设计机顶盒的水平和垂直极化天线驱动电源

　　基于DVB-S的机顶盒需要驱动外部水平和垂直极化天线，调整无线的方向从而得到最强的信号。驱动天线的电源由室内的机顶盒提供，而接收的信号在电源线上调制，继而进入机顶盒的信号处理单元。水平极化天线的驱动需要18V或17V电源，而垂直极化天线的驱动需要13V电源，通常13V电源工作10秒，然后18V电源再工作5秒，如此交替进行。而在机顶盒的内部，通常由一个12V直流电源供电，有时会同时有5V和12V直流电源，本文将讨论天线驱动电源在设计中的一些问题，并给出相应的设计方案。

　　升压转换器的方案选取

　　由于18V和13V电源交替工作，因此只需要一个升压转换器，从而降低了系统的成本和体积。对于输出电压的改变，可通过改变反馈环的电阻进行调节。

　　调节的方式有两种：改变在反馈环电阻分压器上部的电阻，或改变在反馈环电阻分压器下部的电阻，如图1所示。

　　图1 调节不同的输出电压

　　改变上部的电阻可获得更高的输出电压精度，但电路较复杂;改变下部的电阻则电路简单，而输出电压的精度相对而言差一些。

　　若系统只有12V输入电源，主功率电路可直接用12V供电，而芯片的VCC电源可以用5V稳压管串联一个电阻得到5V电源给其供电。当系统有12V和5V两路输入电源时，不建议用5V电源给主功率电路供电，此时输入电流大，芯片内部需要大额定电流的MOSFET，因此需要高成本的芯片。因此采用12V电源给主功率电路供电，5V直接给芯片VCC供电。

　　升压转换器设计的问题

　　常规的升压转换器在开关管导通时，电感激磁，电感电流线性增加，输出电容提供全部的输出负载电流。开关管关断时，电感去磁，电感电流线性降低，输入电源向输出负载提供能量。占空比为：

　　对于12V升压到18V，设计没有特别的考虑。从12V升压到13V，即Vo = 13V，Vin = 12V，VF = 0.4V，可得到D = 10%

　　电流模式的升压转换器内部电流检测信号具有前沿消隐时间，这导致内部的PWM控制器必须有一个固定的最小导通时间Ton(min)，这个时间一般在150ns~200ns的范围，可取Ton(min)=150ns。若开关频率为1MHz，从12V升到13V的导通时间为

，小于系统Ton(min)的150ns，这时候，在每个导通周期内，系统的电压会冲到很大的值，PWM控制器将进入跳脉冲的工作状态，输出的电压纹波很大。

　　从上面的分析可以看出，提高PWM在最高输入电压时的导通时间，保证其值必须大于系统的最小导通时间Ton(min)，PWM控制器将不会进入跳脉冲的工作状态。这通过减小开关频率和提高VF的值就可以实现。开关频率高时，可使用小尺寸的电感和电容，从而使系统成本低、体积小，因此开关频率也不能过低。设定AOZ1905的工作频率为500kHz，导通时间为200ns，还是比较临界的值。这时，进一步使用正向导通压降大的快恢复二极管，必要时额外串联一个快恢复二极管，如图2所示，就可使控制器不进入跳脉冲的工作状态。但使用额外的二极管会稍稍降低系统效率。

　　图2 增大升压转换器最小占空比