MAX25250：相機(jī)應(yīng)用的高效四輸出迷你PMIC

在相機(jī)應(yīng)用的電源管理領(lǐng)域，Analog Devices公司的MAX25250四輸出迷你PMIC是一款不可忽視的優(yōu)秀產(chǎn)品。下面將從它的基本特性、電氣參數(shù)、應(yīng)用要點(diǎn)等多個(gè)方面進(jìn)行詳細(xì)分析。

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一、基本介紹

MAX25250是一款高效的四輸出PMIC，集成了三個(gè)DC - DC轉(zhuǎn)換器和一個(gè)高PSRR LDO，并且對(duì)所有輸出都具備過(guò)壓（OV）/欠壓（UV）監(jiān)測(cè)功能。其主要應(yīng)用場(chǎng)景包括環(huán)視攝像頭和后視攝像頭等。

（一）輸出通道特點(diǎn)

1. OUT1：這是一個(gè)1A的高壓同步降壓轉(zhuǎn)換器，可由同軸電纜供電或汽車(chē)電池供電。其輸入電壓范圍為5V至22V，輸出電壓以50mV為步長(zhǎng)，可在3V - 4V以及固定的5V之間選擇。
2. OUT2和OUT3：為低壓同步降壓轉(zhuǎn)換器，由OUT1供電，輸出電壓范圍為0.8V至3.9875V，以12.5mV為步長(zhǎng)。OUT2能為高像素相機(jī)和高速串行器提供1.2A的電流，OUT3則可為成像器、串行器和MCU的次級(jí)電源軌提供1.2A電流。
3. OUT4：是一個(gè)低壓、低噪聲、高PSRR的LDO，專(zhuān)為成像器供電。

（二）性能優(yōu)勢(shì)

• 高精度：所有降壓轉(zhuǎn)換器在負(fù)載、線路和溫度范圍內(nèi)都能實(shí)現(xiàn)±1.5%的輸出電壓精度。
• 抗噪與瞬態(tài)響應(yīng)：采用2.2MHz的固定頻率PWM模式，具備更好的抗噪能力和負(fù)載瞬態(tài)響應(yīng)。高頻運(yùn)行允許使用全陶瓷電容器，減少了外部組件數(shù)量。
• 降低電磁輻射：可編程擴(kuò)頻頻率調(diào)制可最大程度減少輻射電磁干擾。
• 高效與易于布局：集成的低(R_{DS(ON)})開(kāi)關(guān)提高了重負(fù)載下的效率，且布局比分立解決方案更簡(jiǎn)單。
• 靈活性高：通過(guò)EN23和EN4引腳進(jìn)行排序以及工廠可設(shè)置的輸出電壓，為不同的圖像傳感器和配置提供了更高的靈活性。
• 汽車(chē)環(huán)境適應(yīng)性：具備過(guò)溫和短路保護(hù)功能，工作溫度范圍為 - 40°C至 + 125°C，符合AEC - Q100標(biāo)準(zhǔn)。

二、電氣參數(shù)

（一）電壓范圍

• 電源電壓范圍：VSUP為5V至22V時(shí)可完全工作。
• 各輸出通道電壓范圍：OUT1為3V - 4V（以50mV為步長(zhǎng)）和固定5V；OUT2和OUT3為0.8V - 3.9875V（以12.5mV為步長(zhǎng)）；OUT4為0.8V - 3.9875V（以12.5mV為步長(zhǎng)），其輸入電壓范圍為2.7V - 5.5V。

（二）電流相關(guān)

• 電源電流：在無(wú)負(fù)載且四個(gè)通道均不開(kāi)關(guān)時(shí)為3mA。
• 各通道電流限制：如OUT1的高側(cè)電流限制閾值為1.3A - 1.7A，OUT2和OUT3的高側(cè)電流限制閾值有不同選項(xiàng)，OUT4的電流限制閾值為0.35A等。

（三）其他參數(shù)

• 振蕩器頻率：內(nèi)部產(chǎn)生的頻率為2MHz - 2.4MHz（典型值2.2MHz）。
• 擴(kuò)頻：工廠OTP設(shè)置為±3%。
• 熱過(guò)載保護(hù)：熱關(guān)斷溫度典型值為175°C，熱關(guān)斷滯后為15°C。

三、工作特性

（一）啟動(dòng)時(shí)序與軟啟動(dòng)

VOUT1的軟啟動(dòng)時(shí)間為0.75ms，其他通道為1ms。啟動(dòng)時(shí)序由EN23和EN4引腳以及工廠OTP設(shè)置的VOUT2和VOUT3之間的延遲時(shí)間控制。只要EN23或EN4為高，RESET就會(huì)變?yōu)楦唠娖剑划?dāng)EN引腳狀態(tài)改變時(shí)，RESET也會(huì)隨之改變。

（二）RESET輸出

采用開(kāi)漏RESET輸出，當(dāng)任何輸出電壓超出UV/OV窗口或電源電壓低于UV閾值時(shí)，RESET輸出低電平。在啟動(dòng)時(shí)，所有電壓達(dá)到穩(wěn)壓值后，RESET會(huì)保持低電平18ms（工廠OTP可選擇4.5ms、9ms或18ms）。此外，當(dāng)一個(gè)或兩個(gè)EN引腳無(wú)效時(shí)，RESET會(huì)在保持時(shí)間內(nèi)切換并保持低電平，可作為MCU或錯(cuò)誤監(jiān)測(cè)設(shè)備的中斷信號(hào)，提醒系統(tǒng)發(fā)生故障。

（三）主動(dòng)下拉

OUT2、OUT3和LDO4包含下拉電阻，在EN23或EN4變?yōu)榈碗娖降年P(guān)機(jī)狀態(tài)或因故障觸發(fā)安全關(guān)機(jī)時(shí)激活。啟動(dòng)時(shí)，如果某個(gè)輸出有預(yù)偏置，下拉電阻會(huì)一直激活，直到該軌電壓降至0V，然后該軌開(kāi)始軟啟動(dòng)，確保在SUP1出現(xiàn)長(zhǎng)毛刺時(shí)電源軌的正確排序。

（四）OV/UV比較器

所有四個(gè)電源軌都在反饋節(jié)點(diǎn)處由過(guò)壓和欠壓比較器進(jìn)行監(jiān)測(cè)。這些比較器在啟動(dòng)時(shí)進(jìn)行測(cè)試，并在正常運(yùn)行期間對(duì)輸出電壓進(jìn)行持續(xù)監(jiān)測(cè)。如果出現(xiàn)錯(cuò)誤，RESET會(huì)被拉低，直到OV/UV條件解決。比較器內(nèi)置60μs的濾波時(shí)間，可防止超過(guò)OV/UV閾值的短瞬態(tài)電壓觸發(fā)RESET。

（五）降壓轉(zhuǎn)換器電流限制/短路保護(hù)

MAX25250的降壓轉(zhuǎn)換器具有電流限制功能，可保護(hù)設(shè)備免受輸出端的短路和過(guò)載情況影響。當(dāng)出現(xiàn)此類(lèi)情況時(shí)，高端MOSFET會(huì)保持導(dǎo)通，直到電感電流達(dá)到其電流限制閾值，然后轉(zhuǎn)換器會(huì)開(kāi)啟低端MOSFET使電感電流下降。當(dāng)電感電流低于低端MOSFET的電流限制閾值時(shí)，高端MOSFET會(huì)再次開(kāi)啟。對(duì)于OUT1，如果連續(xù)四次達(dá)到高端MOSFET電流限制閾值，MAX25250會(huì)關(guān)閉并將RESET拉低，關(guān)閉后會(huì)等待2.3ms（典型值）再重新啟動(dòng)，直至導(dǎo)致關(guān)閉的條件消除或設(shè)備被關(guān)閉。

四、應(yīng)用設(shè)計(jì)要點(diǎn)

（一）輸出電壓選擇

（二）電容選擇

• 輸入電容：建議PV2、PV3和PV4引腳使用1μF或更大的X7R陶瓷電容，SUP1引腳使用4.7μF或更大的X7R陶瓷電容，可根據(jù)應(yīng)用的輸入電壓紋波要求進(jìn)行調(diào)整。

• 輸出電容：MAX25250在使用低ESR陶瓷電容時(shí)能保持穩(wěn)定，不建議使用其他類(lèi)型的電容，因?yàn)镋SR零點(diǎn)可能會(huì)影響設(shè)備的穩(wěn)定性。各型號(hào)的最小推薦輸出電容值如下：	PART NUMBER	C OUT1 (μF)	C OUT2 (μF)	C OUT3 (μF)	C OUT4 (μF)
  MAX25250ATPA/VY+	10	10	10	4.7

（三）電感選擇

（四）PCB布局指南

• 輸入電容應(yīng)緊鄰SUP1、PV1、PV2和PV3引腳放置，以有效去耦高頻噪聲。
• 將裸露焊盤(pán)焊接到設(shè)備下方的大銅平面區(qū)域，并在頂部和底部暴露該銅區(qū)域，添加過(guò)孔以實(shí)現(xiàn)高效的熱傳遞，將裸露焊盤(pán)連接到接地平面，理想情況下連接到輸出電容的返回端。
• 隔離功率組件和高電流路徑與敏感的模擬電路。
• 保持高電流路徑短，特別是在接地端子處。
• 將PGND和AGND連接在一起，最好在輸出電容的返回端連接。
• 保持功率走線和負(fù)載連接短，使用厚銅PCB以提高滿(mǎn)載效率和功率耗散能力。
• 將高速開(kāi)關(guān)節(jié)點(diǎn)遠(yuǎn)離敏感的模擬區(qū)域，使用內(nèi)部PCB層作為PGND_作為EMI屏蔽，減少輻射噪聲對(duì)設(shè)備和模擬旁路電容的影響。

綜上所述，MAX25250憑借其豐富的功能、高精度的性能和良好的汽車(chē)環(huán)境適應(yīng)性，為相機(jī)應(yīng)用的電源管理提供了一個(gè)優(yōu)秀的解決方案。在實(shí)際設(shè)計(jì)中，工程師需要根據(jù)具體的應(yīng)用需求，合理選擇輸出電壓、電容、電感等參數(shù)，并嚴(yán)格遵循PCB布局指南，以確保設(shè)備的穩(wěn)定運(yùn)行。大家在使用MAX25250的過(guò)程中，有沒(méi)有遇到過(guò)一些特殊的問(wèn)題呢？歡迎在評(píng)論區(qū)分享交流。