ZHCAAL9A August 2019 – July 2021 LM3880 , LMR36015 , TPS62840 , TPS65000 , TPS650330-Q1 , TPS7A87 , TPS7A90
選擇器件時,首先必須強調(diào)電源管理器件的規(guī)格可滿足表 1-1 中所列 CMOS 圖像傳感器中每個電源軌的電源要求,其中包括:
Topic Link Label2.2.3 中介紹了設計分立式解決方案電路板的其他注意事項。此外,CMOS 圖像傳感器的數(shù)字電壓軌對噪聲不敏感,因此可考慮使用 LDO TPS7A90 和降壓轉換器 TPS6284X 來為數(shù)字電壓軌供電。
a)LMR36015 4.2V 至 60V、1.5A 超小型同步降壓轉換器
LMR36015 穩(wěn)壓器是一款易于使用的同步降壓直流/直流轉換器。該器件具有集成式高側和低側功率 MOSFET,能夠在 4.2V 至 60V 的寬輸入電壓范圍內(nèi)提供高達 1.5A 的輸出電流。容差高達 66V。這種瞬態(tài)容差有助于減少防止過壓所需的設計工作量,并滿足 IEC 61000-4-5 的浪涌抗擾度要求。LMR36015 采用峰值電流模式控制機制來實現(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,可改善負載瞬態(tài)性能。精密使能支持直接連接到寬輸入電壓或對器件啟動和關斷進行精確控制,因此帶來了靈活性。附帶內(nèi)置濾波和延遲功能的電源正常狀態(tài)標志可提供對系統(tǒng)狀態(tài)的真實指示,且無需使用外部監(jiān)控器。LMR36015 采用 HotRod? 封裝,實現(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化對各種終端設備的部署,這些終端設備包括超小型現(xiàn)場發(fā)送器和視覺傳感器等空間關鍵型應用。LMR36015 器件采用 2mm × 3mm 12 引腳 VQFN-HR (12) 封裝。
LMR36015 器件具有多個版本,具體由開關頻率以及是否存在強制 PWM (FPWM) 模式來定義。分立式解決方案中將 LMR36015FB 版本與可增加 1MHz 開關頻率的 FPWM 模式搭配使用。
b) LDO 選擇
這里使用了兩個 LDO 來為模擬電壓軌以及 PIXEL 或 IO 接口電壓軌這些對噪聲敏感的電壓軌供電。在為對噪聲敏感的電壓軌供電時,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,能夠通過僅 100mV 的最大壓降來提供 500mA 電流。TPS7A87 的每個輸出均可通過外部電阻在 0.8V 至 5.2V 的范圍內(nèi)進行調(diào)節(jié),而 TPS7A90 的輸出可通過外部電阻在 0.8V 至 5.7V 的范圍內(nèi)進行調(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 6.5V 的電壓下工作。這兩款 LDO 的輸出電壓精度(整個線路、負載和溫度范圍內(nèi))達 1%,并且可通過軟啟動功能減少浪涌電流,因此非常適合為各種敏感類模擬低壓器件供電,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。
圖 2-4 電源抑制比與頻率和輸入電壓的關系
圖 2-6 輸出噪聲與輸出電壓的關系
圖 2-8 負載瞬態(tài)響應與 Voutx 的關系
圖 2-5 電源抑制比與頻率和輸出電流的關系
圖 2-7 噪聲與頻率和 CFFx 的關系c) TPS6284X 60nA IQ、1.8V 至 6.5VIN、高效 750mA 降壓轉換器
TPS6284X 是一款高效降壓轉換器,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% 模式下實現(xiàn)僅 150nA 的 IQ,因此可在放電末期進一步延長電池壽命。此器件采用 DCS-Control? 技術,能夠為無線電提供干凈的電源,在省電模式下工作時具有達 1.8MHz 的典型開關頻率。此器件可將輕負載效率向下擴展至 1μA 負載電流及以下。通過將一個電阻器連接到 VSET 引腳,可選擇 16 種預定義的輸出電壓,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用。該器件的 STOP 引腳可立即消除所有的開關噪聲,從而在數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)中進行無噪聲測量。TPS6284X 具有 1.8V 至 6.5V 的輸入電壓范圍,可提供高達 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。
圖 2-9 TPS62841DLC 的方框圖
圖 2-10 效率與負載電流的關系 (VOUT=1.8V)d) LM3880 具有固定延時時間的三電壓軌簡單電源序列發(fā)生器
LM3880 簡單電源序列發(fā)生器提供了最簡單的方法來控制多個獨立電壓軌的上電時序和斷電時序。通過錯開啟動序列,可能避免會影響系統(tǒng)可靠性的鎖存情況或大浪涌電流。該簡單序列發(fā)生器采用 6 引腳 SOT-23-6 封裝,包含一個精密使能引腳和三個開漏輸出標志。開漏輸出標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的 IC 相連接。當啟用 LM3880 時,三個輸出標志將在各個延時時間后依次釋放,從而允許所連接的電源啟動。在斷電期間,輸出標志將遵循相反的序列,以避免鎖存情況。EPROM 功能使每個延遲和序列完全可調(diào)。LM3880 的封裝尺寸為 2.90mm × 1.60mm。
LM3880 具有多個由延時時間定義的版本。在分立式解決方案中選擇 LM3880MF-1AB 以在 CMOS 圖像傳感器的每個電源軌之間提供 30ms 延時時間。
表 2-2列出了之前提及的電源管理器件以及與它們對應的 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 | 作為第一個功率級,負責將來自 POE 或直流轉換器的較高輸入電壓 (12V/24V) 轉換為 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 時為 Vdo=0.1V) | 500mA | ≥10μF | - |
| TPS7A90 | VDD_18 和 DVDD | 1.4V 至 6.5V | 0.8V 至 5.7V(0.5A 時 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 |