利用集成式電源管理實現(xiàn)更小的機器視覺系統(tǒng)

由于機器視覺系統(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，電源管理正進一步成為新機器視覺系統(tǒng)的重要設計因素。目前，最新的FPGA和用于機器視覺系統(tǒng)的處理器有一個共同的要求，即需要多個供電軌供電。通常用于這些FPGA和處理器的電源要求使用多個分立式開關穩(wěn)壓器和LDO。

在這些分立式電源設計中，使用開關穩(wěn)壓器來為高電流內核電軌供電，使用LDO為對噪聲更敏感、低電流的時鐘供電。更多新的集成式電源解決方案正在開發(fā)中，以便滿足更小的PCB面積要求，如機器視覺系統(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中集成多個開關穩(wěn)壓器、LDO和監(jiān)控/看門狗定時器，極大地縮減了用于FPGA的典型多電軌電源解決方案的尺寸、成本和設計時間。隨著客戶設計周期的不斷縮短，產生多個電軌的單電源IC變得越來越重要，它們極為靈活且易于配置，因此單個多通道IC可快速用于不同的應用或配置中，輕松減少設計時間以及新產品的上市時間。(見圖1)

使用uPMU為FPGA和處理器供電的優(yōu)勢有：

●經濟有效的解決方案

●電路板占位面積小

●可輕松實現(xiàn)時序控制和電壓跟蹤

●低噪聲、開關錯相工作，減少EMI

●無需使用外部同步信號

●使用簡便，不需要具有太多的電源專業(yè)知識

●更少的元器件、更高的可靠性

解決方案尺寸

將多個開關降壓穩(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就是一個很好的范例，它是一款集成兩個300 mA LDO的雙通道降壓穩(wěn)壓器，采用24引腳LFCSP封裝。ADP5034在單個封裝中集成多個開關穩(wěn)壓器和LDO，實現(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。集成開關穩(wěn)壓器以3MHz開關頻率工作，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

新產品的設計周期越來越短，初始階段易于設計、未來又能根據(jù)設計要求輕松修改的新型電源管理解決方案對于保證新產品發(fā)布日期日益重要。ADP5041多路輸出穩(wěn)壓器提供一個降壓穩(wěn)壓器和兩個300mA LDO，并集成上電復位功能和看門狗定時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，賦予電源設計工程師極大的靈活性，可以通過硬件使能或禁用各穩(wěn)壓器，無需任何軟件開銷，并且可以輕松控制三個電源軌的上電時序。各穩(wěn)壓器的輸出電壓利用外部電阻分壓器設置，電源設計工程師同樣可以利用這一點來輕松快捷地更改輸出電壓，從而滿足原型開發(fā)和新設計重用對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，有助于降低電源設計的復雜度，縮短設計時間，加快新產品上市。

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個器件貼裝在97mm2 PCB面積上，而ADP5034解決方案只需將19個器件貼裝在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個器件的成本。如果考慮到采購、倉儲、貼裝、檢查成本，則在PCB上貼裝1個器件的成本可能高達3美分。PCB上貼裝的器件數(shù)目越多，生產出殘次品的風險也就越大；通過減少PCB上貼裝的器件數(shù)目，便可降低生產成本，同時提升生產工藝的可靠性。

低噪聲解決方案