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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.设计步骤：绘线路图、PCB Layout.变压器计算.零件选用.设计验证.设计流程介绍(以DA-14B33为例)：线路图、PCB Layout请参考资识库中说明.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.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
2、TDK Ferrite Core PC40为例，100C时的B(max)为3900 Gauss，设计时应 考虑零件误差，所以一般取30003500 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。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。决定变压器线径及线数：当变压器决定后，变压器的Bobbin即可决定，依据Bobbin的槽宽，可决定变压器的线径
3、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，最终应以温升记录为准。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=二极管顺向电压Vin(min)=滤波电容上的谷点电压D =工作周期(Duty cycle)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n =效率/ = PWM震荡频率决定辅助电源的圈数：依据变
4、压器的圈比关系，可决定辅助电源的圈数及电压。决定MOSFET及二次侧二极管的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。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。LpxIp 一一将所得资料代入B(ma = ： : x100 Gauss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 NpxAe调整。DA-14B33变压器计算:输出瓦数 13.2W(3.3V/4A)，
5、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，n =0.7，P.F.=0.5(cos。)，Lp=1600 Uh计算式: 变压器材质及尺寸: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0.32 m的线0.42电流密度=-3.14 J
6、些)0.42 =1.286A3.14 X0.1024可绕圈数=型箜14.4一=-=12.57 圈10.32 + 0.03)假设Secondary使用0.35 m的线44=44.07A23.14X0.0289假设使用4P，则 电流密度=4了7 =11.02 A4.4可绕圈数=(0.35 + 0.03)= 11.57圈决定 Duty 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=12V3.8N a112 N 心假设使用0.23 m的线Ns3.8丘NA1=6.3 圈4.4可绕圈数=(0.23 + 0.0
7、2)= 19.13 圈若NA1=6Tx2P，则辅助电源=11.4V决定MOSFET及二次侧二极管的Stress（应力）:MOSFET(Q1)=最高输入电压(380V)+ IS 。+ 匕)= 380 + 翌(3.3 + 0.5)2=463.6VNsDiode(D5)=输出电压(Vo) x最高输入电压(380V)Np=20.57VNsDiode(D4)=苒(NP + N 最高feAK(380V)= 6.6 + 兰 x380=414V44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, coupler及TL431，所以必须另外增加一
8、组线圈提供回授路径所需的电压。假设NA2= 4T使用0.35中线，则将使得输出电压无法推动Photo可绕圈数= （0.35 + 0.03）= 11.587 ，所以可将NA2定为4Tx2P变压器的接线图:零件选用：零件位置（标注）请参考线路图：（DA-14B33 Schematic）FS1:由变压器计算得到Iin值，以此Iin值（0.42A）可知使用公司共享料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。TR1（热敏电阻）：电源启动的瞬间，由于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
9、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/5Q），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）。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之后），加上突波吸收器 来保护Power（一般常用07D471K），但若有价格上的考虑，可先忽略不装。CY1，CY2（Y-Cap）:Y-Cap一般可分为Y1及Y2电容，若AC Input有FG（
10、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）。CX1（X-Cap）、RX1:X-Cap 为防制 EMI 零件，EMI 可分为 Conduction 及 Radiation 两部分，
11、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 450K30MHz，CISPR 22 测试频率在 150K30MHz， 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 第4页阻（RX1, 一 般为 1.2MQ 1/4W）。LF1（Common Cho
12、ke）: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特性及温升，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，但温升可能较高。BD1（整流二极管）：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的整流二极管，因为是全 波整流所以耐压只要600V即可。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90V132V
13、（Vc1电压最高约190V），可使用耐压200V的电容;若AC Input 范围在90V264V（或180V264V），因Vc1电压最高约380V，所以必须使用耐压400V的电容。D2（辅助电源二极管）：整流二极管，一般常用FR105（1A/600V）或BYT42M（1A/1000V），两者主要差异：耐压不同（在此处使用差异无所谓）VF不同（FR105=1.2V，BYT42M=1.4V）R10 （辅助电源电阻）：主要用于调整PWM IC的VCC电压，以目前使用的3843而言，设计时VCC必须大于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
14、时不保护（或输入瓦数过大）。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。Z1（Zener 二极管）：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值的大小取决于辅助电源的高低，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）.R2（启动
15、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，turnon 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220KQ/2W M.O。.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750KQ1.5MQ 1/4W 之间）。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）。Q1（N-MOS）:目前常使用的为3A/600V及6A/600V两
