MAX25250：相机应用的高效四输出迷你PMIC

在相机应用的电源管理领域，Analog Devices公司的MAX25250四输出迷你PMIC是一款不可忽视的优秀产品。下面将从它的基本特性、电气参数、应用要点等多个方面进行详细分析。

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一、基本介绍

MAX25250是一款高效的四输出PMIC，集成了三个DC - DC转换器和一个高PSRR LDO，并且对所有输出都具备过压（OV）/欠压（UV）监测功能。其主要应用场景包括环视摄像头和后视摄像头等。

（一）输出通道特点

1. OUT1：这是一个1A的高压同步降压转换器，可由同轴电缆供电或汽车电池供电。其输入电压范围为5V至22V，输出电压以50mV为步长，可在3V - 4V以及固定的5V之间选择。
2. OUT2和OUT3：为低压同步降压转换器，由OUT1供电，输出电压范围为0.8V至3.9875V，以12.5mV为步长。OUT2能为高像素相机和高速串行器提供1.2A的电流，OUT3则可为成像器、串行器和MCU的次级电源轨提供1.2A电流。
3. OUT4：是一个低压、低噪声、高PSRR的LDO，专为成像器供电。

（二）性能优势

• 高精度：所有降压转换器在负载、线路和温度范围内都能实现±1.5%的输出电压精度。
• 抗噪与瞬态响应：采用2.2MHz的固定频率PWM模式，具备更好的抗噪能力和负载瞬态响应。高频运行允许使用全陶瓷电容器，减少了外部组件数量。
• 降低电磁辐射：可编程扩频频率调制可最大程度减少辐射电磁干扰。
• 高效与易于布局：集成的低(R_{DS(ON)})开关提高了重负载下的效率，且布局比分立解决方案更简单。
• 灵活性高：通过EN23和EN4引脚进行排序以及工厂可设置的输出电压，为不同的图像传感器和配置提供了更高的灵活性。
• 汽车环境适应性：具备过温和短路保护功能，工作温度范围为 - 40°C至 + 125°C，符合AEC - Q100标准。

二、电气参数

（一）电压范围

• 电源电压范围：VSUP为5V至22V时可完全工作。
• 各输出通道电压范围：OUT1为3V - 4V（以50mV为步长）和固定5V；OUT2和OUT3为0.8V - 3.9875V（以12.5mV为步长）；OUT4为0.8V - 3.9875V（以12.5mV为步长），其输入电压范围为2.7V - 5.5V。

（二）电流相关

• 电源电流：在无负载且四个通道均不开关时为3mA。
• 各通道电流限制：如OUT1的高侧电流限制阈值为1.3A - 1.7A，OUT2和OUT3的高侧电流限制阈值有不同选项，OUT4的电流限制阈值为0.35A等。

（三）其他参数

• 振荡器频率：内部产生的频率为2MHz - 2.4MHz（典型值2.2MHz）。
• 扩频：工厂OTP设置为±3%。
• 热过载保护：热关断温度典型值为175°C，热关断滞后为15°C。

三、工作特性

（一）启动时序与软启动

VOUT1的软启动时间为0.75ms，其他通道为1ms。启动时序由EN23和EN4引脚以及工厂OTP设置的VOUT2和VOUT3之间的延迟时间控制。只要EN23或EN4为高，RESET就会变为高电平；当EN引脚状态改变时，RESET也会随之改变。

（二）RESET输出

采用开漏RESET输出，当任何输出电压超出UV/OV窗口或电源电压低于UV阈值时，RESET输出低电平。在启动时，所有电压达到稳压值后，RESET会保持低电平18ms（工厂OTP可选择4.5ms、9ms或18ms）。此外，当一个或两个EN引脚无效时，RESET会在保持时间内切换并保持低电平，可作为MCU或错误监测设备的中断信号，提醒系统发生故障。

（三）主动下拉

OUT2、OUT3和LDO4包含下拉电阻，在EN23或EN4变为低电平的关机状态或因故障触发安全关机时激活。启动时，如果某个输出有预偏置，下拉电阻会一直激活，直到该轨电压降至0V，然后该轨开始软启动，确保在SUP1出现长毛刺时电源轨的正确排序。

（四）OV/UV比较器

所有四个电源轨都在反馈节点处由过压和欠压比较器进行监测。这些比较器在启动时进行测试，并在正常运行期间对输出电压进行持续监测。如果出现错误，RESET会被拉低，直到OV/UV条件解决。比较器内置60μs的滤波时间，可防止超过OV/UV阈值的短瞬态电压触发RESET。

（五）降压转换器电流限制/短路保护

MAX25250的降压转换器具有电流限制功能，可保护设备免受输出端的短路和过载情况影响。当出现此类情况时，高端MOSFET会保持导通，直到电感电流达到其电流限制阈值，然后转换器会开启低端MOSFET使电感电流下降。当电感电流低于低端MOSFET的电流限制阈值时，高端MOSFET会再次开启。对于OUT1，如果连续四次达到高端MOSFET电流限制阈值，MAX25250会关闭并将RESET拉低，关闭后会等待2.3ms（典型值）再重新启动，直至导致关闭的条件消除或设备被关闭。

四、应用设计要点

（一）输出电压选择

输出电压在工厂设置，默认配置可在订购信息表中找到。具体的输出电压选项如下：	OUTPUT	VOLTAGE (V)	STEP SIZE (mV)
OUT1	3–4, 5	50
OUT2	0.8–3.9875	12.5
OUT3	0.8–3.9875	12.5
LDO4	0.8–3.9875	12.5

（二）电容选择

• 输入电容：建议PV2、PV3和PV4引脚使用1μF或更大的X7R陶瓷电容，SUP1引脚使用4.7μF或更大的X7R陶瓷电容，可根据应用的输入电压纹波要求进行调整。

• 输出电容：MAX25250在使用低ESR陶瓷电容时能保持稳定，不建议使用其他类型的电容，因为ESR零点可能会影响设备的稳定性。各型号的最小推荐输出电容值如下：	PART NUMBER	C OUT1 (μF)	C OUT2 (μF)	C OUT3 (μF)	C OUT4 (μF)
  MAX25250ATPA/VY+	10	10	10	4.7

（三）电感选择

MAX25250针对特定的电感值进行了优化，这些电感值是根据同轴电缆供电和汽车电池输入电压以及常见相机输出电压选择的。相机系统空间有限，需要在饱和电流、外壳尺寸和电感纹波电流之间进行权衡，电感的DCR对整个系统的效率起着重要作用。具体电感选择如下：	PART NUMBER	L1	L2	L3
MAX25250ATPA/VY+	2.2	1.5	1.5

（四）PCB布局指南

• 输入电容应紧邻SUP1、PV1、PV2和PV3引脚放置，以有效去耦高频噪声。
• 将裸露焊盘焊接到设备下方的大铜平面区域，并在顶部和底部暴露该铜区域，添加过孔以实现高效的热传递，将裸露焊盘连接到接地平面，理想情况下连接到输出电容的返回端。
• 隔离功率组件和高电流路径与敏感的模拟电路。
• 保持高电流路径短，特别是在接地端子处。
• 将PGND和AGND连接在一起，最好在输出电容的返回端连接。
• 保持功率走线和负载连接短，使用厚铜PCB以提高满载效率和功率耗散能力。
• 将高速开关节点远离敏感的模拟区域，使用内部PCB层作为PGND_作为EMI屏蔽，减少辐射噪声对设备和模拟旁路电容的影响。

综上所述，MAX25250凭借其丰富的功能、高精度的性能和良好的汽车环境适应性，为相机应用的电源管理提供了一个优秀的解决方案。在实际设计中，工程师需要根据具体的应用需求，合理选择输出电压、电容、电感等参数，并严格遵循PCB布局指南，以确保设备的稳定运行。大家在使用MAX25250的过程中，有没有遇到过一些特殊的问题呢？欢迎在评论区分享交流。