利用VIPer53封裝上系統實(shí)現經(jīng)濟型機頂盒供電

隨著(zhù)小型化的趨勢日漸增強，新的封裝方法和集成電路互連方法被開(kāi)發(fā)出來(lái)。今天，“片上系統”是指在同一個(gè)封裝內組裝兩個(gè)集成電路的封裝方法。這種新的封裝方法滿(mǎn)足了所有的單片集成電路解決方案無(wú)法滿(mǎn)足的應用要求，特別是那些功率要求不斷提高而專(zhuān)用的熱設計的成本不能提高的交流-直流變流器、大功率系統和高壓系統。
　　封裝上系統VIPER53 特性
　　VIPer53是新一代高度集成的離線(xiàn)開(kāi)關(guān)集成電路，采用ST的縱向智能功率專(zhuān)利技術(shù)（VIPower），具有很高的集成度，內置一個(gè)采用多重漏極網(wǎng)格工藝（MD-Mesh）的功率場(chǎng)效應MOS晶體管，目標應用包括機頂盒、DVD視盤(pán)機、錄像機的電源變換器以及電視、PC機和旅行適配器內的輔助電源。系統的控制部分和功率場(chǎng)效應MOS晶體管都裝在同一個(gè)封裝內?，F有的封裝包括DIP-8雙列直接插入封裝和PowerSO-10鈕扣型封裝

　　圖1描述了控制部分和功率場(chǎng)效應MOS晶體管

　　MD-Mesh 技術(shù)綜合了一個(gè)新的縱向漏極結構和ST的“網(wǎng)格覆蓋”橫向布局。MDmesh 采用一個(gè)縱向P型帶結構，這個(gè)結構由一個(gè)可以降低普通輕摻雜漏極電阻的分割陣列組成。
　　控制部分采用高壓M0-3 VIPower制造工藝，這個(gè)智能工藝允許控制電路的設計具有保護功能，采用單一封裝框架，組裝過(guò)程變得十分簡(jiǎn)便。
　　VIPer53 的優(yōu)點(diǎn)首先是在無(wú)負載條件下將能耗降低到近乎零，使電源制造商可以達到新的更加嚴格的生態(tài)標準，如“節能之星計劃”；其次，因為通態(tài)電阻RDS(on),低，在25℃ 時(shí)只為1歐姆，功率變換效率明顯提高，而且無(wú)需使用散熱器，從而避免了制造成本的增加。
　　典型情況下，DIP-8封裝版VIPer53輸出功率為30W ，PowerSO-10版的輸出功率40W ，電壓范圍85 Vac ～ 265 Vac。
　　這個(gè)器件包括了組成一次側開(kāi)關(guān)電路所需的全部模塊：控制部分包括啟動(dòng)變換器的高壓電流源、脈寬調制驅動(dòng)器和各種保護功能，如過(guò)壓保護、熱關(guān)機、逐周限流和新的負載保護，同時(shí)功率場(chǎng)效應MOS晶體管的最小擊穿電壓為620V ，通態(tài)電阻RDS(on) 在25℃時(shí)為1歐姆。
　　通過(guò)連接OSC引腳的電阻-電容網(wǎng)絡(luò )（RC），可以從外部設置開(kāi)關(guān)的頻率，最高可以設定到300 kHz，當變換器接通時(shí)，位于漏極引腳和VDD引腳之間的內部高壓電流源為器件供電，并向一個(gè)連接VDD 引腳的外部電容器充電。當VDD電壓達到VDDon閾壓時(shí)，內部高壓電流源關(guān)閉，器件開(kāi)始開(kāi)關(guān)操作，變壓器輔助繞組給器件供電。
　　反饋控制系統屬于電流式控制，通過(guò)Comp引腳實(shí)現系統功能。電流式控制是指比較流經(jīng)Mdmesh功率場(chǎng)效應MOS晶體管和反饋變壓器的電流與調節回路的輸出電壓產(chǎn)生的反饋信號，然后，通過(guò)對比結果確定MDmesh 場(chǎng)效應MOS晶體管的導通時(shí)間。
　　VIPer53 實(shí)現的新的重要特性是通過(guò)TOVL 引腳實(shí)現的過(guò)負載時(shí)延。如果Comp引腳電壓超過(guò)4.35V (典型值);，過(guò)負載保護就會(huì )啟動(dòng)，連接TOVL引腳的外部電容器開(kāi)始充電，同時(shí)場(chǎng)效應MOS晶體管開(kāi)始不斷地開(kāi)關(guān)操作。在這個(gè)期間，漏極電流限制在1.6A。如果過(guò)負載維持不變，TOVL電容器達到 VOVLth閾壓，場(chǎng)效應MOS晶體管關(guān)斷，并停止向變換器輸出傳送能量。在這種條件下，VDD 電壓下降，當達到VDDoff 閾壓時(shí)，內部高壓電流源接通：一個(gè)新的周期開(kāi)始。如果過(guò)負載或短路繼續存在，器件進(jìn)入無(wú)休止的重啟序列，如圖2所示。延時(shí)是電容充電時(shí)間。TOVL 引腳上的電容值的選擇導致了VDD 引腳上的電容值的選擇。特別是，tOVL (TOVL引腳上的電容充電時(shí)間) 必須大于變換器的啟動(dòng)時(shí)間tss。這是輔助繞組無(wú)法向電容和器件輸送充足電能的時(shí)間。

　　為經(jīng)濟型機頂盒供電
　　機頂盒(STB)通常用于連接衛星和有線(xiàn)電視供應商，并能夠支持電子游戲。這類(lèi)消費電子產(chǎn)品通常放在電視機上，與電視和錄像機的信號處理電路相互連接。機頂盒體現了信息與娛樂(lè )之間的最佳結合，通過(guò)一臺電視和一條電纜或電話(huà)線(xiàn)，機頂盒可以提供家庭上網(wǎng)、交互信息、視頻流和電子編程

　　機頂盒不斷增加的功能要求輸入線(xiàn)路提供更大的功率，以供給所有必要的電路，考慮到空間和冷卻限制因素，提高電源效率成為首要任務(wù)。單板電源在無(wú)負載條件下必須具備很小的待機功耗，而且排放的熱量無(wú)需某一類(lèi)型的有效通風(fēng) 。