RT9367A的应用机制和I2C兼容接口介绍

一、简介

RT9367A 是面板背光和手机摄像头应用的集成解决方案。该器件包含一个电荷泵白光 LED 驱动器和双低压差线性稳压器。本应用笔记介绍了RT9367A 应用机制和 I 2 C 兼容接口。

2. 双 LDO 摄像头电源输入

在线性稳压器部分，RT9367A 包含一个双通道、低噪声、低压差稳压器，每个通道可提供高达 300mA 的电流，为手机摄像头输入电压供电。每个通道的输出电压范围可通过 I 2配置为 1.1V 至 3.3VC 接口。最新款的手机通常集成了两套嵌入式摄像头。一个是主摄像头，另一个是副摄像头。对于拍照手机用户，这两个相机组不会同时使用。此外，每个相机都需要两个不同的输入电压。为了实现上述目标，在传统的电源管理拓扑中需要四个不同电压的线性稳压器，这会增加空间和成本。然而，RT9367A 可以通过其集成的可编程双路 LDO 实现这一应用。图 1 显示了双路 LDO 的应用电路。摄像头 A 和摄像头 B 的输入并联到 LDO1 和 LDO2。摄像头 A 和 B 的输入电压电平可能不同。用户可通过 I 2更改 Camera A 或 Camera B 的 LDO1 和 LDO2 输出电压C 接口。请注意，Camera A 和 Camera B 都必须能够承受最大输入电压（3.3V）。由于上述原因，RT9367A 提供了一种高度集成的解决方案，大大减少了元件和 PCB 空间。

图 1. 双 LDO 相机电源输入应用电路

3. 电荷泵 LED 驱动器

该器件包含高度集成的 1MHz、低噪声、高效率 1x/1.5x/2x 多模式电荷泵和用于驱动 W-LED 背光的低压差电流调节器。如图 2 所示，RT9367A 可以通过调节恒定电流为 4 个白光 LED 供电以实现均匀的强度，如图 2 所示。每个通道 （LED1-LED4） 可支持高达 25mA 的电流。内部 5 位 DAC 用于亮度控制，因此用户可以通过 I 2轻松配置高达 32 级的 LED 电流C 接口。RT9367A 电荷泵具有低噪声恒定频率运行，并根据 VIN 和 LED 正向电压条件自动优化效率。器件在 1x 模式下上电，并在任何启用的 LED 电流源接近压降时自动切换到升压模式 （1.5x）；随后的 dropout 将部件切换到 2x 模式。内部电路可防止启动和模式切换期间的浪涌电流和过大的输入噪声。此外，该器件还具有短路、过热和 LED 开路/短路保护功能。

图 2. 电荷泵 LED 驱动器应用电路

4. I 2 C 兼容接口

4-1 I 2 C 接口时序图

RT9367A 就像一个 I 2 C 总线从机。I 2 C 总线主机通过 2 线 I 2 C 总线向 RT9367A 发送命令字节来配置双 LDO 和 LED 输出的设置。图 3 显示了 I 2 C 接口的时序图。在 START 条件之后，I 2 C 主机发送一个芯片地址。该地址为七位长，后跟第八位，即数据方向位 （R/W）。第二个字节选择要写入数据的寄存器。第三个字节包含要写入所选寄存器的数据。

图 3. I 2 C 接口时序图

4-2 LDO 输出电压和 LED 电流设置

在第一个字节中，RT9367A 地址为 1010100 （54h），是一个只接收设备。图 4 显示了 RT9367A 双路 LDO 输出电压设置和 LED 电流设置的写入信息。在第二个字节中，双路 LDO 的子地址为“001”，LED Driver 的子地址为“010”。对于 LDO 通道设置，LDO1 定义为“000”，LDO2 定义为“001”。对于第二个字节的最后一位，“0”表示禁用，“1”表示启用功能。LED 的子地址为“010”。最后 4 位（B0 到 B3）代表 LED 的通道（LED1 到 LED4），“0”表示关闭，“1”表示打开。第三字节（C0 到 C4）的数据表示 LDO1、LDO2 输出电压或背光 LED 电流的 32 级设置。

图 4. LDO 和 LED 驱动器的 I 2 C 写入周期

图 5. LDO 电压设置和 LED 电流设置

图 5、表 1 和表 2 显示了双路 LDO 输出电压和 LED 电流设置信息。LDO1 的输出电压可分为 1.75V（HEX 代码 = 0）和 3.3V（HEX 代码 = 1F）之间的 32 级电平。LDO2的输出电压分为两个区域，一个是从1.1V（HEX Code = 0）到1.8V（HEX Code = 0E），另一个是从2.5V（HEX Code = 0F）到3.3V（十六进制代码 = 1F）。此外，LED 电流可分为 0.8mA（HEX 代码 = 0）和 25mA（HEX 代码 = 1F）之间的 32 级。

4-3 设计实例

下面举例说明 RT9367A LED 电流和 Dual LDO 输出电压的设置。对于以下示例，RT9367A 地址为 1010100 （54h），即第一个字节。如上图所示，Dual LDO 的子地址为 001，LED 为 010。

示例：

LDO1 输出电压 = 2.8V

LDO2 输出电压 = 1.2V

LED1 至 LED3 开启电流 = 25mA

LED4 关闭

图 6. LDO 电压和 LED 电流通过 I 2 C编程

5. 布局考虑

RT9367A 是一款高频开关电容转换器，为了获得最佳性能，需要仔细的 PCB 布局。首先，将所有外围元件尽可能靠近 IC。然后将C IN1、C IN2、C OUT、C LDO1、C LDO2、C FLY1和C FLY2 分别放置在AVIN、PVIN、VOUT、LDO1、LDO2、C1P、C1N、C2P、C2N和GND引脚附近。此外，强烈建议使用较短的连接。为 RT9367A 设计 PCB 布局时，应严格遵循以下指南。

裸露的 GND 焊盘必须焊接到一个大的接地层，以便散热和防止噪声。

VIN 走线应足够宽，以尽量减少电感并处理高电流。

输入和输出电容必须靠近器件放置。

飞跨电容必须靠近零件放置。从引脚到电容器焊盘的走线应尽可能宽。长走线还会产生由这些引脚上的大 dv/dt 引起的大噪声辐射。所以推荐短走线。

从引脚到 LCM 模块的所有 LED 和 VIN 走线都应被接地层屏蔽和隔离。屏蔽可防止从电荷泵耦合的高频噪声的干扰。

输出电容必须放置在 GND 和 VOUT 之间，以减少从电荷泵到 LED 的噪声耦合。

六，结论

I 2 C 接口因其方便性和稳定性而被广泛应用于智能手持设备。RT9367A采用I 2 C 编程机制，在减少元件、节省PCB空间和方便控制方面提供了一个优秀的解决方案。