利用負載點調(diào)節(jié)功能提高機頂盒設(shè)計的性能
作者：凌力爾特公司 Bruce Haug
有線電視和衛(wèi)星廣播內(nèi)容提供商正在不斷向激烈競爭的市場推出新業(yè)務(wù)。這些新業(yè)務(wù)包括互聯(lián)網(wǎng)接入、視頻點播、支持 DVD/CD 播放器和硬盤驅(qū)動器等，這正在使簡單的機頂盒(STB)逐步發(fā)展成為功能強大的家庭網(wǎng)關(guān)。這些先進的機頂盒在家中形成了一個局域網(wǎng)(LAN)。因此，機頂盒一般有以太網(wǎng)或 火線端口，或采用其它通信方式，甚至可能是藍牙。這些更加復(fù)雜的機頂盒反過來又需要消耗更多功率。隨著這些系統(tǒng)消耗功率的提高，系統(tǒng)設(shè)計師對于溫度上升、產(chǎn)品上市時間、效率、監(jiān)管機構(gòu)批準(zhǔn)、成本、上電順序和功率因數(shù)校正(PFC)等問題也越來越擔(dān)憂了。
消除這些擔(dān)憂的一種方法是將電源架構(gòu)從傳統(tǒng)的多路輸出反激式電源改為較高性能、更加靈活并具有負載點(POL)穩(wěn)壓器的分布式電源架構(gòu)。目前大多數(shù)機頂盒采用離線式多路輸出反激式電源架構(gòu)。這些電源提供 30W 功率，轉(zhuǎn)換效率最高為 65%。先進的機頂盒電源采用單一分布式直流電壓(如12V)提供高達 65W 功率，并采用下游負載點穩(wěn)壓器，整體轉(zhuǎn)換效率高達 80%。
內(nèi)容提供商提供的服務(wù)決定了機頂盒的特點，如處理器功耗、調(diào)制解調(diào)器速度、傳輸介質(zhì)、是否包括 DVD 播放器或硬盤驅(qū)動器以及 I/O 端口數(shù)量。機頂盒的標(biāo)準(zhǔn)架構(gòu)是基于外部設(shè)備計算機接口(PCI)總線，從表面看與筆記本式 PC 類似。不過，盡管 PC 架構(gòu)全世界相同，但是不同地區(qū)甚至不同制造商的機頂盒架構(gòu)變化卻很大。當(dāng)然，由于消費者的需求容易改變，因此隨著服務(wù)的不斷變化，機頂盒配置也在不斷變化之中。功能決定對電源的要求，而且唯一明顯的趨勢是系統(tǒng)功耗在提高。服務(wù)提供商之間的競爭和地區(qū)差別意味著，讓機頂盒按時上市有相當(dāng)大的壓力。由于電源設(shè)計導(dǎo)致延遲交貨是無法容忍的，因為這可能丟失市場份額。
機頂盒電源要求在設(shè)計周期后期發(fā)生變化是常見的。然而，最不希望發(fā)生的事情就是由于電源而推遲機頂盒的開發(fā)進度，但是如果需要采用離線式多路輸出反激式電源，就有可能發(fā)生這種情況。設(shè)計這樣一個電源并在安全性和 EMI 性能方面獲得監(jiān)管當(dāng)局批準(zhǔn)可能需要 6 到 9 個月時間，甚至長達一年。采用多路輸出反激式設(shè)計，后期變化可能導(dǎo)致必須長時間反復(fù)設(shè)計磁性元件。因此，在某些情況下，絕望的設(shè)計師會增加二極管壓降，以適應(yīng)最后出現(xiàn)的輸出電壓或電流需求的變化。
