利用VIPer53封裝上系統實現經濟型機頂盒供電

隨著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發出來。今天，“片上系統”是指在同一個封裝內組裝兩個集成電路的封裝方法。這種新的封裝方法滿足了所有的單片集成電路解決方案無法滿足的應用要求，特別是那些功率要求不斷提高而專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開關集成電路，采用ST的縱向智能功率專利技術（VIPower），具有很高的集成度，內置一個采用多重漏極網格工藝（MD-Mesh）的功率場效應MOS晶體管，目標應用包括機頂盒、DVD視盤機、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效應MOS晶體管都裝在同一個封裝內。現有的封裝包括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效應MOS晶體管

　　MD-Mesh 技術綜合了一個新的縱向漏極結構和ST的“網格覆蓋”橫向布局。MDmesh 采用一個縱向P型帶結構，這個結構由一個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，組裝過程變得十分簡便。
　　VIPer53 的優點首先是在無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標準，如“節能之星計劃”；其次，因為通態電阻RDS(on),低，在25℃ 時只為1歐姆，功率變換效率明顯提高，而且無需使用散熱器，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。
　　這個器件包括了組成一次側開關電路所需的全部模塊：控制部分包括啟動變換器的高壓電流源、脈寬調制驅動器和各種保護功能，如過壓保護、熱關機、逐周限流和新的負載保護，同時功率場效應MOS晶體管的最小擊穿電壓為620V ，通態電阻RDS(on) 在25℃時為1歐姆。
　　通過連接OSC引腳的電阻-電容網絡（RC），可以從外部設置開關的頻率，最高可以設定到300 kHz，當變換器接通時，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，并向一個連接VDD 引腳的外部電容器充電。當VDD電壓達到VDDon閾壓時，內部高壓電流源關閉，器件開始開關操作，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Comp引腳實現系統功能。電流式控制是指比較流經Mdmesh功率場效應MOS晶體管和反饋變壓器的電流與調節回路的輸出電壓產生的反饋信號，然后，通過對比結果確定MDmesh 場效應MOS晶體管的導通時間。
　　VIPer53 實現的新的重要特性是通過TOVL 引腳實現的過負載時延。如果Comp引腳電壓超過4.35V (典型值);，過負載保護就會啟動，連接TOVL引腳的外部電容器開始充電，同時場效應MOS晶體管開始不斷地開關操作。在這個期間，漏極電流限制在1.6A。如果過負載維持不變，TOVL電容器達到 VOVLth閾壓，場效應MOS晶體管關斷，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，內部高壓電流源接通：一個新的周期開始。如果過負載或短路繼續存在，器件進入無休止的重啟序列，如圖2所示。延時是電容充電時間。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間) 必須大于變換器的啟動時間tss。這是輔助繞組無法向電容和器件輸送充足電能的時間。

　　為經濟型機頂盒供電
　　機頂盒(STB)通常用于連接衛星和有線電視供應商，并能夠支持電子游戲。這類消費電子產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之間的最佳結合，通過一臺電視和一條電纜或電話線，機頂盒可以提供家庭上網、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。單板電源在無負載條件下必須具備很小的待機功耗，而且排放的熱量無需某一類型的有效通風 。