現(xiàn)代汽車中的高分辨率遠(yuǎn)程攝像頭正在迅速發(fā)展，在狹小的空間內(nèi)需要越來(lái)越高的功率。這在靈活性、電子產(chǎn)品小型化和散熱方面帶來(lái)了挑戰(zhàn)。本文回顧了目前可用方案的缺點(diǎn)，并介紹了MAX20049，這是一款高度集成的PMIC，可減少PCB空間，同時(shí)提高效率并保持設(shè)計(jì)靈活性，便于與不同的圖像傳感器重復(fù)使用。

現(xiàn)代汽車中的高分辨率遠(yuǎn)程攝像頭在狹小空間內(nèi)需要越來(lái)越高的功率。反過(guò)來(lái)，攝像機(jī)電源管理電子設(shè)備必須小巧且高效，以最大程度地減少熱量的產(chǎn)生，這些熱量會(huì)迅速升高小型攝像機(jī)外殼內(nèi)的溫度，從而可能損害其可靠性。電源管理集成電路（PMIC）可以有效地幫助減小尺寸，但通常以降低靈活性為代價(jià)。該設(shè)計(jì)解決方案回顧了典型解決方案的缺點(diǎn)，并提出了一種高度集成的解決方案，該解決方案效率高，可減少PCB空間，同時(shí)保持設(shè)計(jì)靈活性，便于重用。

遠(yuǎn)程攝像機(jī)電源

圖2顯示了一個(gè)高級(jí)遠(yuǎn)程攝像頭系統(tǒng)。遙控?cái)z像機(jī)通過(guò) 8V 同軸電纜供電。該P(yáng)OC（同軸電纜供電）軌隨后降壓至為成像儀和串行器供電所需的三個(gè)電壓軌。

圖2.遠(yuǎn)程攝像機(jī)電源

典型解決方案尺寸

圖3所示的典型解決方案使用3個(gè)IC和十幾個(gè)無(wú)源器件來(lái)實(shí)現(xiàn)圖2的功率功能。結(jié)果是PCB尺寸約為69mm2.

圖3.典型解決方案PCB尺寸（68.7mm2)

高度集成的解決方案

圖4顯示了一個(gè)高度集成的解決方案，其中三個(gè)電源軌（AVDD、I/O、內(nèi)核）來(lái)自單個(gè)PMIC。

圖4.靈活的PMIC架構(gòu)

上述架構(gòu)在MAX20049中實(shí)現(xiàn)，MAX20049是一款靈活的小型雙通道500mA降壓轉(zhuǎn)換器，具有兩個(gè)LDO。擴(kuò)頻和 2.2MHz 開關(guān)頻率可降低 EMI，滿足 CISPR 低噪聲規(guī)范。獨(dú)立式 LDO3 具有出色的 PSRR，在 1kHz 時(shí)高達(dá) 90dB。PMIC 在小型 3mm x 3mm 側(cè)面可潤(rùn)濕 （SW） TQFN-16 封裝中集成了四個(gè)穩(wěn)壓器。

由于時(shí)鐘頻率高，外部元件很小。這與小型TDFN-12封裝一起，產(chǎn)生的PCB尺寸僅為約38mm2如圖 5 所示。這比圖3中的典型解決方案小45%。

圖5.更小的PCB尺寸，采用MAX20049 （37.8mm2)

更高的效率

圖6的效率曲線是在以下條件下測(cè)量的：

降壓1 = 3.8V

I/O = 1.8V， I降壓2100mA 至 600mA

AVDD = 3.3V， I低密度脂蛋白3= 50mA

內(nèi)核 = 1.2V，I低密度纖維4= 100mA

在這些條件下，系統(tǒng)效率（3 個(gè)電源軌輸出的功率超過(guò)輸入功率）在滿載時(shí)為 73%，而競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手為 67%。

圖6.更高的效率減少熱量

高靈活性

四個(gè)穩(wěn)壓器中的三個(gè)（BUCK1、BUCK2、LDO3）幾乎是獨(dú)立的，其輸入和輸出完全可訪問(wèn)。它們賦予PMIC極大的架構(gòu)靈活性，支持具有不同圖像傳感器的多種配置。第四個(gè)穩(wěn)壓器 （LDO4） 在內(nèi)部連接到 BUCK2，以節(jié)省一個(gè)引腳，并將整個(gè)解決方案安裝在盡可能小的封裝中。

圖7.高度靈活的PMIC支持不同的圖像傳感器

高安全性和可靠性

PMIC通過(guò)了AEC-Q100封裝集成電路的壓力測(cè)試認(rèn)證。該 IC 具有故障保護(hù)功能，旨在防止異常情況。如果任一降壓輸出短路，則相應(yīng)的轉(zhuǎn)換器將實(shí)現(xiàn)逐周期電流限制。如果LDO級(jí)聯(lián)，則相應(yīng)的LDO輸出跟蹤降壓輸出。該 IC 在所有四個(gè)輸出軌上提供電壓監(jiān)控。一旦檢測(cè)到過(guò)壓或欠壓，電源良好就會(huì)變?yōu)楦咦杩埂?/p>

軟啟動(dòng)、排序和監(jiān)控

該 IC 具有一個(gè)內(nèi)部軟啟動(dòng)定時(shí)器。參考圖4，BUCK1轉(zhuǎn)換器首先啟動(dòng)，斜坡速率為3.3V/ms，LDO3與BUCK1同時(shí)啟動(dòng)，軟啟動(dòng)時(shí)間為500μs。在 BUCK1 輸出達(dá)到穩(wěn)壓后，BUCK2 以 3.3V/ms 的斜坡速率軟啟動(dòng)。一旦 BUCK2 的輸出達(dá)到穩(wěn)壓，LDO4 就開始軟啟動(dòng)。該 IC 在所有四個(gè)輸出軌上提供過(guò)壓和欠壓監(jiān)控。一旦檢測(cè)到過(guò)壓或欠壓，電源良好就會(huì)變?yōu)楦咦杩埂?/p>

結(jié)論

現(xiàn)代汽車中的高分辨率遠(yuǎn)程攝像頭正在迅速發(fā)展，在狹小的空間內(nèi)需要越來(lái)越高的功率。這在靈活性、電子產(chǎn)品小型化和散熱方面帶來(lái)了挑戰(zhàn)。我們回顧了目前可用解決方案的缺點(diǎn)，并介紹了MAX20049，這是一款高度集成的PMIC，可減少PCB空間，同時(shí)提高效率并保持設(shè)計(jì)靈活性，便于與不同的圖像傳感器重復(fù)使用。

審核編輯：郭婷