利用负载点调节功能提高机顶盒设计的性能
作者：凌力尔特公司 Bruce Haug
有线电视和卫星广播内容提供商正在不断向激烈竞争的市场推出新业务。这些新业务包括互联网接入、视频点播、支持 DVD/CD 播放器和硬盘驱动器等，这正在使简单的机顶盒(STB)逐步发展成为功能强大的家庭网关。这些先进的机顶盒在家中形成了一个局域网(LAN)。因此，机顶盒一般有以太网或 火线端口，或采用其它通信方式，甚至可能是蓝牙。这些更加复杂的机顶盒反过来又需要消耗更多功率。随着这些系统消耗功率的提高，系统设计师对于温度上升、产品上市时间、效率、监管机构批准、成本、上电顺序和功率因数校正(PFC)等问题也越来越担忧了。
消除这些担忧的一种方法是将电源架构从传统的多路输出反激式电源改为较高性能、更加灵活并具有负载点(POL)稳压器的分布式电源架构。目前大多数机顶盒采用离线式多路输出反激式电源架构。这些电源提供 30W 功率，转换效率最高为 65%。先进的机顶盒电源采用单一分布式直流电压(如12V)提供高达 65W 功率，并采用下游负载点稳压器，整体转换效率高达 80%。
内容提供商提供的服务决定了机顶盒的特点，如处理器功耗、调制解调器速度、传输介质、是否包括 DVD 播放器或硬盘驱动器以及 I/O 端口数量。机顶盒的标准架构是基于外部设备计算机接口(PCI)总线，从表面看与笔记本式 PC 类似。不过，尽管 PC 架构全世界相同，但是不同地区甚至不同制造商的机顶盒架构变化却很大。当然，由于消费者的需求容易改变，因此随着服务的不断变化，机顶盒配置也在不断变化之中。功能决定对电源的要求，而且唯一明显的趋势是系统功耗在提高。服务提供商之间的竞争和地区差别意味着，让机顶盒按时上市有相当大的压力。由于电源设计导致延迟交货是无法容忍的，因为这可能丢失市场份额。
机顶盒电源要求在设计周期后期发生变化是常见的。然而，最不希望发生的事情就是由于电源而推迟机顶盒的开发进度，但是如果需要采用离线式多路输出反激式电源，就有可能发生这种情况。设计这样一个电源并在安全性和 EMI 性能方面获得监管当局批准可能需要 6 到 9 个月时间，甚至长达一年。采用多路输出反激式设计，后期变化可能导致必须长时间反复设计磁性元件。因此，在某些情况下，绝望的设计师会增加二极管压降，以适应最后出现的输出电压或电流需求的变化。
