ROHM BD8355MWV：數(shù)字相機(jī)與攝像機(jī)的理想開關(guān)穩(wěn)壓器IC

作為電子工程師，在為數(shù)字相機(jī)和攝像機(jī)設(shè)計(jì)電源系統(tǒng)時(shí)，常常需要一款高性能、多功能且可靠的開關(guān)穩(wěn)壓器IC。今天，我們就來深入了解一下ROHM的BD8355MWV，它在這一領(lǐng)域有著出色的表現(xiàn)。

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一、產(chǎn)品概述

BD8355MWV是一款專為L(zhǎng)i 2電池供電系統(tǒng)設(shè)計(jì)的開關(guān)穩(wěn)壓器IC，它集成了6個(gè)降壓同步整流通道和1個(gè)用于LED應(yīng)用的升壓整流通道。通過采用電荷泵系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)高端FET，并內(nèi)置功率MOSFET，大大減少了外圍設(shè)備的數(shù)量，同時(shí)實(shí)現(xiàn)了高效率的電源轉(zhuǎn)換。

二、關(guān)鍵特性

（一）多通道設(shè)計(jì)

該IC總共包含7個(gè)通道，其中6個(gè)降壓通道（CH1 - CH6）和1個(gè)用于LED的升壓通道（CH7），能夠滿足數(shù)字相機(jī)和攝像機(jī)中不同模塊的供電需求。

（二）內(nèi)置功率MOSFET

所有通道都集成了功率MOSFET，不僅簡(jiǎn)化了電路設(shè)計(jì)，還提高了系統(tǒng)的可靠性和效率。

（三）電荷泵電路

高端驅(qū)動(dòng)采用電荷泵電路，進(jìn)一步優(yōu)化了電路性能，減少了外部元件的使用。

（四）工作頻率

固定的750kHz工作頻率，有助于降低電磁干擾（EMI），同時(shí)提高電源轉(zhuǎn)換效率。

（五）獨(dú)立控制

CH1和CH4、CH3和CH5分別共用控制信號(hào)，其余通道可以獨(dú)立開關(guān)，提供了靈活的電源管理方案。

（六）保護(hù)功能

具備短路保護(hù)（SCP）、欠壓鎖定（UVLO）、熱關(guān)斷（TSD）等多種保護(hù)功能，確保了系統(tǒng)在各種異常情況下的安全性和穩(wěn)定性。此外，CH6還單獨(dú)設(shè)有短路保護(hù)（SCP6），CH7具備過壓保護(hù)（OVP）。

（七）封裝形式

采用熱增強(qiáng)型UQFN056V7070封裝（7mm×7mm，0.4mm間距），有利于散熱，提高了芯片的可靠性和穩(wěn)定性。

三、應(yīng)用領(lǐng)域

BD8355MWV主要應(yīng)用于數(shù)字單鏡頭反光相機(jī)和數(shù)字?jǐn)z像機(jī)，為這些設(shè)備的各個(gè)模塊提供穩(wěn)定、高效的電源。

四、電氣參數(shù)

（一）絕對(duì)最大額定值

在不同的參數(shù)下，IC有相應(yīng)的絕對(duì)最大額定值，例如電源電壓（VCC、VBAT、VHx1 - 6等）、最大電流（lomaxLx1 - 7）、功率耗散（Pd）等。在設(shè)計(jì)時(shí)，必須確保所有參數(shù)都在這些額定值范圍內(nèi)，否則可能會(huì)導(dǎo)致IC損壞。

（二）推薦工作條件

推薦的工作條件包括電源電壓、輸出電容、振蕩器頻率、定時(shí)電阻等。遵循這些條件可以保證IC在最佳狀態(tài)下工作，提高系統(tǒng)的性能和可靠性。

（三）電氣特性

涵蓋了參考電壓、偏置電壓、電荷泵、振蕩器、PWM比較器、誤差放大器等多個(gè)方面的電氣特性。例如，VREGA輸出電壓在3.54 - 3.66V之間，振蕩器頻率在650 - 850kHz之間等。這些特性為電路設(shè)計(jì)提供了詳細(xì)的參數(shù)依據(jù)。

五、功能描述與外圍設(shè)備設(shè)置

（一）內(nèi)部穩(wěn)壓器

VREGA和VREGD是內(nèi)部的3.6V穩(wěn)壓器，需要通過電容旁路到地，并且要注意兩者之間的電壓差不超過0.3V，以避免IC故障。

（二）控制模塊

通過CTL1 - 7引腳控制各個(gè)通道的開關(guān)狀態(tài)。不同的CTL引腳組合可以實(shí)現(xiàn)不同的通道配置，同時(shí)要注意CTL7的開啟條件，需要先開啟CTL1 - 6中的任意一個(gè)，并等待500usec后再開啟CTL7。

（三）輸出電壓/電流設(shè)置

通過反饋電阻可以設(shè)置輸出電壓，例如Vo7的輸出電壓可以通過公式(V_{0}=frac{(R 1+R 2)}{R 2} × 0.8[V])計(jì)算。同時(shí)，要根據(jù)LED的額定電流設(shè)置CH7的輸出電流。

（四）啟動(dòng)/停止序列

為了避免啟動(dòng)時(shí)的浪涌電流，每個(gè)通道都具有軟啟動(dòng)功能。CH1 - 6的軟啟動(dòng)時(shí)間不同，CH7有占空比限制時(shí)間。在啟動(dòng)CTL7之前，需要先開啟CTL1 - 6中的任意一個(gè)，并等待一段時(shí)間。

（五）保護(hù)矩陣

當(dāng)出現(xiàn)短路、欠壓、過壓、過熱等異常情況時(shí)，保護(hù)矩陣會(huì)指示各個(gè)通道和引腳的狀態(tài)，確保系統(tǒng)的安全。

（六）短路保護(hù)

通過監(jiān)測(cè)誤差放大器的輸出電壓，當(dāng)電壓超過一定閾值時(shí)，觸發(fā)短路保護(hù)，停止輸出。CH6的短路檢測(cè)方式略有不同，是通過監(jiān)測(cè)INV6引腳的電壓。

（七）過壓保護(hù)

CH7的過壓保護(hù)功能可以防止LED開路時(shí)輸出電壓過高，當(dāng)Vo7引腳電壓超過28V（典型值）時(shí)，CH7停止工作。

（八）熱關(guān)斷電路

當(dāng)芯片的結(jié)溫達(dá)到TSD閾值（典型值175°C）時(shí)，熱關(guān)斷電路會(huì)關(guān)閉所有通道的輸出，同時(shí)將FB1 - 7引腳置為低電平，以保護(hù)芯片免受過熱損壞。

（九）欠壓鎖定

欠壓鎖定功能可以防止電源波動(dòng)或突然斷電時(shí)IC出現(xiàn)故障。當(dāng)VCC電壓低于3.4V或內(nèi)部穩(wěn)壓器電壓下降時(shí)，各個(gè)通道的輸出會(huì)被關(guān)閉。

（十）輸出電感選擇

輸出電感和輸出電容組成二階平滑濾波器，電感值的選擇會(huì)影響紋波電流和輸出噪聲。一般來說，紋波電流應(yīng)控制在輸出電流的20 - 50%之間，同時(shí)電感的峰值電流要大于計(jì)算值。

（十一）相位補(bǔ)償

通過CFB、RFB和輸出電容等元件，可以為環(huán)路增益添加極點(diǎn)和零點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)相位補(bǔ)償，提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性。

（十二）PCB布局注意事項(xiàng)

在PCB布局時(shí)，要盡量縮短電源 - 電感 - 輸出電容路徑的長(zhǎng)度和寬度，以降低阻抗。同時(shí)，要避免INV1 - 7引腳受到開關(guān)噪聲的干擾，將分壓電阻和INV引腳之間的線路縮短且不與開關(guān)線路交叉。

六、參考數(shù)據(jù)

文檔中提供了大量的參考數(shù)據(jù)，包括電路電流與電源電壓的關(guān)系、VREGA與環(huán)境溫度的關(guān)系、開關(guān)頻率與定時(shí)電阻的關(guān)系等。這些數(shù)據(jù)可以幫助工程師更好地理解IC的性能，并進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)。

七、使用注意事項(xiàng)

（一）絕對(duì)最大額定值

嚴(yán)格遵守絕對(duì)最大額定值，避免IC因超出額定參數(shù)而損壞。在可能超出額定條件的情況下，應(yīng)采取物理保護(hù)措施，如使用保險(xiǎn)絲。

（二）GND電位

確保GND引腳在所有工作條件下都有足夠的電位，并且其他引腳的電壓不低于GND引腳。

（三）熱設(shè)計(jì)

考慮實(shí)際工作條件下的功率耗散，進(jìn)行充分的熱設(shè)計(jì)，以保證芯片的溫度在安全范圍內(nèi)。

（四）安裝錯(cuò)誤

注意IC的安裝方向和位置，避免引腳短路和安裝錯(cuò)誤，否則可能會(huì)損壞IC。

（五）強(qiáng)電磁場(chǎng)

避免IC暴露在強(qiáng)電磁場(chǎng)中，以免引起故障。

（六）公共阻抗

電源和地線布線要盡量降低公共阻抗，減少紋波，可以通過縮短布線長(zhǎng)度、增加布線寬度或使用電感和電容來實(shí)現(xiàn)。

（七）CTL引腳電壓

CTL引腳的閾值電壓為0.4V和2.0V，避免在0.4V - 2.0V之間使用，以免導(dǎo)致異常操作。同時(shí)，要注意CTL7的最大允許電壓和開啟順序。

（八）熱關(guān)斷電路

熱關(guān)斷電路僅用于防止芯片過熱失控，不能保證芯片的正常工作。在熱關(guān)斷后，應(yīng)避免繼續(xù)使用IC。

（九）其他注意事項(xiàng)

還需要注意電源注入時(shí)的浪涌電流、測(cè)試時(shí)的電容放電、IC終端輸入的寄生元件等問題。

總之，ROHM的BD8355MWV是一款功能強(qiáng)大、性能穩(wěn)定的開關(guān)穩(wěn)壓器IC，為數(shù)字相機(jī)和攝像機(jī)的電源設(shè)計(jì)提供了優(yōu)秀的解決方案。在實(shí)際應(yīng)用中，工程師需要充分了解其特性和注意事項(xiàng)，進(jìn)行合理的設(shè)計(jì)和優(yōu)化，以確保系統(tǒng)的可靠性和性能。你在實(shí)際設(shè)計(jì)中有沒有遇到過類似功能IC的應(yīng)用問題呢？歡迎在評(píng)論區(qū)分享你的經(jīng)驗(yàn)。