利用VIPer53封裝上系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)型機(jī)頂盒供電

隨著小型化的趨勢(shì)日漸增強(qiáng)，新的封裝方法和集成電路互連方法被開發(fā)出來。今天，“片上系統(tǒng)”是指在同一個(gè)封裝內(nèi)組裝兩個(gè)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(yīng)用要求，特別是那些功率要求不斷提高而專用的熱設(shè)計(jì)的成本不能提高的交流-直流變流器、大功率系統(tǒng)和高壓系統(tǒng)。
　　封裝上系統(tǒng)VIPER53 特性
　　VIPer53是新一代高度集成的離線開關(guān)集成電路，采用ST的縱向智能功率專利技術(shù)（VIPower），具有很高的集成度，內(nèi)置一個(gè)采用多重漏極網(wǎng)格工藝（MD-Mesh）的功率場(chǎng)效應(yīng)MOS晶體管，目標(biāo)應(yīng)用包括機(jī)頂盒、DVD視盤機(jī)、錄像機(jī)的電源變換器以及電視、PC機(jī)和旅行適配器內(nèi)的輔助電源。系統(tǒng)的控制部分和功率場(chǎng)效應(yīng)MOS晶體管都裝在同一個(gè)封裝內(nèi)。現(xiàn)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(yīng)MOS晶體管

　　MD-Mesh 技術(shù)綜合了一個(gè)新的縱向漏極結(jié)構(gòu)和ST的“網(wǎng)格覆蓋”橫向布局。MDmesh 采用一個(gè)縱向P型帶結(jié)構(gòu)，這個(gè)結(jié)構(gòu)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(shè)計(jì)具有保護(hù)功能，采用單一封裝框架，組裝過程變得十分簡(jiǎn)便。
　　VIPer53 的優(yōu)點(diǎn)首先是在無負(fù)載條件下將能耗降低到近乎零，使電源制造商可以達(dá)到新的更加嚴(yán)格的生態(tài)標(biāo)準(zhǔn)，如“節(jié)能之星計(jì)劃”；其次，因?yàn)橥☉B(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(cè)開關(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(diào)制驅(qū)動(dòng)器和各種保護(hù)功能，如過壓保護(hù)、熱關(guān)機(jī)、逐周限流和新的負(fù)載保護(hù)，同時(shí)功率場(chǎng)效應(yīng)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。
　　通過連接OSC引腳的電阻-電容網(wǎng)絡(luò)（RC），可以從外部設(shè)置開關(guān)的頻率，最高可以設(shè)定到300 kHz，當(dāng)變換器接通時(shí)，位于漏極引腳和VDD引腳之間的內(nèi)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(dāng)VDD電壓達(dá)到VDDon閾壓時(shí)，內(nèi)部高壓電流源關(guān)閉，器件開始開關(guān)操作，變壓器輔助繞組給器件供電。
　　反饋控制系統(tǒng)屬于電流式控制，通過Comp引腳實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)功能。電流式控制是指比較流經(jīng)Mdmesh功率場(chǎng)效應(yīng)MOS晶體管和反饋?zhàn)儔浩鞯碾娏髋c調(diào)節(jié)回路的輸出電壓產(chǎn)生的反饋信號(hào)，然后，通過對(duì)比結(jié)果確定MDmesh 場(chǎng)效應(yīng)MOS晶體管的導(dǎo)通時(shí)間。
　　VIPer53 實(shí)現(xiàn)的新的重要特性是通過TOVL 引腳實(shí)現(xiàn)的過負(fù)載時(shí)延。如果Comp引腳電壓超過4.35V (典型值);，過負(fù)載保護(hù)就會(huì)啟動(dòng)，連接TOVL引腳的外部電容器開始充電，同時(shí)場(chǎng)效應(yīng)MOS晶體管開始不斷地開關(guān)操作。在這個(gè)期間，漏極電流限制在1.6A。如果過負(fù)載維持不變，TOVL電容器達(dá)到 VOVLth閾壓，場(chǎng)效應(yīng)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(dāng)達(dá)到VDDoff 閾壓時(shí)，內(nèi)部高壓電流源接通：一個(gè)新的周期開始。如果過負(fù)載或短路繼續(xù)存在，器件進(jìn)入無休止的重啟序列，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(dǎo)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。這是輔助繞組無法向電容和器件輸送充足電能的時(shí)間。

　　為經(jīng)濟(jì)型機(jī)頂盒供電
　　機(jī)頂盒(STB)通常用于連接衛(wèi)星和有線電視供應(yīng)商，并能夠支持電子游戲。這類消費(fèi)電子產(chǎn)品通常放在電視機(jī)上，與電視和錄像機(jī)的信號(hào)處理電路相互連接。機(jī)頂盒體現(xiàn)了信息與娛樂之間的最佳結(jié)合，通過一臺(tái)電視和一條電纜或電話線，機(jī)頂盒可以提供家庭上網(wǎng)、交互信息、視頻流和電子編程

　　機(jī)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(wù)。單板電源在無負(fù)載條件下必須具備很小的待機(jī)功耗，而且排放的熱量無需某一類型的有效通風(fēng) 。