本次讲解电源以一个 13.2W 电源为例输入：AC90~264V输出：3.3V/4A原理图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。

决定变压器的材质及尺寸:依据变压器计算公式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。

决定 Ip 值：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。

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。

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。

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.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：决定 Duty cycle：决定 Ip 值：决定辅助电源的圈数：决定 MOSFET 及二次侧二极管的 Stress(应力)：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。

变压器的接线图：零件选用：●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):电源激活的瞬间，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)。

●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)，但若有价格上的考量，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(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，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)。

●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):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 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。

●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: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)●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(激活电阻):提供 3843 第一次激活的路径，第一次激活时透过 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。

●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)。

●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 两种，6A/600V 的 RDS(ON)较 3A/600V 小，所以温升会较低，若 IDS 电流未超过 3A，应该先以 3A/600V 为考量，并以温升记录来验证，因为 6A/600V 的价格高于 3A/600V 许多，Q1 的使用亦需考虑 VDS 是否超过额定值。

●R8:R8 的作用在保护 Q1，避免 Q1 呈现浮接状态。

●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 后再加上 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)。

●R5，C3(RC filter):滤除 3843 Pin3 脚的噪声，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。

●R9(Q1 Gate 电阻 ):R9 电阻的大小，会影响到 EMI 及温升特性，一般而言阻值大，Q1 turn on / turn off 的速度较慢，EMI 特性较好，但 Q1 的温升较高、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 温升较低、效率较高，但 EMI 较差，一般使用 51Ω-150Ω 1/8W。

●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。

●C5:功能类似 RC filter，主要功用在于使高压轻载较不易振荡，一般使用 101P/50V 陶质电容。

●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。

●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)。

●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 导通后，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)●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。

●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 并联后的值不可太大(尽量在 2KΩ以下)，以免造成输出不准。

●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，至于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。

●D4(整流二极管):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)，二极管耐压值 100V 即可，所以只需使用 1N4148(0.15A/100V)。

●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。

●D5(整流二极管):输出整流二极管，D5 的使用需考虑:a. 电流值b. 二极管的耐压值以此为例，输出电流 4A，使用 10A 的二极管(Schottky)应该可以，但经点温升验证后发现 D5 温度偏高，所以必须换为 15A 的二极管，因为 10A 的 VF 较 15A 的 VF 值大。

耐压部分 40V 经验证后符合，因此最后使用 15A/40V Schottky。

●C10，R17(二次侧 snubber) :D5 在截止的瞬间会有 spike 产生，若 spike 超过二极管(D5)的耐压值，二极管会有被击穿的危险，调整 snubber 可适当的减少 spike 的电压值，除保护二极管外亦可改善 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。

●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●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)。

●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。