如何选择汽车摄像头模块的电源
2020-09-26
中国电源产业网
导语：本文重点介绍小外形摄像头模块,该模块不包含任何数据处理、可将原始视频数据输出到独立的电子控制单元。这些模块通常位于环视、驾驶员监控和后视镜更换系统中,通过用于视频数据输出的相同的同轴电缆接收预先调节的电源电压。
汽车摄像头模块的电源分为全离散、全集成、部分集成三种。
本文重点介绍小外形摄像头模块，该模块不包含任何数据处理、可将原始视频数据输出到独立的电子控制单元。这些模块通常位于环视、驾驶员监控和后视镜更换系统中，通过用于视频数据输出的相同的同轴电缆接收预先调节的电源电压。
1、摄像头模块所需的功率是多少?
设计摄像头模块功率部分的第一步是对每根轨道的功率预算进行简单计算。这一点连同通过PoC提供的电压，在选择电源策略时非常重要。
摄像头传感器和外部电路所需的电流消耗，在不同的传感器和任何额外的外部设备上可能差别很大。通常，较低的成像器导轨(图1中为1．2 V和1．8 V)需要的电流最大，而最大的电源电压(成像仪为2．9 V)所需电流最小。由于2．9 V导轨与成像器的模拟电源有关，而最终，它的性能与图像质量有关。因此，在选择电源时需要仔细考虑,因为该导轨需要无干扰、噪音最小的电源。随附的FPD-Link设备连同任何形式的监控器或定序器,也将从这个功率预算中提取。
图 1: 计算每个导轨的功率预算
考虑到其出色的噪声性能，有人可能建议对每个电源使用低压差调节器(LDO)。然而,在功率预算有限的情况下进行设计时,这是不可行的。此外，电流的增大会使连接器和电缆承受压力，并增加摄像头的自热，这可能会降低性能。
如表1中的示例计算所示，摄像头模块的当前要求通常由系统中包含的传感器和FPD-Link设备决定。在本示例中，成像器导轨为1．2 V、1．8 V和2．9 V。FPD-Link设备共享相同的1．8 V导轨。正常工作所需的电流用红色突出显示。
表1: 电压为1．2 V、1．8 V和2．9 V的成像器导轨的示例计算
在本例中，同轴电缆上的PoC电源首先降到3．3 V，然后为摄像头模块上系统的其余部分供电。2．9 V传感器模拟导轨直接连接到LDO输出，而其他电源连接到降压(buck)转换器。1．8 V导轨同时为DS90UB953-Q1和成像器的接口电源供电。由于DS90UB953-Q1串行器消耗的电流明显大于成像器接口电源，因此提供给成像器的1．8 V电流可以忽略不计。成像器2．9 V模拟导轨需要63 mA，DS90UB953-Q1串行器1．8 V导轨需要225 mA，成像器数字1．2V导轨需要388 mA。为了简化前面数值的计算，我们假设效率为100%，计算出3．3 V电源需要327 mA才能成功为1．2 V、1．8 V和2．9 V导轨供电。
因为输入和输出电压、输出电流要求和总瓦数消耗都是已知的，所以输入电流可以用以下公式计算:
(PoC电流)x(所需电流) = 3．3V x 327 mA
对于12 V的PoC电压，ECU将提供90 mA的电流。
在某些情况下，PoC电压是通过ECU固定的，因此必须了解所选择的PoC电缆和网络是否足以为功率目标提供所需的电流。对于2W摄像头模块的要求，固定的5 V电源可提供400 mA的电流，而12 V电源可提供166 mA的电流。
对于较大的PoC电缆长度，应选择较大的PoC电压，以确保电缆上的IR压降最低。PoC电流会在布线、铁氧体磁珠、电感器和任何串联电阻上产生压降，并会减少影响摄像头模块稳压器的性能的电压净空。在PoC电压值由设计者决定的情况下,电缆规格通常规定了网络可以提供的电流量，这将驱动网络的电压要求。
2、汽车摄像头模块的三种电源架构
表2比较了三种不同电源架构的优缺点。
表2: 摄像头模块电源架构比较
电源注意事项：
在设计汽车应用时，有一些考虑因素会限制您的电源设计选择。重要的系统级规范包括:
最大限度地减小解决方案的总尺寸，以满足汽车摄像头模块外壳的小尺寸要求。此类外壳的面积通常约为20 mm×20 mm,通常安装在M12桶塑料外壳内。
避免对AM无线电频段的干扰。所有的开关电源都需要在540 kHz至1700 kHz的AM无线电频段之外。
避免较低的开关频率，因为它们需要较大的电感器。相反,选择:
高频率切换器(>2 MHz)。
获得汽车电子委员会Q100认证的设备。
需要额外保护的电子器件(如short-to-battery)可以用宽Vin稳压器设计。
印刷电路板限制：
图2中的成像器使用的是移动行业处理器接口(MIPI)摄像头串行接口(CSI-2)，突出显示网络以显示连接FPD-Link设备到成像器的阻抗控制走线。成像器的CSI-2网络通过通孔引出并路由到中间层(突出显示)。
通孔阵列对较小的外形尺寸带来了一些限制，因为它们限制了功率器件的放置区域。为了最大限度地减少耦合，特别是在开关模式电源或信号网周围,CSI-2网必须适当隔开和屏蔽，并且与相邻层的其他网没有重叠。
图2: 带成像器的DS90UB953-Q1示例布局
3、选择电源架构
正确的电源架构将根据设计需求而有所不同。这些参考设计将对看到更详细的规格提供帮助。
1、全离散:采用MIPI CSI-2视频接口、FPD-Link III和POC的汽车2-MP摄像头模块参考设计。
2、全集成:采用MIPI CSI-2接口、PMIC、FPD-Link III和POC的汽车2-MP摄像头模块参考设计。
3、部分集成,第1部分:采用MIPI CSI-2视频接口、FPD-Link III和POC的汽车2-MP摄像头模块参考设计,以及第二部分:采用POL PMIC、FPD-Link III、监控器和POC的汽车2．6-MP摄像头模块参考设计。
编辑：中国电源产业网
来源：电子元件技术
标签：
相关信息
MORE >>-
企业如何参与碳交易市场？
3月15日，生态环境部发布通知，面向社会就铝冶炼行业的《企业温室气体排放核算与报告指南》和《企业温室气体排放核查技术指南》公开征求意见。
-
碳排放权交易对普通人有什么影响？
排放权交易是一种以减少温室气体排放为目的的环境政策和市场机制。它将二氧化碳的排放权视为可交易的商品，以达到降低排放总量的目标。本文将探讨碳排放权交易的意义以及其对普通人的影响。
-
我国新能源汽车快速发展势头能否持续？工信部副部长这样回答
1月19日，国新办举行2023年工业和信息化发展情况新闻发布会。对于今年新能源汽车能否保持快速发展势头，工业和信息化部副部长辛国斌在回答封面新闻记者提问时表示，根据行业协会研究结果，2024年我国汽车产业产销能够实现稳定增长，新能源汽车也将继续保持良好发展态势。
-
嵌入式开发的转变将如何影响未来计算
当前，开发者正在利用安全且性能增强的技术实现小型低功耗嵌入式系统的开发，赋能过往无法想象的语音、视觉和振动等 AI 应用，而这些应用正在改变着世界。
-
我国8大新兴产业+9大未来产业发展分析
今年8月，工业和信息化部联合科技部、国家能源局、国家标准委印发《新产业标准化领航工程实施方案（2023─2035年）》，聚焦新一代信息技术、新能源、新材料等8大新兴产业，以及元宇宙、脑机接口、量子信息、人形机器人等9大未来产业，统筹推进标准的研究、制定、实施和国际化。
-
关于2023年上半年促进新能源汽车产业高质量发展的相关政策综合分析
为贯彻落实党中央、国务院战略部署，近期，国务院办公厅、国务院有关部门又相继出台了促进新能源汽车产业高质量发展的系列政策。
-
电源工业期刊 -
中国电源公众号
版权所有 © 中国•电源产业网 • 中国电源行业官网站长统计
中国电源产业网-新能源与电源官方网站 © Powered by SiteServer CMS
中国电源产业网网友交流群：2223934、7921477、9640496、11647415