CCD架构及其数码相机电源结构设计
1 CCD数码相机的架构及电源要求
CCD数码相机一般由以下几部分组成:
(1)镜头模块(含CCD传感器、镜头和马达)。CCD传感器一般需要+15V和-7V~-8V电源,最大电流约20mA;马达一般需要3.3V或5V电源。
(2)模拟前端电路(AFE),包括CDS、AGC及A/D转换器,它们所需电源一般为3.3V。
(3)ASIC芯片,包括时钟发生器、JPEG、DSP、LCD驱动器、CPU及外界音频、USB、存储器(SD卡、CF卡等)以有视频电路的接口等。其中输出端口需3.3V电压,CPU核需要1.8V或2.5V电源。
(4)其它电路,包括装载ROM、SDRAM、键盘扫描、电源管理及RTC等,一般也需要3.3V电源。
(5)TFT LCD面板,一般需要+15V和-10V~-32V的驱动电源,有时还需要另一路Vcom电源和白色LED背光电源。
(6)闪光灯电源,一般用反激电路将电池电压升至300V,再由DC-AC转换器和大容量电容得到4kV的交流电。表1列出了数码相机的电源规格。
表1 数码相机电源规格范例
MAX1802与MAX1800的功能类似,但其主DC-DC转换器为降压型控制器,其输入/输出电压范围分别为2.5V~11V和2.7V~5.5V,占空比可达100%;另外,MAX1800的增益电路被改为DC-DC转换器后,最大占空比为94%,最大输入电流为500mA,输出电压可调至1.25V。
2.2 基于MAX1565的数码相机电源电路
MAX1565芯片具有5路输出,是一种高效率IC,适用于2至3节碱性电池、NiMH电池或单节锂电池应用。MAX1565内含内步整流的主升压DC-DC转换器、降压DC-DC转换器以及三组辅助PWM控制器,其中主升压型DC-DC的输入为0.7~5.5V,输出电压为固定的3.3V或2.7~5.5V可调。其内置同步整流可获得95%的效率,且在轻载时可进入脉冲跳频模式,以提高轻载效率。
降压型DC-DC转换器可提供95%以上的转换效率,输出电压可低压1.25V。有时甚至会更低。软启动电路可有效抑制电池浪涌电流,降压转换器在主升压转换器启动1024个振荡周期后才会激活。如果由升压转换器输出提供输入,则可构成效率达90%的升/降压型控制器,如果直接由电池输入,则应保证200mV以上的压差。
该器件的三组辅助PWM控制器为固定频率的电压模式,其输出功率由外部MOSFET决定,但需在主升压转换器输出稳定后才能正常工作。利用图2电路可为数码相机提供电池,并可为马达、LCD、CCD以及白色LED背光供电。此外,MAX1565还有过流保护功能,它的每组转换器皆有独立的开关控制,并可与MAX1801配合产生额外的一路电源。
2.3 MAX1584/MAX1585 MAX1586/MAX1587,中文资料,pdf datasheet(电源管理IC)
该产品是Maxim公司专为溥型CCD数码相机设计的电源芯片,其应用与MAX1565相似,但三组辅助PWM控制器的结构有所不同:MAX1584的三组辅助PWM控制器中有二组为升压结构,中用来产生5V及LCD、CCD偏压,这部分同MAX1565相似。另一组为降压电路。MAX1585的三组辅助PWM控制器中有一组为升压结构,一组为降压结构,另一组为反相器,可用来产生CCD/LCD的负偏压而不需变压器,因此,适用于薄型CCD数码相机。具体电路可参考MAX1854/MAX1858数据资料。
3 结论
随着新型数码相机尺寸的越来越小,相关的电源设计也必须更精简、且效率应更高。本文所介绍的数码相机供电IC内部均带有同步整数开关,因此在减少相机供电IC内部均带有同步整流开关,因此在减少外部元件、缩小尺寸的同时还能提高转换效率。当需5组电源时,可选择MAX1565/MAX1584或MAX1585,如需6组电源,可选择MAX1566或MAX1567。如果设计中不允许用变压器,而且需要提供一组白色LED电流源。则可选择MAX1567。当然也可以通过增加MAX1801来扩充电源。
- 以数字方式管理电源的简便方法(11-30)
- 电源管理单元技术实现架构和未来趋势分析(01-10)
- PDA电源系统的设计挑战及解决方案 (01-22)
- 电源管理组件不会大幅降价(02-20)
- 便携式应用处理器设计中的电源管理(03-02)
- 嵌入式便携设备中电源管理的分析与研究(03-03)