如何延长数码单反相机/数码单反相机设计的运行时间

该设计解决方案回顾了数码相机的基本模块，并首先展示了基于具有多个输出轨的单个电源管理IC（PMIC）的典型电源管理解决方案，每个输出轨为一个基本模块供电。然后，它提出了一种新的分布式电源管理策略，该策略基于使用多个单轨负载点（POL）器件，可减少发热并提高设计灵活性和便携性。

介绍

面向专业市场的数码相机销售仍在继续 以健康的速度增长。虽然智能手机相机来了 接近他们的表现，他们未能满足最多 具有挑战性的需求。数码单反和无反光镜（DSLM）相机有几个优点 智能手机摄像头。较大的数码单反相机/数码单反相机传感器允许 对于较大的像素，可以产生更好的光敏感度 （ISO）。一个 可以将更多数量的像素装入更大的传感器中， 产生更好的总分辨率，从而转化为更多 细节。附加功能，例如可定制的镜头，真正的 景深的光学控制（与软件相反） 控制），真正的光学可变孔径选项，以及精确的 对快门速度和ISO的控制都有助于提供近乎完美的效果 照片。毫不奇怪，更高的性能伴随着成本 就从锂离子（Li+）电池汲取的能量而言， 为相机供电。在此设计解决方案中，我们将讨论以下挑战： 为数码相机供电并提出一种新方法 除了更灵活之外，还可以节省电力。

数码单反相机框图

图2显示了典型数码单反相机的框图。这 光线由透镜聚焦在第一种镜子上，这取决于 在其位置上，将光束转移到图像传感器或取景器。 DDR存储器存储由数字内核处理的感测图像和 从内置麦克风收集的声音。

DSLM相机，通过消除反光镜和取景器， 将较小的镜头放置在靠近传感器的位置，从而减少 相机尺寸和成本。取而代之的是使用电子取景器 其缺点是事件之间略有延迟 显示和实时。陀螺仪稳定是长期必要的 范围拍摄，因为相机抖动的效果成倍增加 在远距离图像中。最后，Wi-Fi的使用允许无线 相机控制允许用户将照片直接发送到 智能手机，可在旅途中轻松共享。所有电子设备 这些功能块由主 CPU 和 由两节或三节Li+相机电池供电。

图2.数码单反相机框图。

数码单反相机功率

图3显示了一个通用PMIC降压转换器，它为所有 电压轨并显示每个模块消耗的电流 操作，加起来可达6A。

图3.数码单反相机电源树 （PMIC）。

数码单反相机的典型电源是两节Li+电池 提供 7.2V 和 1200mAh。假设简单性 90% 降压解决方案利用的效率和平均 2V 输出电压 稳压器，总输入峰值电流为 6A x 2V/（0.9 x 7.2V） = 1.85A。如果连续消耗该电流，它将 只需 39 分钟即可将电池放电 （1200mAh/1.85A）。 这表明在数码相机中节省电量是多么重要。

使用PMIC需要一个中心位置，以尽量减少 从电源到负载的路由。通过这种方法， 每个电源通常远离负载。平面规划 的PCB变得至关重要，必须避免重大损失 在PCB走线上。

例如，如果一个 1.2V 负载消耗 1.5A （1.8W） 并且具有 20 平方的 1/2 盎司铜 PCB 走线与 PMIC （在 1mΩ/平方时），走线将产生 20 x 1米 x 1.52= 45毫瓦。这相当于效率损失 2.5%，相当于取效率曲线和 将其降低两个半点。相机运行时 相应地缩短，抢走了相机用户的那些 最后几个珍贵的镜头。

数码单反相机电源 （POL）

为数码单反相机供电的更好方法是通过 负载点 （POL） 架构，如图 4 所示。在 在这种情况下，将一个独立的稳压器放置在靠近负载的地方 电源，消除了PCB布线问题和功率损耗 前面讨论过。POL 方法的另一个优点是 可扩展性。可以添加多个小型降压稳压器 或根据电源树的兼容性减去 与特定的数码单反相机型号相关联。

图4.数码单反相机电源诊断树（POL）。

POL 示例

例如，MAX77503为同步1.5A降压型DC-DC转换器，优化用于便携式两节或三节电池、电池供电或USB-C应用。此降压 转换器可用于单独为每个 图 4 的 POL 电源树中的所需负载。由于 分布式POL架构，避免了迹线损耗， 与 上一节中所示的集中式 PMIC 方法。

该转换器采用 3V 至 14V 输入电源工作。这 输出电压可在 0.8V 至 5V 之间调节 50mV 步进通过 I2C 串行接口或 1.55V 至 99% 的电源电压，采用外部反馈电阻。工厂编程 提供 1.2V、1.8V 和 3.3V 的默认电压 通过消除 用于设置输出电压的外部电阻分压器。由于 低R的集成DS（ON）同步场效应管晶体管， 该IC在高负载下表现出高效率。该设备还 具有低 IQ跳过模式，可实现出色的效率 在轻负载下（图5）。

图5.POL 降压稳压器效率。

降压稳压器采用 12 焊球、0.4mm 间距 晶圆级封装 （WLP）。图6显示了降压稳压器的 印刷电路板尺寸为17.5mm2适用于性能优化的外壳 （2520 电感器外壳），内部反馈版本，不带上拉电阻 画的。尺寸优化的 PCB，带有 2016 电感器，仅使用 14.3毫米2.

图6.性能优化 PCB 中的 POL （17.5mm2).

每个 POL 的小占用率有助于最小化尺寸 分布式架构的缺点，它利用 多个包与使用单个包的 PMIC 方法。

结论

数码单反相机的高性能是以 从Li+电池获取的能量。我们展示了一个 数字内部配电的POL系统方法 相机通过最大限度地减少PCB走线损耗来节省功耗。 可扩展性是POL的另一个优势，因为一些小钱 可以根据需要添加或减少稳压器，具体取决于 数码相机的兼容性。据此，我们提议 以高效、紧凑的降压转换器为基本建筑 用于数码相机 POL 架构的模块。

审核编辑：郭婷