開關電源設計原理及全過程（二）

3.3.17 R8:

R8的作用在保護Q1,避免Q1呈現浮接狀態。

3.3.18 R7(Rs電阻)：

3843 Pin3腳電壓最高為1V,R7的大小須與R4配合，以達到高低壓平衡的目的，一般使用2W M.O.電阻，設計時先決定R7後再加上R4補償，一般將3843 Pin3腳電壓設計在0.85V~0.95V之間(視瓦數而定，若瓦數較小則不能太接近1V,以免因零件誤差而頂到1V)。

3.3.19 R5,C3(RC filter)：

濾除3843 Pin3腳的雜訊，R5一般使用1KΩ 1/8W,C3一般使用102P/50V的陶質電容，C3若使用電容值較小者，重載可能不開機(因為3843 Pin3瞬間頂到1V);若使用電容值較大者，也許會有輕載不開機及短路Pin過大的問題。

3.3.20 R9(Q1 Gate電阻 )：

R9電阻的大小，會影響到EMI及溫N特性，一般而言阻值大，Q1 turn on / turn off的速度較慢，EMI特性較好，但Q1的溫N較高、效率較低(主要是因為turn off速度較慢);若阻值較小， Q1 turn on / turn off的速度較快，Q1溫N較低、效率較高，但EMI較差，一般使用51Ω-150Ω 1/8W.

3.3.21 R6,C4(控制振蕩頻率)：

決定3843的工作頻率，可由Data Sheet得到R、C組成的工作頻率，C4一般為10nf的電容(誤差為5%)，R6使用精密電阻，以DA-14B33為例，C4使用103P/50V PE電容，R6為3.74KΩ 1/8W精密電阻，振蕩頻率約為45 KHz.

3.3.22 C5:

功能類似RC filter,主要功用在於使高壓輕載較不易振蕩，一般使用101P/50V陶質電容。

3.3.23 U1(PWM IC)：

3843是PWM IC的一種，由Photo Coupler (U2)回授信號控制Duty Cycle的大小，Pin3腳具有限流的作用(最高電壓1V)，目前所用的3843中，有KA3843(SAMSUNG)及UC3843BN(S.T.)兩種，兩者腳位相同，但產生的振蕩頻率略有差異，UC3843BN較KA3843快了約2KHz,fT的增加會衍生出一些問題(例如：EMI問題、短路問題)，因KA3843較難買，所以新機種設計時，盡量使用UC3843BN.

3.3.24 R1、R11、R12、C2(一次側回路增益控制)：

3843內部有一個Error AMP(誤差放大器)，R1、R11、R12、C2及Error AMP組成一個負回授電路，用來調整回路增益的穩定度，回路增益，調整不恰當可能會造成振蕩或輸出電壓不正確，一般C2使用立式積層電容(溫度持性較好)。

3.3.25 U2(Photo coupler)

光耦合器(Photo coupler)主要將二次側的信號轉換到一次側(以電流的方式)，當二次側的TL431導通後，U2即會將二次側的電流依比例轉換到一次側，此時3843由Pin6 (output)輸出off的信號(Low)來關閉Q1,使用Photo coupler的原因，是為了符合安規需求(primacy to secondary的距離至少需5.6mm)。

3.3.26 R13(二次側回路增益控制)：

控制流過Photo coupler的電流，R13阻值較小時，流過Photo coupler的電流較大，U2轉換電流較大，回路增益較快(需要確認是否會造成振蕩)，R13阻值較大時，流過Photo coupler的電流較小，U2轉換電流較小，回路增益較慢，雖然較不易造成振蕩，但需注意輸出電壓是否正常。

3.3.27 U3(TL431)、R15、R16、R18

調整輸出電壓的大小， ,輸出電壓不可超過38V(因為TL431 VKA最大為36V,若再加Photo coupler的VF值，則Vo應在38V以下較安全)，TL431的Vref為2.5V,R15及R16并聯的目的使輸出電壓能微調，且R15與R16并聯後的值不可太大(盡量在2KΩ以下)，以免造成輸出不準。

3.3.28 R14,C9(二次側回路增益控制)：

控制二次側的回路增益，一般而言將電容放大會使增益變慢;電容放小會使增益變快，電阻的特性則剛好與電容相反，電阻放大增益變快;電阻放小增益變慢，至於何謂增益調整的最佳值，則可以Dynamic load來量測，即可取得一個最佳值。

3.3.29 D4(整流二極體)：

因為輸出電壓為3.3V,而輸出電壓調整器(Output Voltage Regulator)使用TL431(Vref=2.5V)而非TL432(Vref=1.25V)，所以必須多增加一組繞組提供Photo coupler及TL431所需的電源，因為U2及U3所需的電流不大(約10mA左右)，二極體耐壓值100V即可，所以只需使用1N4148(0.15A/100V)。

3.3.30 C8(濾波電容)：

因為U2及U3所需的電流不大，所以只要使用1u/50V即可。

3.3.31 D5(整流二極體)：

輸出整流二極體，D5的使用需考慮：

a. 電流值

b. 二極體的耐壓值

以DA-14B33為例，輸出電流4A,使用10A的二極體(Schottky)應該可以，但經點溫N驗證後發現D5溫度偏高，所以必須換為15A的二極體，因為10A的VF較15A的VF 值大。耐壓部分40V經驗證後符合，因此最後使用15A/40V Schottky.

3.3.32 C10,R17(二次側snubber) :

D5在截止的瞬間會有spike產生，若spike超過二極體(D5)的耐壓值，二極體會有被擊穿的危險，調整snubber可適當的減少spike的電壓值，除保護二極體外亦可改善EMI,R17一般使用1/2W的電阻，C10一般使用耐壓500V的陶質電容，snubber調整的過程(264V/63Hz)需注意R17,C10是否會過熱，應避免此種情況發生。

3.3.33 C11,C13(濾波電容)：

二次側第一級濾波電容，應使用內阻較小的電容(LXZ,YXA…)，電容選擇是否洽當可依以下三點來判定：

a. 輸出Ripple電壓是符合規格

b. 電容溫度是否超過額定值

c. 電容值兩端電壓是否超過額定值

3.3.34 R19(假負載)：

適當的使用假負載可使線路更穩定，但假負載的阻值不可太小，否則會影響效率，使用時亦須注意是否超過電阻的額定值(一般設計只使用額定瓦數的一半)。

3.3.35 L3,C12(LC濾波電路)：

LC濾波電路為第二級濾波，在不影響線路穩定的情況下，一般會將L3 放大(電感量較大)，如此C12可使用較小的電容值。

4 設計驗證：(可分為三部分)

a. 設計階段驗證

b. 樣品制作驗證

c. QE驗證

4.1 設計階段驗證

設計實驗階段應該養成記錄的習慣，記錄可以驗證實驗結果是否與電氣規格相符，以下即就DA-14B33設計階段驗證做說明(驗證項目視規格而定)。

4.1.1 電氣規格驗證：

4.1.1.1 3843 PIN3腳電壓(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