利用集成式電源管理實(shí)現(xiàn)更小的機(jī)器視覺(jué)系統(tǒng)

由于機(jī)器視覺(jué)系統(tǒng)的尺寸不斷變小，而這些系統(tǒng)的處理能力持續(xù)飛速增長(zhǎng)，電源管理正進(jìn)一步成為新機(jī)器視覺(jué)系統(tǒng)的重要設(shè)計(jì)因素。目前，最新的FPGA和用于機(jī)器視覺(jué)系統(tǒng)的處理器有一個(gè)共同的要求，即需要多個(gè)供電軌供電。通常用于這些FPGA和處理器的電源要求使用多個(gè)分立式開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓器和LDO。

在這些分立式電源設(shè)計(jì)中，使用開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓器來(lái)為高電流內(nèi)核電軌供電，使用LDO為對(duì)噪聲更敏感、低電流的時(shí)鐘供電。更多新的集成式電源解決方案正在開(kāi)發(fā)中，以便滿足更小的PCB面積要求，如機(jī)器視覺(jué)系統(tǒng)中。這些新的多通道集成式電源管理解決方案在單芯片IC中集成多個(gè)開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓器、LDO和監(jiān)控/看門狗定時(shí)器，極大地縮減了用于FPGA的典型多電軌電源解決方案的尺寸、成本和設(shè)計(jì)時(shí)間。隨著客戶設(shè)計(jì)周期的不斷縮短，產(chǎn)生多個(gè)電軌的單電源IC變得越來(lái)越重要，它們極為靈活且易于配置，因此單個(gè)多通道IC可快速用于不同的應(yīng)用或配置中，輕松減少設(shè)計(jì)時(shí)間以及新產(chǎn)品的上市時(shí)間。(見(jiàn)圖1)

使用uPMU為FPGA和處理器供電的優(yōu)勢(shì)有：

●經(jīng)濟(jì)有效的解決方案

●電路板占位面積小

●可輕松實(shí)現(xiàn)時(shí)序控制和電壓跟蹤

●低噪聲、開(kāi)關(guān)錯(cuò)相工作，減少EMI

●無(wú)需使用外部同步信號(hào)

●使用簡(jiǎn)便，不需要具有太多的電源專業(yè)知識(shí)

●更少的元器件、更高的可靠性

解決方案尺寸

將多個(gè)開(kāi)關(guān)降壓穩(wěn)壓器、LDO、電源監(jiān)控器和看門狗功能集成到單芯片解決方案中，可以大幅縮小多軌電源解決方案的PCB面積。ADP5034就是一個(gè)很好的范例，它是一款集成兩個(gè)300 mA LDO的雙通道降壓穩(wěn)壓器，采用24引腳LFCSP封裝。ADP5034在單個(gè)封裝中集成多個(gè)開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓器和LDO，實(shí)現(xiàn)新一代高集成度多路輸出穩(wěn)壓器，只需非常小的電路板空間。集成開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓器以3MHz開(kāi)關(guān)頻率工作，允許使用非常小的片式電感，極大地減少解決方案的整體尺寸。ADP5034解決方案的整體尺寸僅為72mm2。易于使用

新產(chǎn)品的設(shè)計(jì)周期越來(lái)越短，初始階段易于設(shè)計(jì)、未來(lái)又能根據(jù)設(shè)計(jì)要求輕松修改的新型電源管理解決方案對(duì)于保證新產(chǎn)品發(fā)布日期日益重要。ADP5041多路輸出穩(wěn)壓器提供一個(gè)降壓穩(wěn)壓器和兩個(gè)300mA LDO，并集成上電復(fù)位功能和看門狗定時(shí)器以支持基于高可靠性處理器的系統(tǒng)。ADP5041的所有集成穩(wěn)壓器都有專用使能引腳，賦予電源設(shè)計(jì)工程師極大的靈活性，可以通過(guò)硬件使能或禁用各穩(wěn)壓器，無(wú)需任何軟件開(kāi)銷，并且可以輕松控制三個(gè)電源軌的上電時(shí)序。各穩(wěn)壓器的輸出電壓利用外部電阻分壓器設(shè)置，電源設(shè)計(jì)工程師同樣可以利用這一點(diǎn)來(lái)輕松快捷地更改輸出電壓，從而滿足原型開(kāi)發(fā)和新設(shè)計(jì)重用對(duì)不同輸出電壓組合的需求。多路輸出穩(wěn)壓器的各集成穩(wěn)壓器都有獨(dú)立的使能引腳和電阻可編程的輸出電壓，有助于降低電源設(shè)計(jì)的復(fù)雜度，縮短設(shè)計(jì)時(shí)間，加快新產(chǎn)品上市。

更少的元器件、更高的可靠性

圖2顯示分立式雙通道降壓穩(wěn)壓器和雙通道300mA LDO組成的電源解決方案示例布局，以及單芯片ADP5034多路輸出穩(wěn)壓器示例布局。分立電源解決方案需要將22個(gè)器件貼裝在97mm2 PCB面積上，而ADP5034解決方案只需將19個(gè)器件貼裝在72mm2 PCB面積上。ADP5034解決方案所需的PCB面積減少35%，并且節(jié)省了貼裝3個(gè)器件的成本。如果考慮到采購(gòu)、倉(cāng)儲(chǔ)、貼裝、檢查成本，則在PCB上貼裝1個(gè)器件的成本可能高達(dá)3美分。PCB上貼裝的器件數(shù)目越多，生產(chǎn)出殘次品的風(fēng)險(xiǎn)也就越大；通過(guò)減少PCB上貼裝的器件數(shù)目，便可降低生產(chǎn)成本，同時(shí)提升生產(chǎn)工藝的可靠性。

低噪聲解決方案