǎn)。

R2 用以限制合閘電流， 當(dāng)輸入濾波電解電容充滿電后， K 閉合， R2 斷接， 電路的交流輸入電壓、電流波形見(jiàn)圖3。由圖3 可見(jiàn)， 只有當(dāng)網(wǎng)側(cè)電壓幅值高于電解電容電壓時(shí)， 電流才從電網(wǎng)中抽出， 因而電流諧波成分很大。計(jì)算出這種波形的λ很低， 一般在0. 65~ 0. 85 之間。

圖3 現(xiàn)有大屏幕彩電開(kāi)關(guān)電源交流輸入電壓電流波形

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圖中，uiac為電網(wǎng)電壓波形；uidc 為經(jīng)V1 整流出的波形；uci 為輸入濾波電解電容的電壓波形；i i 為輸入電流波形。

大屏幕彩電開(kāi)關(guān)電源的輸入功率在300W 左右， 其中1/ 3 ~ 1/ 5 是無(wú)功功率， 若采用有源PFC 技術(shù)可使其λ≥0. 99, 即λ≈1, 這樣可節(jié)電60~ 100W, 是相當(dāng)可觀的。

4  大屏幕彩電開(kāi)關(guān)電源的高頻有源PFC

4. 1  設(shè)計(jì)方案
我們采用升壓式電路來(lái)設(shè)計(jì)大屏幕彩電開(kāi)關(guān)電源的有源PFC 電路， 其控制電路采用平均電流控制方式， 芯片采用UC3854， 具體電路見(jiàn)圖4。它的工作原理是： 根據(jù)輸出電壓、輸出電流和負(fù)載電流， 由UC3854 產(chǎn)生控制脈沖， 控制開(kāi)關(guān)管導(dǎo)通， 連續(xù)監(jiān)控和調(diào)節(jié)L 中的電流，使之跟隨整流后的單向輸入正弦電壓， 并與其成正比； 此外， 為實(shí)現(xiàn)對(duì)輸出直流電壓的調(diào)整，利用乘法器并通過(guò)輸入交流電壓和輸出直流來(lái)調(diào)控正弦基準(zhǔn)電流， 以完成正確的SPWM, 這也是實(shí)現(xiàn)PFC 的關(guān)鍵。

圖4 UC3854 構(gòu)成PFC 電路的大屏幕彩電開(kāi)關(guān)電源原理圖

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我們?cè)O(shè)計(jì)開(kāi)關(guān)管的工作頻率為50kHz, Rt= 11. 2kΩ , C t= 2. 2nF, 輸入電壓Ui 范圍為220V+ 20%- 30%, 直流電壓Ud = √2Ui, DC/ DC 的輸出功率為250W, 輸入功率為275W, 效率η=91%, 根據(jù)公式計(jì)算校正電感：

 

4. 2  實(shí)驗(yàn)結(jié)果
我們規(guī)定， 網(wǎng)側(cè)交流電壓為ui, 有效值為Ui; 交流電流為ii, 有效值為Ii; 濾波電解電容上的直流電壓平均值為Ud; DC/ DC 輸入電流的平均值為I d。在輸入線上串一小電阻，用示波器測(cè)得其電流波形見(jiàn)圖5。由圖5 可見(jiàn)， ui為正弦， ii 為基本正弦， 在50Hz 波形上有50kHz 的小紋波。i i 與u i 的相位差為100us左右， 所以φ= 1. 8°， cos φ≈0.9995。

 

圖5 實(shí)測(cè)波形

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用單相調(diào)壓器調(diào)ui , 再用表測(cè)得當(dāng)Ui=220V 時(shí)， I i= 1. 25A, Ud = 310V, I d= 0. 85A,UdId/UiIi≈0.958.

因?yàn)殡娍蛊骱烷_(kāi)關(guān)管也有功耗， 所以總的λ> 0.958, 如果校正電路的效率η= 0.97, 則λ≈0.988。　　

5  結(jié)束語(yǔ)

大屏幕彩電開(kāi)關(guān)電源采用全波整流直流電解電容濾波時(shí)的λ在0. 65~ 0. 85 之間， 比較低， 而采用PFC 后， 可使λ提高到0.98 以上，每臺(tái)彩電可節(jié)電60~ 100W。采用PFC 專用芯片， 可方便地實(shí)現(xiàn)校正電路， 且效果良好， 可靠性也高。

Q：負(fù)載調(diào)整和交叉調(diào)整是怎么產(chǎn)生的？

    A：負(fù)載調(diào)整是由于負(fù)載變化（電流變化）而產(chǎn)生的輸出電壓波動(dòng)；交叉調(diào)整指的是在電源擁有多路輸出時(shí)，隨著各路負(fù)載發(fā)生變化時(shí)各路輸出電壓發(fā)生的波動(dòng)。

    Q：如何保證負(fù)載從零到滿載條件下均保持較高的效率？

    A：權(quán)衡一下設(shè)計(jì)和制造成本，使用軟開(kāi)關(guān)和同步整流。少用或不用反激式電路。

    Q：?jiǎn)味蜳FC的優(yōu)缺點(diǎn)及適用范圍?

    A：?jiǎn)味蜳FC的優(yōu)點(diǎn)集中體現(xiàn)在效率和成本上，因?yàn)閷�傳統(tǒng)的PFC+PWM兩段集中為單段，所以省去了一個(gè)環(huán)節(jié)，這樣一來(lái)就避免了一個(gè)耗電環(huán)節(jié)，因此效率上可以改善。另外單段PFC至少可以節(jié)省一個(gè)控制器、一個(gè)磁性元件（電感）、一個(gè)開(kāi)關(guān)器件（高壓MOSFET），因此可以有效降低成本達(dá)20%以上。由于將兩段合二為一，因此PF值不如傳統(tǒng)有源PFC實(shí)現(xiàn)的高，動(dòng)態(tài)響應(yīng)速度、紋波等方面性能也不如兩段式優(yōu)異。單段PFC比較適合應(yīng)用的領(lǐng)域如照明、適配器等。

    Q：開(kāi)關(guān)電源控制器中，芯片對(duì)功率管的驅(qū)動(dòng)時(shí)間如何選擇？芯片對(duì)功率管進(jìn)行驅(qū)動(dòng)時(shí)，導(dǎo)通過(guò)快或過(guò)慢應(yīng)該是都不好吧？這個(gè)時(shí)間如何把握呢？通常數(shù)值為多少？是否能夠提供較通用的計(jì)算公式？

    A：功率場(chǎng)效應(yīng)管柵極上串聯(lián)的幾十歐的小電阻，作用是消除場(chǎng)效應(yīng)管關(guān)斷時(shí)，由變壓器漏感和場(chǎng)效應(yīng)管漏-柵極之間的電容產(chǎn)生的寄生振蕩，而不是用作調(diào)節(jié)什么開(kāi)關(guān)的“軟硬”。至于開(kāi)關(guān)管通斷瞬間產(chǎn)生脈沖峰尖引起的EMI，在硬開(kāi)關(guān)電路中通常用箝位電路和RC吸收回路減弱或消除掉；而在軟開(kāi)關(guān)中，是加入適當(dāng)?shù)碾姼谢螂娙菁拜o助開(kāi)關(guān)電路，使電路在開(kāi)關(guān)通斷瞬間，在開(kāi)關(guān)兩端產(chǎn)生諧振，消除峰尖的同時(shí)順便也將開(kāi)關(guān)的損耗降到最低。此外EMC/EMI和開(kāi)關(guān)的頻率，電路的拓?fù)洌ńY(jié)構(gòu)），PCB的布線等還有密切的關(guān)系，而不僅僅是開(kāi)關(guān)管通斷瞬間的問(wèn)題。

    驅(qū)動(dòng)過(guò)快會(huì)引起EMI問(wèn)題,而過(guò)慢又會(huì)增加損耗降低效率；很難確定出驅(qū)動(dòng)時(shí)間的一個(gè)通用數(shù)值,因?yàn)轵?qū)動(dòng)時(shí)間和電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)以及MOSFET的參數(shù)有極大關(guān)系。

    Q：安森美的CS51414E的問(wèn)題：我最近在用安森美的CS51414，輸入電壓22V，輸入側(cè)電容為220u鋁電解+4.7u的陶瓷電容;Vsw側(cè)是22u/3A的電感，IN5819的肖特基，100u的膽電容組成的續(xù)流回路；反饋電阻按照DATASHEET；現(xiàn)在輸出5V的電壓，有很大的紋波(1VP-P，表現(xiàn)為尖刺脈沖)；輸出800mA時(shí)，發(fā)熱很?chē)?yán)重。測(cè)量3腳Vsw波形，發(fā)現(xiàn)輸出不是520K的脈沖，而是會(huì)丟失很多的脈沖!會(huì)不會(huì)是電感的問(wèn)題?

    A：1.你測(cè)的1Vp-p應(yīng)該是紋波+噪聲電壓，紋波電壓決定于開(kāi)關(guān)頻率，電感量和輸出電容量，噪聲電壓和探頭的接法與layout有很大關(guān)系，應(yīng)把示波器的帶寬設(shè)置在20MHz。

    2.800mA時(shí)應(yīng)該比較熱。因?yàn)檩斎腚妷狠^高所致�？杉哟笊�熱銅箔面積，并把IC用導(dǎo)熱硅膠粘貼在下面的銅箔上�；蛴肅S51412代替CS51414，并把電感量加大一倍。

    3.丟失脈沖應(yīng)該是layout不好所致。把IC的接地端從輸出電容的負(fù)端引出，并在IC的電壓輸入端到地端接一0.1u的陶瓷電容試試看。

    Q：用3844設(shè)計(jì)的開(kāi)關(guān)電源保護(hù)：反激式開(kāi)關(guān)電源，輸出5V/1A、15V/500MA、24V/200MA。用5V進(jìn)行的反饋。如果將15V或者24V短路時(shí).5V的輸出整流二極管會(huì)被燒毀。請(qǐng)教是那里的問(wèn)題？還有變壓器內(nèi)部的電流如何變化?

    A：可能是5V整流管的反向耐壓偏低所造成，如果短路后進(jìn)入了打嗝模式，變壓器的初次級(jí)電流都較小，如果沒(méi)進(jìn)入保護(hù)，將維持在恒功率輸出模式，就是24V或12V輸出電壓低而輸出電流很大，乘積是恒定功率。

 Q：在實(shí)際應(yīng)用中如何選擇Buck產(chǎn)品?

    關(guān)于非隔離型DC-DCBuckConverter,有以下兩個(gè)問(wèn)題：

    一、在以下兩種條件下，應(yīng)選擇哪種拓樸結(jié)構(gòu)的Buck(同步還是非同步)；

    1、輸入電壓12V/15V,輸出電壓5V,最大負(fù)載電流3A；

    2、輸入電壓為5V,輸出電壓為3.3V/2.5V/1.8V,最大負(fù)載電流3A；

    二、同步和非同步的Buck在實(shí)際應(yīng)用中應(yīng)注意哪些問(wèn)題,如拓樸結(jié)構(gòu)如輸入,輸出電壓以及負(fù)載電流,工作頻率等的關(guān)系。

A：一、上述兩種應(yīng)用無(wú)論選擇同步還是非同步都是可以接受的方式。關(guān)鍵在于終端客戶對(duì)電源的不同要求，如成本、效率等方面的考量。在一般實(shí)際應(yīng)用中，這兩種應(yīng)用以非同步較為常見(jiàn)。

    二、非同步的優(yōu)勢(shì)在于成本較低，但由于續(xù)流是由二極管完成，因此開(kāi)關(guān)頻率較低、效率不高。通常的開(kāi)關(guān)頻率在兩、三百千赫以下；在輸入輸出壓差較小且電流不是很大時(shí)該是拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)比較適合；

    同步整流效率較高，開(kāi)關(guān)頻率可高達(dá)兆級(jí)，體積小，但成本較非同步整流處于劣勢(shì)。電流較大時(shí)最好采用同步整流，但可考慮開(kāi)關(guān)MOSFET外置以減小芯片散熱壓力。

Q：適配器、液晶電視、ATX電源設(shè)計(jì)要點(diǎn)？

    A：由于以上應(yīng)用特性各有不同,所以在電源設(shè)計(jì)方面也有獨(dú)特之處：

    1、由于體積小且散熱條件差，適配器對(duì)滿載效率要求很高，且多為單路輸出；另外,由于沒(méi)有輔助電源，因此電路控制器本身要求有很好的待機(jī)性能；由于功率范圍的原因，在小功率大多數(shù)適配器會(huì)選擇反激結(jié)構(gòu)，而中大功率出于效率考慮多用LLC拓?fù)浼軜?gòu)；

    2、液晶電視電源功率一般在幾十瓦到最大三四百瓦范圍，多路輸出，尺寸方面特別是高度方面有嚴(yán)格的限制，使其電源設(shè)計(jì)如拓?fù)�、變壓器等方面要格外注意。液晶電視電源的電路拓�(fù)漭^多，正激、反激、LLC等均有應(yīng)用。一般較大尺寸的液晶電視均有專用的待機(jī)電源，因此主電路控制器的待機(jī)特性不如適配器這般苛刻；

    3、高效ATX電源對(duì)輕載、半載、滿載的效率均有明確的要求，因此在設(shè)計(jì)時(shí)要引起對(duì)這方面的重視。同液晶電視一樣，ATX電源也是多路輸出且有專用的待機(jī)電源，同時(shí)，待機(jī)電源的高效低能耗也是衡量ATX電源性能的一個(gè)重要指標(biāo)。目前應(yīng)用于高效ATX電源以有源鉗位和LLC居多。

    Q：開(kāi)關(guān)電源的一些術(shù)語(yǔ)：斜坡補(bǔ)償，斜坡補(bǔ)償，不連續(xù)模式，逐周期限流，突發(fā)模式，電流模式，電流內(nèi)環(huán)，電壓外環(huán)。

    A：

    斜坡補(bǔ)償-在電流模式中當(dāng)占空比大于50%時(shí),為抑制次諧波振蕩,將部分鋸齒波電壓加到控制信號(hào)上的補(bǔ)償方式；

    斜坡補(bǔ)償-電感電流在每個(gè)開(kāi)關(guān)周期的任何時(shí)候都不會(huì)到零的工作模式；

    不連續(xù)模式-電感電流在每個(gè)開(kāi)關(guān)周期前/末都會(huì)到零的工作模式；

    逐周期限流-每個(gè)開(kāi)關(guān)周期都會(huì)檢測(cè)過(guò)流信號(hào)；

    突發(fā)模式-應(yīng)該是Burst模式，指一種待機(jī)方式；

    電流模式-電流信號(hào)參與環(huán)路控制的模式；

    電流內(nèi)環(huán)-電流控制環(huán)路；

    電壓外環(huán)-電壓控制環(huán)路。