MAX25250：相機應用的高效四輸出迷你PMIC

在相機應用的電源管理領域，Analog Devices公司的MAX25250四輸出迷你PMIC是一款不可忽視的優秀產品。下面將從它的基本特性、電氣參數、應用要點等多個方面進行詳細分析。

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一、基本介紹

MAX25250是一款高效的四輸出PMIC，集成了三個DC - DC轉換器和一個高PSRR LDO，并且對所有輸出都具備過壓（OV）/欠壓（UV）監測功能。其主要應用場景包括環視攝像頭和后視攝像頭等。

（一）輸出通道特點

1. OUT1：這是一個1A的高壓同步降壓轉換器，可由同軸電纜供電或汽車電池供電。其輸入電壓范圍為5V至22V，輸出電壓以50mV為步長，可在3V - 4V以及固定的5V之間選擇。
2. OUT2和OUT3：為低壓同步降壓轉換器，由OUT1供電，輸出電壓范圍為0.8V至3.9875V，以12.5mV為步長。OUT2能為高像素相機和高速串行器提供1.2A的電流，OUT3則可為成像器、串行器和MCU的次級電源軌提供1.2A電流。
3. OUT4：是一個低壓、低噪聲、高PSRR的LDO，專為成像器供電。

（二）性能優勢

• 高精度：所有降壓轉換器在負載、線路和溫度范圍內都能實現±1.5%的輸出電壓精度。
• 抗噪與瞬態響應：采用2.2MHz的固定頻率PWM模式，具備更好的抗噪能力和負載瞬態響應。高頻運行允許使用全陶瓷電容器，減少了外部組件數量。
• 降低電磁輻射：可編程擴頻頻率調制可最大程度減少輻射電磁干擾。
• 高效與易于布局：集成的低(R_{DS(ON)})開關提高了重負載下的效率，且布局比分立解決方案更簡單。
• 靈活性高：通過EN23和EN4引腳進行排序以及工廠可設置的輸出電壓，為不同的圖像傳感器和配置提供了更高的靈活性。
• 汽車環境適應性：具備過溫和短路保護功能，工作溫度范圍為 - 40°C至 + 125°C，符合AEC - Q100標準。

二、電氣參數

（一）電壓范圍

• 電源電壓范圍：VSUP為5V至22V時可完全工作。
• 各輸出通道電壓范圍：OUT1為3V - 4V（以50mV為步長）和固定5V；OUT2和OUT3為0.8V - 3.9875V（以12.5mV為步長）；OUT4為0.8V - 3.9875V（以12.5mV為步長），其輸入電壓范圍為2.7V - 5.5V。

（二）電流相關

• 電源電流：在無負載且四個通道均不開關時為3mA。
• 各通道電流限制：如OUT1的高側電流限制閾值為1.3A - 1.7A，OUT2和OUT3的高側電流限制閾值有不同選項，OUT4的電流限制閾值為0.35A等。

（三）其他參數

• 振蕩器頻率：內部產生的頻率為2MHz - 2.4MHz（典型值2.2MHz）。
• 擴頻：工廠OTP設置為±3%。
• 熱過載保護：熱關斷溫度典型值為175°C，熱關斷滯后為15°C。

三、工作特性

（一）啟動時序與軟啟動

VOUT1的軟啟動時間為0.75ms，其他通道為1ms。啟動時序由EN23和EN4引腳以及工廠OTP設置的VOUT2和VOUT3之間的延遲時間控制。只要EN23或EN4為高，RESET就會變為高電平；當EN引腳狀態改變時，RESET也會隨之改變。

（二）RESET輸出

采用開漏RESET輸出，當任何輸出電壓超出UV/OV窗口或電源電壓低于UV閾值時，RESET輸出低電平。在啟動時，所有電壓達到穩壓值后，RESET會保持低電平18ms（工廠OTP可選擇4.5ms、9ms或18ms）。此外，當一個或兩個EN引腳無效時，RESET會在保持時間內切換并保持低電平，可作為MCU或錯誤監測設備的中斷信號，提醒系統發生故障。

（三）主動下拉

OUT2、OUT3和LDO4包含下拉電阻，在EN23或EN4變為低電平的關機狀態或因故障觸發安全關機時激活。啟動時，如果某個輸出有預偏置，下拉電阻會一直激活，直到該軌電壓降至0V，然后該軌開始軟啟動，確保在SUP1出現長毛刺時電源軌的正確排序。

（四）OV/UV比較器

所有四個電源軌都在反饋節點處由過壓和欠壓比較器進行監測。這些比較器在啟動時進行測試，并在正常運行期間對輸出電壓進行持續監測。如果出現錯誤，RESET會被拉低，直到OV/UV條件解決。比較器內置60μs的濾波時間，可防止超過OV/UV閾值的短瞬態電壓觸發RESET。

（五）降壓轉換器電流限制/短路保護

MAX25250的降壓轉換器具有電流限制功能，可保護設備免受輸出端的短路和過載情況影響。當出現此類情況時，高端MOSFET會保持導通，直到電感電流達到其電流限制閾值，然后轉換器會開啟低端MOSFET使電感電流下降。當電感電流低于低端MOSFET的電流限制閾值時，高端MOSFET會再次開啟。對于OUT1，如果連續四次達到高端MOSFET電流限制閾值，MAX25250會關閉并將RESET拉低，關閉后會等待2.3ms（典型值）再重新啟動，直至導致關閉的條件消除或設備被關閉。

四、應用設計要點

（一）輸出電壓選擇

（二）電容選擇

• 輸入電容：建議PV2、PV3和PV4引腳使用1μF或更大的X7R陶瓷電容，SUP1引腳使用4.7μF或更大的X7R陶瓷電容，可根據應用的輸入電壓紋波要求進行調整。

• 輸出電容：MAX25250在使用低ESR陶瓷電容時能保持穩定，不建議使用其他類型的電容，因為ESR零點可能會影響設備的穩定性。各型號的最小推薦輸出電容值如下：	PART NUMBER	C OUT1 (μF)	C OUT2 (μF)	C OUT3 (μF)	C OUT4 (μF)
  MAX25250ATPA/VY+	10	10	10	4.7

（三）電感選擇

（四）PCB布局指南

• 輸入電容應緊鄰SUP1、PV1、PV2和PV3引腳放置，以有效去耦高頻噪聲。
• 將裸露焊盤焊接到設備下方的大銅平面區域，并在頂部和底部暴露該銅區域，添加過孔以實現高效的熱傳遞，將裸露焊盤連接到接地平面，理想情況下連接到輸出電容的返回端。
• 隔離功率組件和高電流路徑與敏感的模擬電路。
• 保持高電流路徑短，特別是在接地端子處。
• 將PGND和AGND連接在一起，最好在輸出電容的返回端連接。
• 保持功率走線和負載連接短，使用厚銅PCB以提高滿載效率和功率耗散能力。
• 將高速開關節點遠離敏感的模擬區域，使用內部PCB層作為PGND_作為EMI屏蔽，減少輻射噪聲對設備和模擬旁路電容的影響。

綜上所述，MAX25250憑借其豐富的功能、高精度的性能和良好的汽車環境適應性，為相機應用的電源管理提供了一個優秀的解決方案。在實際設計中，工程師需要根據具體的應用需求，合理選擇輸出電壓、電容、電感等參數，并嚴格遵循PCB布局指南，以確保設備的穩定運行。大家在使用MAX25250的過程中，有沒有遇到過一些特殊的問題呢？歡迎在評論區分享交流。