基于降压转换器的工业图像传感器供电方案教程
在工业相机应用中， 未经充分优化的电源设计可能显著增加开发成本和时间开销。决定工业图像传感器能否高效用电、 并由此延长其使用寿命的关键元件是电源稳压器。《工业图像传感器供电方案教程》围绕稳压型降压电源、低压差稳压器(LDO)、Hyperlux CMOS图像传感器等展开讲解。作为系列教程的第一部分，本文将介绍稳压型降压电源的关键组成部分、降压转换器的工作原理、连续导通与断续导通等。
您的图像传感器应用采用何种供电架构?
电源稳压器负责确保电源在最稳定的电压下提供最可靠的电流， 避免过度波动和噪声干扰。 同时， 它还在电源的热耗散管理以及维持最佳工作状态(包括在多变的环境中) 方面发挥着至关重要的作用。
由于工业图像传感器需执行多种功能， 集成电路中不同功能所需的电压和电流也各不相同。 因此， 这些功能模块通常被分配到相互隔离的电压轨上。 例如， 提供给数字信号处理器(DSP) 的电源特性， 就与提供给接口和存储缓冲器的电源不同。
将这些电压轨彼此隔离， 确实提升了电源设计的灵活性， 但也要求为这些独立电压轨供电的稳压器能够可靠地完成所需的开关与配电任务， 以支持集成电路的多种功能。
降压转换器
降压转换器(Buck Converter) 是所有电子电路中最常见的元件之一。 它能产生低于输入电压的稳压输出， 在提供大电流的同时最大限度降低功率损耗。其核心原理是通过一个开关快速地反复导通与关断， 以此来降低负载上的电压——正因如此， 基于降压转换器的电源被称为开关电源(Switch-Mode Power Supply, SMPS) 。 该开关周期性地切断电源与负载之间的连接， 使负载获得的平均电压低于输入电压; 而在开关断开期间， 通过电容持续为负载供电， 维持电压的稳定。
图示： 安森美(onsemi )FAN65004B 演示板
LDO与通过开关模式调节电压的降压转换器不同， 线性稳压器， 即低压差稳压器(LDO) 采用单个MOSFET直接降低输出端的电压。 它没有开关动作，因此不会产生开关在导通与关断状态切换过程中所带来的噪声。然而， LDO的代价是效率较低， 这一效率损失在进行功耗计算时必须始终纳入考量。
图示： 安森美NCP189 演示板
降压转换器的工作原理
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