现代电子设备的电源配置文件中通常至少有几个模拟电源轨。这尤其适用于消费电子、汽车、医药和智能家居设备。构建优化的功率配置文件要求器件在功能和电流消耗方面具有空间限制和效率。

　　因此，在设计阶段选择高级传感器或其他模拟电源组件非常重要。选择稳健的电源解决方案以实现所需的系统性能也很重要。

　　在这里，电源管理集成电路(PMIC)可用于提供高质量电源，同时节省PCB面积。PMIC 包括高性能 LDO、内置电源排序器、GPIO、逻辑元件、温度传感器和各种保护功能，使设计工程师能够替换其他几种 IC。这也使最终产品更加紧凑，开发过程更容易。

　　下面是一个设计案例研究，说明了PMIC如何在基于图像传感器的设计中工作。

　　图像传感器应用中的PMIC

　　图像传感器是使用PMIC的典型消费类设备。它在手机、机器人和增强现实 (AR) 小工具等应用中很常见。图像传感器在功耗和其他定性特性(如输出噪声和电源抑制比(PSRR))方面都具有复杂的功率曲线。

　　正确的排序是避免传感器故障和保证系统可靠性的要求之一。由电源排序器管理的PMIC是一种解决方案，通常用于板载图像传感器的应用。时序控制器可以是物理IC，也可以是主控制器的一部分。在任何情况下，电源排序器都能为上电和断电提供适当的时序。电源轨之间的典型图像传感器延迟在10 μs至10 ms范围内。

　　板载多个图像传感器的应用很受欢迎，它们不可避免地需要强大的电源和正确的排序。这可以通过每个传感器的专用PMIC和一个电源排序器来完成。虽然该解决方案比分立LDO方法占用的空间更少，但无论如何都会占用空间。对于主控制器的代码复杂性也是如此，因为排序通常由其资源处理。

　　本文介绍了以下示例 SLG51002，一种提供基于时序的离散电源排序器功能的 PMIC;它还提供事件触发的排序。事件触发器可以来自各种输入，包括 6 个 GPIO，I2C 线和标志，如温度、VOUT_OK和电流限制。组合逻辑元件允许用户创建特定的设计。

　　独立序列的工作原理

　　让我们展示一个典型的PMIC如何管理两个具有独立电源序的图像传感器。这些序列中的每一个都预期由外部控制信号触发。这里，SLG51002用作单芯片解决方案，主要目标是减少MCU的负载并降低其固件复杂性。

　　图像传感器 1 的电源(启用/禁用)序列由 GPIO3 上的信号触发。类似地，图像传感器2由GIPO4触发。图像传感器 1 和 2 的电源可以相互独立控制。作为一项附加功能，MCU可以使用用于图像传感器1的GPIO1和用于图像传感器2的GPIO2检查LDO状态，并通过I2C.

　　传感器 1 序列包括四个电源轨和一个使用 GPIO1 的可选状态标志。可选状态标志可以在 GPIO1 上实现，仅当上述电源轨的所有电压都VOUT_OK时，才会引发该标志。

　　数字 1 图中显示了图像传感器1所需的上电和关断序列。源： 瑞萨电子

　　传感器 2 序列包括三个电源轨和一个使用 GPIO2 的可选状态标志。可以在 GPIO2 上实现可选的状态标志，仅当上述电源轨的所有电压都VOUT_OK时，才会引发该标志。

　　数字 2 图中显示了图像传感器2所需的上电和关断序列。来源：瑞萨电子

　　图3 显示 PMIC 的内部路由。来自 GPIO3 的传感器 1 控制信号触发“电源排序器”。本机将为传感器 1 执行上电和断电序列。资源0-4的输出按所需顺序连接并路由到LDO稳压器。

　　图3 图中显示了传感器 1 的电源排序器设计配置。来源：瑞萨电子

　　图4 显示 LDO 之间预配置的延迟时间。要打开此菜单，请双击电源排序器块。如果所有LDO都正确启用，查找表(LUT)将形成GPIO1信号，该信号将达到高电平。

　　图4 该图显示了上电状态控制时序。来源：瑞萨电子

　　图 4 和 图5 显示电源序列器块的配置窗口。电源时隙延迟时间可以设置为上电和断电。该设计为每个LDO的延迟配置为10 ms。

　　图5 该图显示了掉电状态控制时序。来源：瑞萨电子

　　如图 3 所示， 图6 显示芯片的内部布线。来自 GPIO4 的传感器 2 控制信号在 DLY1、DLY2 和 DLY3 模块上路由。每个模块的延迟可以独立设置开机和关机。所提出的设计在电源轨之间的延迟等于10 ms.GPIO2将在正确启用所有列出的LDO后引发一个标志。

　　图6 显示了传感器 2 中延迟模块的设计配置。来源：瑞萨电子

　　测量结果

　　全芯片设计显示了两个独立的电源排序器，每个由外部信号控制。生成的波形如下所示。

　　图7 显示传感器 1 (CAM1) 的打开和关闭。来源：瑞萨电子

　　图8 显示传感器 2 (CAM1) 的打开和关闭。来源：瑞萨电子

　　图9 显示传感器 1 (CAM1) 和传感器 2 (CAM2) 的开启，传感器 2 (CAM2) 和传感器 1 (CAM1) 显示关闭。来源：瑞萨电子

　　图10 显示传感器 2 (CAM2) 和传感器 1 (CAM1) 的开启，传感器 2 (CAM2) 和传感器 1 (CAM1) 显示关闭。来源：瑞萨电子

　　本文演示了如何使用单芯片电源解决方案处理具有多个独立场景的复杂时序，以满足高级传感器应用的需求。使用PMIC将占用更少的电路板空间，降低电流消耗，并降低最终设计解决方案的成本。

　　Oleh Lastovetskyi是瑞萨电子的初级应用工程师。