1 目的
希望以简短的篇幅，将公司目前设计的流程做介绍，若有介绍不当之处，请不吝指教。
2 设计步骤：
2.1 绘线路图、PCB Layout.
2.2 变压器计算。
2.3 零件选用。
2.4 设计验证。
3 设计流程介绍（以DA-14B33为例）：
3.1 线路图、PCB Layout请参考资识库中说明。
3.2 变压器计算：
变压器是整个电源供应器的重要核心，所以变压器的计算及验证是很重要的，以下即就DA-14B33变压器做介绍。
3.2.1 决定变压器的材质及尺寸：
依据变压器计算公式
B（max） = 铁心饱合的磁通密度（Gauss）
Lp = 一次侧电感值（uH）
Ip = 一次侧峰值电流（A）
Np = 一次侧（主线圈）圈数
Ae = 铁心截面积（cm2）
B（max）依铁心的材质及本身的温度来决定，以TDK Ferrite Core PC40为例，100℃时的B（max）为3900 Gauss,设计时应考虑零件误差，所以一般取3000~3500 Gauss之间，若所设计的power为Adapter（有外壳）则应取3000 Gauss左右，以避免铁心因高温而饱合，一般而言铁心的尺寸越大，Ae越高，所以可以做较大瓦数的Power.
3.2.2 决定一次侧滤波电容：
滤波电容的决定，可以决定电容器上的Vin（min），滤波电容越大，Vin（win）越高，可以做较大瓦数的Power,但相对价格亦较高。
3.2.3 决定变压器线径及线数：
当变压器决定後，变压器的Bobbin即可决定，依据Bobbin的槽宽，可决定变压器的线径及线数，亦可计算出线径的电流密度，电流密度一般以6A/mm2为参考，电流密度对变压器的设计而言，只能当做参考值，最终应以温昇记录为准。
3.2.4 决定Duty cycle （工作周期）：
由以下公式可决定Duty cycle ,Duty cycle的设计一般以50%为基准，Duty cycle若超过50%易导致振荡的发生。
NS = 二次侧圈数
NP = 一次侧圈数
Vo = 输出电压
VD= 二极体顺向电压
Vin（min） = 滤波电容上的谷点电压
D =工作周期（Duty cycle）
3.2.5 决定Ip值：
Ip = 一次侧峰值电流
Iav = 一次侧平均电流
Pout = 输出瓦数
效率
PWM震荡频率
3.2.6 决定辅助电源的圈数：
依据变压器的圈比关系，可决定辅助电源的圈数及电压。
3.2.7 决定MOSFET及二次侧二极体的Stress（应力）：
依据变压器的圈比关系，可以初步计算出变压器的应力（Stress）是否符合选用零件的规格，计算时以输入电压264V（电容器上为380V）为基准。
3.2.8 其它：
若输出电压为5V以下，且必须使用TL431而非TL432时，须考虑多一组绕组提供Photo coupler及TL431使用。
3.2.9 将所得资料代入 公式中，如此可得出B（max），若B（max）值太高或太低则参数必须重新调整。
3.2.10 DA-14B33变压器计算：
输出瓦数13.2W（3.3V/4A），Core = EI-28,可绕面积（槽宽）=10mm,Margin Tape =? 2.8mm（每边），剩余可绕面积=4.4mm.
假设fT = 45 KHz ,Vin（min）=90V,? =0.7,P.F.=0.5（cosθ），Lp=1600 Uh
计算式：
变压器材质及尺寸：l
由以上假设可知材质为PC-40,尺寸=EI-28,Ae=0.86cm2,可绕面积（槽宽）=10mm,因Margin Tape使用2.8mm,所以剩余可绕面积为4.4mm.
假设滤波电容使用47uF/400V,Vin（min）暂定90V.
决定变压器的线径及线数：
假设NP使用0.32ψ的线
电流密度=
可绕圈数=
假设Secondary使用0.35ψ的线
电流密度=
假设使用4P,则
电流密度=
可绕圈数=
决定Dutyl cycle:
假设Np=44T,Ns=2T,VD=0.5（使用schottky Diode）
决定Ip值：
决定辅助电源的圈数：
假设辅助电源=12V
NA1=6.3圈
假设使用0.23ψ的线
可绕圈数=
若NA1=6Tx2P,则辅助电源=11.4V
决定MOSFET及二次侧二极体的Stress（应力）：
MOSFET（Q1） =最高输入电压（380V）+ =
=463.6V
Diode（D5）=输出电压（Vo）+ x最高输入电压（380V）=
=20.57V
Diode（D4）=
= =41.4V
其它：
因为输出为3.3V,而TL431的Vref值为2.5V,若再加上photo coupler上的压降约1.2V,将使得输出电压无法推动Photo coupler及TL431,所以必须另外增加一组线圈提供回授路径所需的电压。
假设NA2 = 4T使用0.35ψ线，则
可绕圈数= ,所以可将NA2定为4Tx2P
变压器的接线图：
3.3 零件选用：
零件位置（标注）请参考线路图： （DA-14B33 Schematic）
3.3.1 FS1:
由变压器计算得到Iin值，以此Iin值（0.42A）可知使用公司共用料2A/250V,设计时亦须考虑Pin（max）时的Iin是否会超过保险丝的额定值。
3.3.2 TR1（热敏电阻）：
电源启动的瞬间，由於C1（一次侧滤波电容）短路，导致Iin电流很大，虽然时间很短暂，但亦可能对Power产生伤害，所以必须在滤波电容之前加装一个热敏电阻，以限制开机瞬间Iin在Spec之内（115V/30A,230V/60A），但因热敏电阻亦会消耗功率，所以不可放太大的阻值（否则会影响效率），一般使用SCK053（3A/5Ω），若C1电容使用较大的值，则必须考虑将热敏电阻的阻值变大（一般使用在大瓦数的Power上）。
3.3.3 VDR1（突波吸收器）：
当雷极发生时，可能会损坏零件，进而影响Power的正常动作，所以必须在靠AC输入端 （Fuse之後），加上突波吸收器来保护Power（一般常用07D471K），但若有价格上的考量，可先忽略不装。
3.3.4 CY1,CY2（Y-Cap）：
Y-Cap一般可分为Y1及Y2电容，若AC Input有FG（3 Pin）一般使用Y2- Cap , AC Input若为2Pin（只有L,N）一般使用Y1-Cap,Y1与Y2的差异，除了价格外（Y1较昂贵），绝缘等级及耐压亦不同（Y1称为双重绝缘，绝缘耐压约为Y2的两倍，且在电容的本体上会有“回”符号或注明Y1），此电路因为有FG所以使用Y2-Cap,Y-Cap会影响EMI特性，一般而言越大越好，但须考虑漏电及价格问题，漏电（Leakage Current ）必须符合安规须求（3Pin公司标准为750uA max）。
3.3.5 CX1（X-Cap）、RX1:
X-Cap为防制EMI零件，EMI可分为Conduction及Radiation两部分，Conduction规范一般可分为： FCC Part 15J Class B 、 CISPR 22（EN55022） Class B 两种 , FCC测试频率在450K~30MHz,CISPR 22测试频率在150K~30MHz, Conduction可在厂内以频谱分析仪验证，Radiation 则必须到实验室验证，X-Cap 一般对低频段（150K ~ 数M之间）的EMI防制有效，一般而言X-Cap愈大，EMI防制效果愈好（但价格愈高），若X-Cap在0.22uf以上（包含0.22uf），安规规定必须要有泄放电阻（RX1,一般为1.2MΩ 1/4W）。
3.3.6 LF1（Common Choke）：
EMI防制零件，主要影响Conduction 的中、低频段，设计时必须同时考虑EMI特性及温昇，以同样尺寸的Common Choke而言，线圈数愈多（相对的线径愈细），EMI防制效果愈好，但温昇可能较高。
3.3.7 BD1（整流二极体）：
将AC电源以全波整流的方式转换为DC,由变压器所计算出的Iin值，可知只要使用1A/600V的整流二极体，因为是全波整流所以耐压只要600V即可。
3.3.8 C1（滤波电容）：
由C1的大小（电容值）可决定变压器计算中的Vin（min）值，电容量愈大，Vin（min）愈高但价格亦愈高，此部分可在电路中实际验证Vin（min）是否正确，若AC Input 范围在90V~132V （Vc1 电压最高约190V），可使用耐压200V的电容；若AC Input 范围在90V~264V（或180V~264V），因Vc1电压最高约380V,所以必须使用耐压400V的电容。
Re:开关电方设计？过祘
3.3.9 D2（辅助电源二极体）：
整流二极体，一般常用FR105（1A/600V）或BYT42M（1A/1000V），两者主要差异：
1. 耐压不同（在此处使用差异无所谓）
2. VF不同（FR105=1.2V,BYT42M=1.4V）
3.3.10 R10（辅助电源电阻）：
主要用於调整PWM IC的VCC电压，以目前使用的3843而言，设计时VCC必须大於8.4V（Min. Load时），但为考虑输出短路的情况，VCC电压不可设计的太高，以免当输出短路时不保护（或输入瓦数过大）。
3.3.11 C7（滤波电容）：
辅助电源的滤波电容，提供PWM IC较稳定的直流电压，一般使用100uf/25V电容。
3.3.12 Z1（Zener 二极体）：
当回授失效时的保护电路，回授失效时输出电压冲高，辅助电源电压相对提高，此时若没有保护电路，可能会造成零件损坏，若在3843 VCC与3843 Pin3脚之间加一个Zener Diode,当回授失效时Zener Diode会崩溃，使得Pin3脚提前到达1V,以此可限制输出电压，达到保护零件的目的。Z1值的大小取决於辅助电源的高低，Z1的决定亦须考虑是否超过Q1的VGS耐压值，原则上使用公司的现有料（一般使用1/2W即可）。
3.3.13 R2（启动电阻）：
提供3843第一次启动的路径，第一次启动时透过R2对C7充电，以提供3843 VCC所需的电压，R2阻值较大时，turn on的时间较长，但短路时Pin瓦数较小，R2阻值较小时，turn on的时间较短，短路时Pin瓦数较大，一般使用220KΩ/2W M.O
3.3.14 R4 （Line Compensation）：
高、低压补偿用，使3843 Pin3脚在90V/47Hz及264V/63Hz接近一致（一般使用750KΩ~1.5MΩ 1/4W之间）。
3.3.15 R3,C6,D1 （Snubber）：
此三个零件组成Snubber,调整Snubber的目的：1.当Q1 off瞬间会有Spike产生，调整Snubber可以确保Spike不会超过Q1的耐压值，2.调整Snubber可改善EMI.一般而言，D1使用1N4007（1A/1000V）EMI特性会较好。R3使用2W M.O.电阻，C6的耐压值以两端实际压差为准（一般使用耐压500V的陶质电容）。
3.3.16 Q1（N-MOS）：
目前常使用的为3A/600V及6A/600V两种，6A/600V的RDS（ON）较3A/600V小，所以温昇会较低，若IDS电流未超过3A,应该先以3A/600V为考量，并以温昇记录来验证，因为6A/600V的价格高於3A/600V许多，Q1的使用亦需考虑VDS是否超过额定值。
3.3.17 R8:
R8的作用在保护Q1,避免Q1呈现浮接状态。
3.3.18 R7（Rs电阻）：
3843 Pin3脚电压最高为1V,R7的大小须与R4配合，以达到高低压平衡的目的，一般使用2W M.O.电阻，设计时先决定R7後再加上R4补偿，一般将3843 Pin3脚电压设计在0.85V~0.95V之间（视瓦数而定，若瓦数较小则不能太接近1V,以免因零件误差而顶到1V）。
3.3.19 R5,C3（RC filter）：
滤除3843 Pin3脚的杂讯，R5一般使用1KΩ 1/8W,C3一般使用102P/50V的陶质电容，C3若使用电容值较小者，重载可能不开机（因为3843 Pin3瞬间顶到1V）；若使用电容值较大者，也许会有轻载不开机及短路Pin过大的问题。
3.3.20 R9（Q1 Gate电阻 ）：
R9电阻的大小，会影响到EMI及温昇特性，一般而言阻值大，Q1 turn on / turn off的速度较慢，EMI特性较好，但Q1的温昇较高、效率较低（主要是因为turn off速度较慢）；若阻值较小， Q1 turn on / turn off的速度较快，Q1温昇较低、效率较高，但EMI较差，一般使用51Ω-150Ω 1/8W.
3.3.21 R6,C4（控制振荡频率）：
决定3843的工作频率，可由Data Sheet得到R、C组成的工作频率，C4一般为10nf的电容（误差为5%），R6使用精密电阻，以DA-14B33为例，C4使用103P/50V PE电容，R6为3.74KΩ 1/8W精密电阻，振荡频率约为45 KHz.
3.3.22 C5:
功能类似RC filter,主要功用在於使高压轻载较不易振荡，一般使用101P/50V陶质电容。
3.3.23 U1（PWM IC）：
3843是PWM IC的一种，由Photo Coupler （U2）回授信号控制Duty Cycle的大小，Pin3脚具有限流的作用（最高电压1V），目前所用的3843中，有KA3843（SAMSUNG）及UC3843BN（S.T.）两种，两者脚位相同，但产生的振荡频率略有差异，UC3843BN较KA3843快了约2KHz,fT的增加会衍生出一些问题（例如：EMI问题、短路问题），因KA3843较难买，所以新机种设计时，尽量使用UC3843BN.
3.3.24 R1、R11、R12、C2（一次侧回路增益控制）：
3843内部有一个Error AMP（误差放大器），R1、R11、R12、C2及Error AMP组成一个负回授电路，用来调整回路增益的稳定度，回路增益，调整不恰当可能会造成振荡或输出电压不正确，一般C2使用立式积层电容（温度持性较好）。
3.3.25 U2（Photo coupler）
光耦合器（Photo coupler）主要将二次侧的信号转换到一次侧（以电流的方式），当二次侧的TL431导通後，U2即会将二次侧的电流依比例转换到一次侧，此时3843由Pin6 （output）输出off的信号（Low）来关闭Q1,使用Photo coupler的原因，是为了符合安规需求（primacy to secondary的距离至少需5.6mm）。
3.3.26 R13（二次侧回路增益控制）：
控制流过Photo coupler的电流，R13阻值较小时，流过Photo coupler的电流较大，U2转换电流较大，回路增益较快（需要确认是否会造成振荡），R13阻值较大时，流过Photo coupler的电流较小，U2转换电流较小，回路增益较慢，虽然较不易造成振荡，但需注意输出电压是否正常。
3.3.27 U3（TL431）、R15、R16、R18
调整输出电压的大小， ,输出电压不可超过38V（因为TL431 VKA最大为36V,若再加Photo coupler的VF值，则Vo应在38V以下较安全），TL431的Vref为2.5V,R15及R16并联的目的使输出电压能微调，且R15与R16并联後的值不可太大（尽量在2KΩ以下），以免造成输出不准。
3.3.28 R14,C9（二次侧回路增益控制）：
控制二次侧的回路增益，一般而言将电容放大会使增益变慢；电容放小会使增益变快，电阻的特性则刚好与电容相反，电阻放大增益变快；电阻放小增益变慢，至於何谓增益调整的最佳值，则可以Dynamic load来量测，即可取得一个最佳值。
3.3.29 D4（整流二极体）：
因为输出电压为3.3V,而输出电压调整器（Output Voltage Regulator）使用TL431（Vref=2.5V）而非TL432（Vref=1.25V），所以必须多增加一组绕组提供Photo coupler及TL431所需的电源，因为U2及U3所需的电流不大（约10mA左右），二极体耐压值100V即可，所以只需使用1N4148（0.15A/100V）。
3.3.30 C8（滤波电容）：
因为U2及U3所需的电流不大，所以只要使用1u/50V即可。
3.3.31 D5（整流二极体）：
输出整流二极体，D5的使用需考虑：
a. 电流值
b. 二极体的耐压值
以DA-14B33为例，输出电流4A,使用10A的二极体（Schottky）应该可以，但经点温昇验证後发现D5温度偏高，所以必须换为15A的二极体，因为10A的VF较15A的VF 值大。耐压部分40V经验证後符合，因此最後使用15A/40V Schottky.
3.3.32 C10,R17（二次侧snubber） :
D5在截止的瞬间会有spike产生，若spike超过二极体（D5）的耐压值，二极体会有被击穿的危险，调整snubber可适当的减少spike的电压值，除保护二极体外亦可改善EMI,R17一般使用1/2W的电阻，C10一般使用耐压500V的陶质电容，snubber调整的过程（264V/63Hz）需注意R17,C10是否会过热，应避免此种情况发生。
3.3.33 C11,C13（滤波电容）：
二次侧第一级滤波电容，应使用内阻较小的电容（LXZ,YXA…），电容选择是否洽当可依以下三点来判定：
a. 输出Ripple电压是符合规格
b. 电容温度是否超过额定值
c. 电容值两端电压是否超过额定值
3.3.34 R19（假负载）：
适当的使用假负载可使线路更稳定，但假负载的阻值不可太小，否则会影响效率，使用时亦须注意是否超过电阻的额定值（一般设计只使用额定瓦数的一半）。
3.3.35 L3,C12（LC滤波电路）：
LC滤波电路为第二级滤波，在不影响线路稳定的情况下，一般会将L3 放大（电感量较大），如此C12可使用较小的电容值。
4 设计验证：（可分为三部分）
a. 设计阶段验证
b. 样品制作验证
c. QE验证
4.1 设计阶段验证
设计实验阶段应该养成记录的习惯，记录可以验证实验结果是否与电气规格相符，以下即就DA-14B33设计阶段验证做说明（验证项目视规格而定）。
4.1.1 电气规格验证：
4.1.1.1 3843 PIN3脚电压（full load 4A） :
90V/47Hz = 0.83V
115V/60Hz = 0.83V
132V/60Hz = 0.83V
180V/60Hz = 0.86V
230V/60Hz = 0.88V
264V/63Hz = 0.91V
4.1.1.2 Duty Cycle , fT:
4.1.1.3 Vin（min） = 100V （90V / 47Hz full load）
4.1.1.4 Stress （264V / 63Hz full load） :
Q1 MOSFET:
4.1.1.5 辅助电源（开机，满载）、短路Pin max.:
4.1.1.6 Static （full load）
Pin（w） Iin（A） Iout（A） Vout（V） P.F. Ripple（mV） Pout（w） eff
90V/47Hz 18.7 0.36 4 3.30 0.57 32 13.22 70.7
115V/60Hz 18.6 031 4 3.30 0.52 28 13.22 71.1
132V/60Hz 18.6 0.28 4 3.30 0.50 29 13.22 71.1
180V/60Hz 18.7 0.21 4 3.30 0.49 30 13.23 70.7
230V/60Hz 18.9 0.18 4 3.30 0.46 29 13.22 69.9
264V/60Hz 19.2 0.16 4 3.30 0.45 29 13.23 68.9
4.1.1.7 Full Range负载（0.3A-4A）
（验证是否有振荡现象）
4.1.1.8 回授失效（输出轻载）
Vout = 8.3Vê90V/47Hz
Vout = 6.03Vê264V/63Hz
4.1.1.9 O.C.P.（过电流保护）
90V/47Hz = 7.2A
264V/63Hz = 8.4A
4.1.1.10 Pin（max.）
90V/47Hz = 24.9W
264V/63Hz = 27.1W
4.1.1.11 Dynamic test
H=4A,t1=25ms,slew Rate = 0.8A/ms （Rise）
L=0.3A,t2=25ms,slew Rate = 0.8A/ms （Full）
90V/47Hz
264V/63Hz
4.1.1.12 HI-POT test:
HI-POT test一般可分为两种等级：
输入为3 Pin（有FG者），HI-POT test为1500Vac/1? minute.Y-CAP使用Y2-CAP
输入为2 Pin（无FG者），HI-POT test为3000Vac/1? minute.Y-CAP使用Y1-CAP
DA-14B33属於输入3 PIN HI-POT test 为1500Vac/1 minute.
4.1.1.13 Grounding test:
输入为3 Pin（有FG者），一般均要测接地阻（Grounding test），安规规定FG到输出线材（输出端）的接地电阻不能超过100MΩ（2.5mA/3 Second）。
4.1.1.14 温昇记录
设计实验定案後（暂定），需针对整体温昇及EMI做评估，若温昇或EMI无法符合规格，则需重新实验。温昇记录请参考附件，D5原来使用BYV118（10A/40V Schottky barrier 肖特基二极管 ），因温昇较高改为PBYR1540CTX（15A/40V）。
4.1.1.15 EMI测试：
EMI测试分为二类：
Conduction（传导干扰）
Radiation（幅射干扰）
前者视规范不同而有差异（FCC : 450K - 30MHz,CISPR 22 :150K - 30MHz），前者可利用厂内的频谱分析仪验证；後者（范围由30M - 300MHz,则因厂内无设备必须到实验室验证，Conduction,Radiation测试资料请参考附件） .
4.1.1.16 机构尺寸：
设计阶段即应对机构尺寸验证，验证的项目包括 : PCB尺寸、零件限高、零件禁置区、螺丝孔位置及孔径、外壳孔寸…，若设计阶段无法验证，则必须在样品阶段验证。
4.1.2 样品验证：
样品制作完成後，除温昇记录、EMI测试外（是否需重新验证，视情况而定），每一台样品都应经过验证（包括电气及机构尺寸），此阶段的电气验证可以以ATE（Chroma）测试来完成，ATE测试必须与电气规格相符。
4.1.3 QE验证：
QE针对工程部所提供的样品做验证，工程部应提供以下交件及样品供QE验证。
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