寻找扩展DSLR/DSLM相机设计的运行时间的解决方案

这篇文章提出了驱动数码相机的挑战，并提出了一种新的设计方法，以节省电力，同时更加灵活。

专业市场的数码相机销售继续以健康的速度增长。尽管智能手机的摄像头性能接近于它们的性能，但它们未能满足最具挑战性的要求。数码单反(DSLR，图1)和无反光镜(DSLM)相机相比智能手机相机有几个优势。

图1。单反相机

较大的DSLR / DSLM传感器允许较大的像素，从而产生更好的光（ISO）的敏感性。可以将更多的像素包装到较大的传感器中，产生更好的总分辨率，其转换为更详细。附加功能，如可定制的镜头，真实光控制景深（而不是软件控制），真正的光学可变光圈选项，并精确控制快门速度和ISO都有助于提供附近的完美照片。

不足为奇的是，更高的性能伴随着从锂离子电池(Li+)中获取能量的成本。在本文中，我们讨论了驱动数码相机的挑战，并提出了一种除了更灵活之外还能节省电力的新方法。

DSLR相机框图

图2显示了典型的DSLR相机的框图。光通过第一镜子上的透镜聚焦，该镜头根据其位置，将光束转移到图像传感器或取景器。DDR存储器存储由数字核心处理的感测图像，并从内置麦克风收集的声音。

图2。DSLR相机框图。

数码相机，通过消除反光镜和取景器，放置更小的镜头靠近传感器，这减少了相机的尺寸和成本。相反，使用电子取景器的缺点是在事件显示和实时之间有轻微的延迟。陀螺稳定是必要的远程拍摄，因为相机抖动的影响是成倍的远程图像。最后，使用Wi-Fi可以无线控制相机，用户可以直接将照片发送到智能手机上，方便在移动中分享。这些功能模块中的所有电子设备都由主CPU供电，并由两芯或三芯Li+相机电池供电。

DSLR相机电源（PMIC）

图3显示了为所有电压轨供电的通用PMIC降压，并显示了每个块在运行中消耗的电流，加起来为6A。

图3。DSLR相机电源树（PMIC）

单反相机的典型电源是两芯锂电池，可提供7.2V和1200mAh。简单地假设90%的效率和buck稳压器使用的平均2V输出电压，总输入峰值电流为6A x 2V/ (0.9 x 7.2V) = 1.85A。如果这个电流被连续抽取，它将在39分钟内放电(1200毫安时/1.85A)。这说明了数码相机节能的重要性。

PMIC的使用需要中央位置以最小化从电源到负载的路由。通过这种方法，每个电源通常远非负载。PCB的地板规划变得至关重要，必须避免PCB迹线上的显着损失。

例如，如果1.2V负载绘制1.5A（1.8W）并且从PMIC（以1MΩ/平方）有20盎司铜PCB轨迹的距离，则迹线将导致电源损耗为20 x 1米x 1.5²= 45兆瓦。这相当于2。5%的效率损失，这相当于把你的效率曲线降低2。5个点。相机的运行时间因此缩短，剥夺了相机用户最后几张珍贵的照片。

单反相机功率(POL)

更好地为DSLR相机供电的方法是通过负载点（POL）架构，如图4所示。在这种情况下，独立调节器靠近负载电量，消除了PCB路由问题和功率早些时候讨论的损失。POL方法的另一个优点是可扩展性。根据与PolareLuar DSLR相机模型相关的电源树的伴奏，可以添加或减去许多小降压调节器。

图4。单反相机功率树(POL)

Pol例子

例如，MAX77503是一个同步1.5A降压DC-DC变换器，适用于便携式两芯或三芯，电池驱动或USB-C应用。该降压变换器可用于图4 POL功率树中所需的每一负载单独供电。由于采用了分布式POL体系结构，避免了跟踪损耗，与前一节所示的集中式PMIC方法相比，效率提高了2.5%左右。

转换器在3V到14V输入电源上运行。输出电压可通过I2C串行接口的50mV步骤中的0.8V和5V可调节，或者使用外部反馈电阻为1.55V至99％的电源电压。工厂编程的默认电压为1.2V，1.8V和3.3V，可通过消除设置输出电压的外部电阻分压器来减少共路轨道的组件计数。由于低RDS（上）同步MOSFET晶体管的集成，IC在高负荷下表现出高效率。该器件还具有低IQ跳过模式，可在轻负载下效率优异（图5）。

图5。POL降压调节器效率

降压调节器可在12凸起，0.4mm间距晶片级封装（WLP）中有。图6显示了用于性能优化的案例（2520电感器外壳）的降压调节器的PCB尺寸为17.5mm2，内部反馈版本未绘制上拉。具有2016电感器的大小优化PCB仅使用14.3mm2。

每个POL的小尺寸占用有助于最大限度地减少分布式体系结构的尺寸缺点，分布式体系结构使用多个包，而PMIC使用单个包的方法。

图6。一种性能优化的PCB中的POL (17.5mm2)

结论

DSLR / M摄像机的高性能在Li +电池汲取的能量方面以成本为代价。我们认为，通过最小化PCB迹线损耗，通过最小化PCB迹线损耗来为数码相机配电的POL系统方法节省电力。可扩展性是另一个POL优势，根据数码相机的复杂性，可以根据需要添加或减去许多小降压调节器。因此，我们提出了一种高效率，紧凑的降压转换器作为数码相机POL架构的基本构建块。

本文是合作的nazzareno rossetti。

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