ZHCAAL9A August   2019  – July 2021 LM3880 , LMR36015 , TPS62840 , TPS65000 , TPS650330-Q1 , TPS7A87 , TPS7A90

 

  1.   商标
  2. 1简介
    1. 1.1 CMOS 图像传感器的电源要求及其电源设计挑战
  3. 2TI 解决方案
    1. 2.1 解决方案概述
    2. 2.2 分立式解决方案电路板设计
      1. 2.2.1 器件选择
      2. 2.2.2 注意事项
      3. 2.2.3 分立式解决方案 PCB 板描述
    3. 2.3 TPS65000 解决方案设计
      1. 2.3.1 器件选择
      2. 2.3.2 TPS65000 解决方案配置
    4. 2.4 TPS650330-Q1 解决方案设计
      1. 2.4.1 器件选择
      2. 2.4.2 TPS650330-Q1 解决方案配置
  4. 3测试结果
    1. 3.1 分立式解决方案电路板的测试结果
      1. 3.1.1 设置
      2. 3.1.2 测试结果
    2. 3.2 TPS65000 解决方案的测试结果
    3. 3.3 TPS650330-Q1 解决方案的测试结果
  5. 4分析
    1. 4.1 PYTHON 系列 CMOS 图像传感器的电源序列修改
    2. 4.2 更改中间电压对整个系统的效率的影响
    3. 4.3 采用 TPS62841 的分立式解决方案与 TPS65000 解决方案为 IMX25X/26X CMOS 图像传感器供电时的效率比较
  6. 5总结
  7. 6参考文献
  8. 7修订历史记录

2.2.2 注意事项

a) 设置输出电压

LMR36015、TPS7A87 和 TPS7A90 的输出电压可通过定义电阻分压器网络来设置。Equation1 可用于计算 TPS7A87 和 TPS7A90 的输出电压。为了获得出色的噪声性能，此电阻网络提供的电流必须大于或等于 5μA。Vref 的标称值为 0.8V。

Equation1. R1=R2(Vout/Vref-1)|Vref(max)|/R2>5µA)     
  • R1 是 TPS7A87 或 TPS7A90 的 FB 引脚与 OUT 引脚之间的电阻器。
  • R2 是 FB 引脚与接地面之间的电阻器。

在 LM36015 中，分压器网络由 RFBT 和 RFBB 组成。输出电压可根据 Equation2 进行计算。RFBT 的建议值为 100kΩ，最大值为 1MΩ。如果为 RFBT 选择了 1MΩ，则必须在此电阻器上使用前馈电容器来提供足够的环路相位裕度。Vref 的标称值为 1V。

Equation2. RFBT=RFBB(Vout/Vref-1)    

TPS62840 或 TPS62841 的输出电压通过一个连接在 VSET 和 GND 引脚之间的外部电阻器来设置。有关更多详细信息，请参阅 TPS6284X 数据表。

表 2-4 获得 LMR36015、TPS7A87、TPS7A90 和 TPS62840 所需输出电压的设置
器件所需输出电压R1 值R2 值
LMR36015FB4V100kΩ33.2kΩ
TPS7A873.3V33.2kΩ10.7kΩ
1.8V13.7kΩ11kΩ
TPS7A901.8V13.7kΩ11kΩ
1.2V5.9kΩ11.8kΩ
TPS62840DLC1.8VRset 0KΩ
TPS62841DLC1.2VRset 15.8KΩ

b) TPS7A87 和 TPS7A90 的软启动电容器 (CNR/SS) 和前馈电容器 (CFF)

CNR/SS 电容器具有两个用途，即降低输出噪声以及在开启期间设置软启动斜坡。CFF 电容器则用于优化 LDO 的瞬态、噪声和 PSRR 性能。这两个电容器都会影响 LDO 的启动时间，如Equation3 中所示。

Equation3. tstartup=tref+tCFFtref=Vss+CssIsstCFF=3R1×CFF      
  • tref 由内部软启动充电电路决定。
  • Vss 为内部基准电压。
  • Iss 为软启动电流。
  • tCFF 由电阻分压器网络中的顶部电阻器和前馈电容器决定。

如果 tCFF< tref，则表示电源正常 (PG) 功能没有问题。如果 tCFF> tref，则表示电源正常 (PG) 功能存在问题。有关更多详细信息，请参阅《使用前馈电容器和低压降稳压器的优缺点》应用报告。在设计分立式解决方案电路板时，需要特定的启动时间和良好的瞬态性能。CFF 值越大，软启动期间 LDO 的输出电流就越小，从而不会达到折返电流限值；但是，CFF 值越大，启动时间就越长，同时会导致电源正常功能出现问题。CSS 值增大时可通过增加启动时间来改善线性度，从而提高 LDO 的瞬态性能，但启动时间也会延长。分立式解决方案电路板中选择了 10nF 电容器作为 CFF。SS_CTRLx 引脚连接到 GND 来提供较低的电流 (6.2μA)，因此可为 CS 选择电容值达 820pF 的更小电容器。考虑到对精确控制启动时间的需求，使用了采用 COG 额定电介质材料的陶瓷电容器来提供良好的电容稳定性。

c) LMR36015 和 TPS6284X 的电感器和电容器选择

如果通过 WEBENCH 将各个仿真结果结合起来，则应为 LMR36015 选择电感值为 4.7µH 的电感器。有关电感器选择的更多信息，请参阅 LMR36015 数据表。用于 TPS62840 和 TPS62841 的电感值为 2.2µH，相关信息请参阅 TPS6284X 数据表。

根据 LMR36015 数据表，LMR36015 的输入端上需要最小值为 4.7μF 的陶瓷电容。此外，必须在输入端尽可能靠近稳压器的位置放置一个电容值为 220nF 的小尺寸陶瓷电容器。这为器件内部的控制电路提供了高频旁路路径。分立式解决方案电路板中选择了 4.7μF、50V、X7R（或更佳）陶瓷电容器，如图 2-11 中所示。用于 TPS62840 和 TPS62841 的输入电容值为 4.7µF，相关信息请参阅 TPS6284X 数据表。

在分立式解决方案电路板中，可以计算出的输出电容值至少为 7.3μF。如果通过 WEBENCH 将仿真结果结合起来，则应为 LMR36015 选择两个电容值为 22µF 的并联输出电容器。用于 TPS62840 和 TPS62841 的输出电容值为 10µF，相关信息请参阅 TPS6284X 数据表。

GUID-414DA025-ECB2-44EB-81F5-89F3BD1AB39C-low.gif图 2-11 分立式解决方案原理图