RTQ2076-QT：通用性极好的车用摄像头 PMIC

2022-3-22 14:15| 发布者: 闪电| 查看: 6| 评论: 0

摘要: RTQ2076-QT 是针对车用摄像头的需要开发的电源管理解决方案，其主体是一个高压 Buck、两个低压 Buck 和一个线性稳压器，另外还有一个很好用的时序管理装置，通过外接一只电阻就可以对各个转换器的上电时序进行设定， ...

RTQ2076-QT 是针对车用摄像头的需要开发的电源管理解决方案，其主体是一个高压 Buck、两个低压 Buck 和一个线性稳压器，另外还有一个很好用的时序管理装置，通过外接一只电阻就可以对各个转换器的上电时序进行设定，同时还有一个 Power Good 或 SEQOUT 输出可将另外加入的器件纳入它的时序管理范围，确保整个系统可以按照预定的加电流程进入运行状态。如果说高低压的组合还很常见，可将外部器件也纳入时序管理的设计却是个创举，这一判断至少在我的见识范围内是成立的，一见之下就给我带来了一些惊喜。

RTQ2076-QT 的内部电路结构如下图所示：

图中注明为 VIN 的端子是 RTQ2076-QT 的外来供电输入端，该输入除了供内部稳压器和上电复位电路使用外还会为注明为 HVBuck1 的高压 Buck 转换器供电，其推荐的输入电压范围为 4V~18.5V，最高可承受 24V 电压，但在输入电压超过 20V 时就会进入过压保护状态。HVBuck1 的负载能力为 2A，使用时将其输出电压设定为 5V 或更低的电压如 3.3V，在为另外几个低输入的转换器 LVBuck2、LVBuck3 和 LDO 供电的同时也可供系统中的其他电路使用，LVBuck2、LVBuck3 和 LDO 分别具有 1.5A、750mA 和 300mA 的负载能力，可完全满足一般车用摄像头的需要，遇到特殊需求时可将 SEQOUT 或 PG 引出对另外加入的器件进行控制，间接扩大了器件的适用范围。它在普通车用摄像头里的应用电路示意图如下图所示：

在此图中，外来的输入接入 VIN 后由 HVBuck1 给出输出 V_{OUT_HV1}，该输出再由 PVD23 输入经 LVBuck2/3 转换后输出 VOUT2 和 VOUT3 （在图中表现为反馈输入端）、由 LDOIN 输入经 LDO 转换后输出 LDOOUT 供给 CIS 即摄像头的信息采集处理部分使用，其中只有 HVBuck1 的输出电压是用电阻分压器来设定的，其他通道都是输出直接反馈回器件输入端，实际上两个低压 Buck 的输出电压都是在生产时就设定好的，用户可在订货时对其进行指定，不指定时就是预设的 1.1V 和 1.8V，而线性稳压器的输出电压则是通过一只外接电阻来进行选择，它共有 1.8V~3.5V 的 10 个选项，所以该线性稳压器的输入、输出压差偏向于较低的值，这也正是针对线性稳压器的特性所做出的安排。

对于这样的一种电路架构，承接高压输入的 HVBuck1 总是最先启动的，等到其输出正常以后再启动其他通道，但其他几个通道的启动顺序是可选择的，这要根据应用的需要来进行，选定以后再根据下表找到对应的时序设定电阻值并将其连接到 SEQ 端即可：

其中的 CH1/2/3/4 分别对应的就是 HVBuck1/LVBuck2/LVBuck3/LDO，SEQOUT 则是子型号 RTQ2076A-QT 所带的时序输出控制信号。每个后续启动的转换器会在前一个转换器的输出电压达到其额定输出电压的 90% 以后再启动，每个转换器都设定了 0.7ms~1ms 的软启动时长，这样就不会造成大电流的冲击波。插入在时序中的 SEQOUT 信号也会占有 1ms 的时间以后再启动后续的转换器，这样就给外加的转换器留足了启动时间。因为 SEQOUT 是仅在 RTQ2076A-QT 这个型号才有引出的输出信号，其生成电路在子型号 RTQ2076B-QT 中也同样存在，所以在使用 RTQ2076B-QT 时仍可在时序上看到被 SEQOUT 所占用的那个时段。下图是使用 330kΩ 时序设定电阻选择 SEQ1 时输入和各输出之间的时序关系定义：

规格书也给出了选择时序 SEQ9 时的实际波形示例如下图：

而关于断电时序，RTQ2076-QT 并未给人做任何选择的机会，因为只要输入一被切断，摄像头也不需要工作了，所有的输出也被直接切断，下图就是与上图时序对应的结果，虽然因为时间轴被压缩得很厉害而不能看到细节，但还是可以看出来是外来电源的失去使高压 Buck 的输出电压开始降低，紧接着几个低压转换器就关断了输出，然后就是高压 Buck 输出端的储能逐渐被自行消耗掉，这个过程与启动时序恰好有相反的过程，符合一般先上电即需要后断电的需求。

实际上 RTQ2076-QT 的应用电路是极其简洁的，绝对没有任何多余的元件，下图是 RTQ2076A-QT 的实际应用电路图例：

除了 IC 本身以外就只有 17 个被动元件，在某些情况下还可以省去 1~3 只电阻。如果某个低压 Buck 转换器没有被使用，与其相关的外围元件还可以省去，引脚可以直接浮空而不会受到损伤，元件数量又可以进一步减少。直接浮空而不会受损的特性在普通的 MOS 工艺器件上通常是不被容许的，RTQ2076-QT 能具有这样的特性，与其针对汽车应用的特点是分不开的，因为我们在设计车用器件时会根据可能出现的故障状况进行分析，将其连带造成的影响也要考虑进去，即便是引脚分布也是进行这种 FMEA 的结果。

RTQ2076-QT 所包含的三个 Buck 转换器在工作时所用的时钟信号是同一个来源，但是相互之间处于不同的相位，所以它们的上桥开关接通取电的时机总是不一样的，这样可以降低对输入电源供电能力的要求，电流、电压纹波会比较小，带来的干扰也会比较小，对改善电磁兼容性能是有益的。为了避免开关工作所带来的射频能量在单一频点累积，该时钟信号还以 2.1 MHz为基准并增加了 +6% 的变化范围，也就是说它是以频谱扩展的方式在工作，这样可以减轻对车用广播信号所造成的干扰，也更容易通过电磁兼容性测试。

前一段时间曾经介绍过一些满足车用摄像头需要的 PMIC，那次介绍的产品需要通过 I²C 接口对器件进行设定，RTQ2076-QT 就将这样的需求省略了，所有的功能都可以用外部元件和型号选择进行指定，使用起来就更方便了。如果跳出摄像头这一领域来观察，我们很容易就能发现 RTQ2076-QT 的设计是可以满足很多应用的需求的，设计师们在选择器件时都可以将它纳入自己的考虑范围内，我也希望它能帮助到更多的人。

在品质控制方面，RTQ2076-QT 是通过了 AEC-Q100 Grade 1 认证的产品，这意味着它的性能参数在 -40℃~+125℃ 的温度范围内都能满足其规格书所设定的指标，可靠性满足车用产品长期使用的要求。如果你对产品性能和可靠性还有更高的要求，与 RTQ2076-QT 功能、性能完全相同的 RTQ2071-QA 也可以纳入考虑范围，其特殊之处是所有的 RTQ2071-QA 都在生产过程中经过了高温筛选，因而更值得信赖。

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