基于OB2354L的機頂盒開關(guān)電源設計

　　引言

　　單片開關(guān)電源集成電路具有集成度高、高性價比、最簡外圍電路、最佳性能指標等特點，能構(gòu)成高效率無工頻變壓器的隔離式開關(guān)電源[1]。與傳統(tǒng)線性穩(wěn)壓電源相比，開關(guān)電源具有功耗小、體積小、穩(wěn)壓范圍寬等優(yōu)點，在電子設備中應用越來越廣泛。

　　本文設計了一種基于昂寶電子有限公司的OB2354L芯片的三路輸出小功率開關(guān)電源，應用于數(shù)字電視機頂盒等產(chǎn)品。

　　OB2354L是單片開關(guān)電源集成芯片，它集成了PWM控制器、功率開關(guān)MOSFET、高壓啟動電路以及各種保護電路，具有集成度高，外圍器件少，寬輸入電壓，完善的EMI特性，待機功耗低等特點.

　　三路輸出機頂盒電源電路設計

　　筆者設計了一種三路輸出機頂盒開關(guān)電源，采用典型的反激式拓撲結(jié)構(gòu)，輸出分別為3.3V、6.8V、12V。其中3.3V輸出要求比較高，因此從這一路輸出采樣反饋，形成閉環(huán)反饋，從而實現(xiàn)精確穩(wěn)壓。圖1為所設計的三路輸出機頂盒開關(guān)電源電路。圖中，RT901是一NTC熱敏電阻，用于減小開機時浪涌電流，RV901是壓敏電阻，在打雷時保護后級電路，D901-D904為橋式整流電路，C919、L901、C906組成的π型濾波電路既作為整流濾波，又作為共模干擾濾波。二極管D905、電容C905和電阻R905組成箝位保護電路，用于吸收功率MOSFET關(guān)斷時加在漏極上的尖峰脈沖，使漏極電壓限制在安全范圍以內(nèi)，保護開關(guān)芯片。次級輸出中3.3V輸出采用反饋控制，經(jīng)由二極管D909、C908、L904和C918整流濾波后，采用TL431可調(diào)式精密穩(wěn)壓器配合線性光耦PC817組成隔離反饋電路。電阻R907用于為TL431提供偏置電流，保證在流過PC817發(fā)光二極管的電流幾乎為0的情況下，TL431仍然有1mA的最小工作電流。電阻R908為反饋環(huán)路DC增益的控制電阻，一般可以根據(jù)經(jīng)驗值選擇和實際電路調(diào)整。電路的輸出電壓由下式：

　　確定，其中Iref為TL431反饋端的輸入電流，其值很小，故可以忽略公式中的最后一項。

　　由于6.8V和12V輸出的主板負載比較穩(wěn)定，主板上6.8V還會通過線性穩(wěn)壓器轉(zhuǎn)換成5V，在滿足使用前提下，為了成本考慮，這兩路輸出沒有增加穩(wěn)壓措施。

　　高頻變壓器設計

　　對于高頻變壓器的設計，有多種方法，本文采用公式計算的方法設計變壓器相關(guān)參數(shù)，再根據(jù)實際調(diào)試結(jié)果對參數(shù)進行優(yōu)化改進得出最終結(jié)果。

　　確定開關(guān)電源的基本參數(shù)

　　輸入電壓90V_ac~264V_ac;電網(wǎng)頻率f_L：50Hz;開關(guān)頻率f：50KHz;最大占空比D_max=0.45;輸出：3.3V/1A;6.7V/0.5A;12V/0.1A;總輸出功率P_O：8W;電源效率 ：75%;

　　確定輸入電容C_IN以及輸入直流電壓最小值U_Imin

　　對于寬范圍輸入電壓，輸入電容選取為2~3μF/W，這里輸出功率P_O為8W，故輸入電容C919、C906分別取10μF/400V;U_Imin=90×1.414-30=100Vdc;