ZHCAAL9A August 2019 – July 2021 LM3880 , LMR36015 , TPS62840 , TPS65000 , TPS650330-Q1 , TPS7A87 , TPS7A90
選擇器件時(shí),首先必須強(qiáng)調(diào)電源管理器件的規(guī)格可滿(mǎn)足表 1-1 中所列 CMOS 圖像傳感器中每個(gè)電源軌的電源要求,其中包括:
Topic Link Label2.2.3 中介紹了設(shè)計(jì)分立式解決方案電路板的其他注意事項(xiàng)。此外,CMOS 圖像傳感器的數(shù)字電壓軌對(duì)噪聲不敏感,因此可考慮使用 LDO TPS7A90 和降壓轉(zhuǎn)換器 TPS6284X 來(lái)為數(shù)字電壓軌供電。
a)LMR36015 4.2V 至 60V、1.5A 超小型同步降壓轉(zhuǎn)換器
LMR36015 穩(wěn)壓器是一款易于使用的同步降壓直流/直流轉(zhuǎn)換器。該器件具有集成式高側(cè)和低側(cè)功率 MOSFET,能夠在 4.2V 至 60V 的寬輸入電壓范圍內(nèi)提供高達(dá) 1.5A 的輸出電流。容差高達(dá) 66V。這種瞬態(tài)容差有助于減少防止過(guò)壓所需的設(shè)計(jì)工作量,并滿(mǎn)足 IEC 61000-4-5 的浪涌抗擾度要求。LMR36015 采用峰值電流模式控制機(jī)制來(lái)實(shí)現(xiàn)出色的效率和輸出電壓精度。利用 1MHz 穩(wěn)壓器中的 FPWM 功能,可改善負(fù)載瞬態(tài)性能。精密使能支持直接連接到寬輸入電壓或?qū)ζ骷?dòng)和關(guān)斷進(jìn)行精確控制,因此帶來(lái)了靈活性。附帶內(nèi)置濾波和延遲功能的電源正常狀態(tài)標(biāo)志可提供對(duì)系統(tǒng)狀態(tài)的真實(shí)指示,且無(wú)需使用外部監(jiān)控器。LMR36015 采用 HotRod? 封裝,實(shí)現(xiàn)了低噪聲、高效率和最小的封裝裸片比率。此器件需要極少的外部組件,并且具有可簡(jiǎn)化 PCB 布局的引腳排列方式。LMR36015 的小解決方案尺寸和功能集旨在簡(jiǎn)化對(duì)各種終端設(shè)備的部署,這些終端設(shè)備包括超小型現(xiàn)場(chǎng)發(fā)送器和視覺(jué)傳感器等空間關(guān)鍵型應(yīng)用。LMR36015 器件采用 2mm × 3mm 12 引腳 VQFN-HR (12) 封裝。
LMR36015 器件具有多個(gè)版本,具體由開(kāi)關(guān)頻率以及是否存在強(qiáng)制 PWM (FPWM) 模式來(lái)定義。分立式解決方案中將 LMR36015FB 版本與可增加 1MHz 開(kāi)關(guān)頻率的 FPWM 模式搭配使用。
b) LDO 選擇
這里使用了兩個(gè) LDO 來(lái)為模擬電壓軌以及 PIXEL 或 IO 接口電壓軌這些對(duì)噪聲敏感的電壓軌供電。在為對(duì)噪聲敏感的電壓軌供電時(shí),以下 LDO 規(guī)格變得更為重要。
TPS7A87 雙路 500mA 低噪聲 (3.8μVRMS) LDO 穩(wěn)壓器和 TPS7A90 單路 500mA 高精度、低噪聲、低壓降 (LDO) 穩(wěn)壓器
TPS7A87 和 TPS7A90 都是低噪聲(TPS7A87 為 3.8μVRMS,而 TPS7A90 為 4.7μVRMS)、低壓降 (LDO) 穩(wěn)壓器,能夠通過(guò)僅 100mV 的最大壓降來(lái)提供 500mA 電流。TPS7A87 的每個(gè)輸出均可通過(guò)外部電阻在 0.8V 至 5.2V 的范圍內(nèi)進(jìn)行調(diào)節(jié),而 TPS7A90 的輸出可通過(guò)外部電阻在 0.8V 至 5.7V 的范圍內(nèi)進(jìn)行調(diào)節(jié)。TPS7A87 和 TPS7A90 的寬輸入電壓范圍支持其在低至 1.4V 和高達(dá) 6.5V 的電壓下工作。這兩款 LDO 的輸出電壓精度(整個(gè)線(xiàn)路、負(fù)載和溫度范圍內(nèi))達(dá) 1%,并且可通過(guò)軟啟動(dòng)功能減少浪涌電流,因此非常適合為各種敏感類(lèi)模擬低壓器件供電,包括:
TPS7A87 器件采用 4mm × 4mm WQFN (20) 封裝。TPS7A90 器件采用 2.5mm × 2.5mm WSON (10) 封裝。
c) TPS6284X 60nA IQ、1.8V 至 6.5VIN、高效 750mA 降壓轉(zhuǎn)換器
TPS6284X 是一款高效降壓轉(zhuǎn)換器,具有典型值為 6nA 的超低工作靜態(tài)電流。此器件具有特殊電路,可在 100% 模式下實(shí)現(xiàn)僅 150nA 的 IQ,因此可在放電末期進(jìn)一步延長(zhǎng)電池壽命。此器件采用 DCS-Control? 技術(shù),能夠?yàn)闊o(wú)線(xiàn)電提供干凈的電源,在省電模式下工作時(shí)具有達(dá) 1.8MHz 的典型開(kāi)關(guān)頻率。此器件可將輕負(fù)載效率向下擴(kuò)展至 1μA 負(fù)載電流及以下。通過(guò)將一個(gè)電阻器連接到 VSET 引腳,可選擇 16 種預(yù)定義的輸出電壓,因此這款器件能夠靈活地用于只需很少外部元件的各種應(yīng)用。該器件的 STOP 引腳可立即消除所有的開(kāi)關(guān)噪聲,從而在數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)中進(jìn)行無(wú)噪聲測(cè)量。TPS6284X 具有 1.8V 至 6.5V 的輸入電壓范圍,可提供高達(dá) 750mA 的輸出電流。
TPS6284X 器件采用 8 引腳 1.5mm × 2mm SON 封裝、6 引腳 0.97mm × 1.47mm WCSP 封裝和 8 引腳 3mm × 5mm HVSSOP 封裝。
TPS6284X 器件具有多個(gè)版本,具體取決于輸出電壓范圍、模式選擇功能以及停止功能。分立式解決方案中使用具有模式選擇功能的 TPS62840DLC 版本來(lái)為 PYTHON 300/500/1300/3000/5000 系列 CMOS 圖像傳感器的 1.8V 數(shù)字電壓軌供電。TPS62841DLC 版本既具有模式選擇功能,又具有 0.8V 至 1.55V 的輸出電壓范圍,用于為 IMX25X/26X 系列 CMOS 圖像傳感器的 1.2 數(shù)字電壓軌供電。
d) LM3880 具有固定延時(shí)時(shí)間的三電壓軌簡(jiǎn)單電源序列發(fā)生器
LM3880 簡(jiǎn)單電源序列發(fā)生器提供了最簡(jiǎn)單的方法來(lái)控制多個(gè)獨(dú)立電壓軌的上電時(shí)序和斷電時(shí)序。通過(guò)錯(cuò)開(kāi)啟動(dòng)序列,可能避免會(huì)影響系統(tǒng)可靠性的鎖存情況或大浪涌電流。該簡(jiǎn)單序列發(fā)生器采用 6 引腳 SOT-23-6 封裝,包含一個(gè)精密使能引腳和三個(gè)開(kāi)漏輸出標(biāo)志。開(kāi)漏輸出標(biāo)志允許該器件被上拉至與序列發(fā)生器 VDD 不同的電壓電源(只要它們不超過(guò)建議的最大電壓(比 VDD 大 0.3V)即可),以便與需要不同使能電平信號(hào)的 IC 相連接。當(dāng)啟用 LM3880 時(shí),三個(gè)輸出標(biāo)志將在各個(gè)延時(shí)時(shí)間后依次釋放,從而允許所連接的電源啟動(dòng)。在斷電期間,輸出標(biāo)志將遵循相反的序列,以避免鎖存情況。EPROM 功能使每個(gè)延遲和序列完全可調(diào)。LM3880 的封裝尺寸為 2.90mm × 1.60mm。
LM3880 具有多個(gè)由延時(shí)時(shí)間定義的版本。在分立式解決方案中選擇 LM3880MF-1AB 以在 CMOS 圖像傳感器的每個(gè)電源軌之間提供 30ms 延時(shí)時(shí)間。
表 2-2列出了之前提及的電源管理器件以及與它們對(duì)應(yīng)的 CMOS 圖像傳感器電源軌。表 2-3列出了 LM3880 中分配用于控制電源序列的 FLAG。
器件 | 提供的 CMOS 圖像傳感器電源軌 | 輸入電壓 | 輸出電壓 | 輸出電流 | 輸出電容 | 所選的 SW 頻率 |
---|---|---|---|---|---|---|
LMR36015FB | 作為第一個(gè)功率級(jí),負(fù)責(zé)將來(lái)自 POE 或直流轉(zhuǎn)換器的較高輸入電壓 (12V/24V) 轉(zhuǎn)換為 4V 中間電壓 | 4.2V 至 60V | Vref 至 Vin-0.4V | 1.5A | - | 1MHz(用于 FPWM 模式) |
TPS7A87 | VDD_33 和 AVDD(TPS7A87 的 LDO1)VDD_PIXEL 和 OVDD(TPS7A87 的 LDO2) | 1.4V 至 6.5V | 0.8V 至 5.2V(0.5A 時(shí)為 Vdo=0.1V) | 500mA | ≥10μF | - |
TPS7A90 | VDD_18 和 DVDD | 1.4V 至 6.5V | 0.8V 至 5.7V(0.5A 時(shí) Vdo=0.1V) | 500mA | ≥10μF | - |
TPS62840DLC | VDD_18 | 1.8V 至 6.5V | 1.8V 至 3.3V | 750mA | 3μF 至 40μF | 1.8MHz(用于 FPWM 模式) |
TPS62841DLC | DVDD | 1.8V 至 6.5V | 0.8V 至 1.55V | 750mA | 3μF 至 40μF | 1.8MHz(用于 FPWM 模式) |
CMOS 圖像傳感器 | 受控電源軌 | LM3880 中的 FLAG | 上電順序 | 斷電順序 |
---|---|---|---|---|
PYTHON 300/500/1300/3000/5000 | VDD_33 | FLAG2 | 2 | 2 |
VDD_PIXEL | FLAG3 | 3 | 1 | |
VDD_18 | FLAG1 | 1 | 3 | |
IMX25X/26X | AVDD | FLAG3 | 3 | 1 |
OVDD | FLAG2 | 2 | 2 | |
DVDD | FLAG1 | 1 | 3 |