【導讀】后視攝像頭正在成為車輛的基本安全特性；事實上，美國國家公路交通安全管理局 (NHTSA) 宣布，2018年5月之后生產的全部汽車必須具有后視技術。所以在這篇博文中，我將討論一下使用低壓降穩(wěn)壓器 (LDO) 來處理后視攝像頭的功率限制。圖1顯示的是高性能LDO的共同特性。
圖1：LP5907和LP5907-Q1特性
如果你正在為汽車攝像頭設計一個電源，你主要考慮的問題就是潔凈電壓穩(wěn)壓和經優(yōu)化的總體系統(tǒng)尺寸和成本。這些要求都可以使用TIDA-00535參考設計中所示的LDO來實現(xiàn)；TIDA-00535提供攝像頭模塊一側的電源管理解決方案的指導原則、測試數(shù)據和設計文件。圖2顯示的是TIDA-00535的一個概念方框圖。
圖2：TIDA-00535方框圖
潔凈電壓穩(wěn)壓意味著低紋波和穩(wěn)定的電壓調節(jié)，這兩點對于攝像頭模塊內的互補金屬氧化物半導體 (CMOS) 圖像傳感器都很關鍵。CMOS圖像傳感器對于標稱輸入電壓電平的變化十分敏感。電壓紋波和電壓下沖與過沖瞬變都會干擾到傳感器內部的有源放大器和光檢測器元件的功能性，從而影響到CMOS圖像傳感器捕捉入射光強度的能力，這意味著圖像質量將會受到影響，在圖像上出現(xiàn)斑點或黑線。借助于高電源紋波抑制 (PSRR)、低噪聲和出色的瞬變響應特性，LDO能夠最大限度地降低來自開關穩(wěn)壓器的紋波電壓，或者是長PCB跡線內的耦合干擾。
圖像傳感器需要多變的電壓軌。一個電壓軌通常在2.8V與3.3V之間，而其它電壓軌通常需要介于1.2V與1.8V之間的更低電壓。低壓電壓軌對于電源紋波更加敏感；因此高PSRR LDO更受青睞。如圖3所示，LP5907-Q1提供高紋波抑制。
圖3：LP5907-Q1頻率與PSRR圖形比較
TIDA-00535使用LM43602-Q1，一個開關模式穩(wěn)壓器來從同軸電纜供電的電源中生成3.3V電壓。這個3.3V電壓進一步被2個LP5907-Q1 LDO穩(wěn)壓，以生成1.5V和1.8V電壓軌。LM43602-Q1以500KHz的頻率開關，由于500KHz時大約45dB的PSRR，LDO輸出上的輸出紋波幾乎不存在。圖4顯示的是極端情況下LP5907-Q1的紋波抑制能力，此時LP5907-Q1輸入電壓在3MHz的頻率下有一個50mVp-p 的紋波。
圖4：輸入電壓紋波與LP5907經穩(wěn)壓輸出間的比較
攝像頭不應影響到汽車的內飾設計；換句話說，它們應該十分小巧，并且或多或少地被隱藏起來。由于攝像頭模塊具有尺寸限制，一個常見的做法就是用一根同軸電纜或差分對在引擎控制單元 (ECU) 與攝像頭模塊之間傳輸電力和數(shù)據，從而最大限度地減少攝像頭模塊位置上所需要的電纜和組件數(shù)量。由于它們只需要幾個補償組件，LDO有助于達到總體解決方案尺寸和系統(tǒng)成本要求。例如，LP5907-Q1只需要一個小型輸入和輸出陶瓷電容器即可實現(xiàn)穩(wěn)定性，而開關穩(wěn)壓器則需要電容器、電感器和電阻器才能達到穩(wěn)定性要求，這就增加了總體BOM成本和系統(tǒng)尺寸。對于那些需要滿足汽車等級委員會標準 (AEC-Q100) 的汽車級器件，LP5907-Q1采用小外形尺寸晶體管 (SOT-23) 封裝 (2.90mm x 1.60mm)，除此之外，對于非AEC-Q100等級應用，LP5907-Q1采用更小的芯片尺寸球柵陣列 (DSBGA) 封裝，大小只有0.675mm x 0.675mm（最大值），以及小外形尺寸無引線 (X2SON) 封裝，大小為1.00mm x 1.00mm（標稱值）。
效率也許是另外一個系統(tǒng)顧慮。這個系統(tǒng)將每次只運行數(shù)秒鐘，大多數(shù)時間，它將被ECU一側的中繼器斷電，基于這些原因，用其低噪聲和高PSRR性能來保證LDO的效率。
總的說來，在以一個經優(yōu)化的BOM成本來保持小總體解決方案尺寸的同時，通過提供一個高PSRR和低噪聲輸出，LDO能夠極大地提升汽車攝像頭電源管理的性能。
要開始設計，請仔細查看針對汽車CMOS圖像器和數(shù)據串化器的電源管理解決方案參考設計，其中提供針對攝像頭模塊電源部分的詳細設計指南、電路原理圖、Gerber文件和物料清單。
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