基于VIPer53机顶盒开关电源的设计

，稳压性能差、笨重等，趋向于采用技术成熟的开关电源。

3 30W机顶盒开关电源高频变压器的设计

一种5路输出的机顶盒电源的技术指标如下：
　　1)输出3.3V/2A；
　　2)输出5.V/l A：
　　3)输出12V/100mA；
　　4)输出24V/500mA；
　　5)输出30V/50 rnA；
　　6)总功率输出接近30W。

　　利用反激式开关电源的高频变压器一般设计方法或专用的VIPERSCOFT软件设计机顶盒的高频变压器。辅助绕组用来提供15V工作电压，由于与脚VDD相连的误差放大器设定值为15V，因此副边绕组的匝数必须通过副边绕组与辅助绕组匝数比来建立。首先选定原级与电压输出最低的次级的匝比，Np/NoL，然后计算每匝电压值V1,V1=(VOL十VD)/NoL,VD为二极管正向导通压降，PN结二极管取0.7V，肖特基二极管取0.4V。最终确立了一组高频变压器参数，如图2所示。

　　技术要求：磁芯为EE28立式，磁芯材料为PC40。变压器经过油浸处理，各个绕组之间的绝缘耐压不低于AC 2500V，lmin；各层之间的绝缘电压不低于AC 1500V，l min。所有线圈与外壳绝缘电压不低于AC 2500V，lmin。

4 机顶盒开关电源的电路设计

　　VIPer53与外围器件以及整个变压器输入侧与输出侧电路与参数如图3所示。辅助绕组通过二极管DlD直接向VIPer53提供稳定15V电压。过载延时电路由脚TOVL外R2D"和C3D组成，器件参数确保了延时时间大于该开关电源的启动时间。增强电流模式控制外围电路由R3D、C4D与C5D构成，能够设置该开关电源的动态特性。

　　输入EMI滤波器采用共模线圈、共模和差模电容构成的滤波网络，能够同时滤除差模和共模干扰，见图3所示的电源输和入端。电源输入端增加了一个NTC电阻，以便限制系统上电时涌流的幅值。高频变压器原级采用标准的RCD钳位电路，也可以采用TRANSIL电路来降低待机损耗。电容ClE和C2F用于降低高频变压器的产生共模干扰。开关频率为100kHz，通过电阻RlD和ClD-n设定。在待机和轻载时，内置突发模式电路能够跳过一些开关周期，降低等效的开关频率。根据脚COMP的电压大小，VIPer53提供一个双值消隐时间，即电压为0.5 V和lV时消隐时间为150 ns和400ns。

　　本设计中负载功率和输出电流最大的输出为+3.3V、+5V和+24V输出，鉴于24V为选用输出，+3.3V与+5V输出功率接近，因此主电压反馈采用+3 3V和5V输出。通过一个可调精密并联稳压器TL431和一个光耦提供反馈电压，光耦集电极的电压可以确定BIPer53的峰值漏极电流，反馈比较电路跨接在TL431的阴极和参考引脚上。C6D与R5D为TL43l的频率补偿网络。R7D、R8D和R9D为比例反馈电阻，使得+3.3V和+5V输出按照一定的比例进行反馈，使得两路输出电压的负载调整率均可达±5%。其余各路输出均按照高频变压器的匝数比来决定.鉴于+3.3V、+5V和+24v输出功率较大，都增加了后级Lc滤波器，以便减少纹波电压。

5 实验结果与分析

　　在实验室完成了对该机顶盒开关电源的制作和实验，电路板尺寸为74mm×186mm。实测最小输入交流电压85V时的最大占空比为45%，额定输入交流电压220V时最大占空比为28%。电源输入端连续传导骚扰的准峰值和平均值曲线均符合EN55022CLASSB标准。交流220V供电时，轻载与满载时辅助绕组提供的工作电源均为15V，最大工作电流20mA。轻载时+3.3V、+5V、+12V、+24V和+30V输出平均值分别为3.48V、5.52V、14.0V、25.0V和30.8V,最大纹波电压峰峰值小于20mV。满载时分别输出3.20V、5.20V、12.1V、23.1V和30.0V，最大纹波电压峰峰值分别为175mV、150mV、250mV、80mV和80mV。满载时+3.3V、+5V和+24V输出的输出电压波形和对应的纹波电压波形分别如陶4、图5和图6所示.功率M0SFET的集电极D与发射极S之间的电压VCE如图7所示，可见占空比为28%，小于50%，VCE峰值为540V，另外空载时VCE峰值为450V，均小于MOSFET的击穿电压620V。

6 结语

　　本文在分析机顶盒对开关电源要求的基础上，利用功率集成电路VIPer53给予了一种实现具有5路输出，适用于通用交流输入，具有良好的传导EMI性能的电源。实验表明利用VIPer53的机顶盒电源具有设计方便、效率高、体积小、重量轻等优点，而且待机损耗小，无需额外散热器，是一种理想的开关电源用功率IC。