本文重點介紹小外形攝像頭模塊，該模塊不包含任何數(shù)據(jù)處理、可將原始視頻數(shù)據(jù)輸出到獨立的電子控制單元。這些模塊通常位于環(huán)視、駕駛員監(jiān)控和后視鏡更換系統(tǒng)中，通過用于視頻數(shù)據(jù)輸出的相同的同軸電纜接收預先調節(jié)的電源電壓。

攝像頭模塊所需的功率是多少？

設計攝像頭模塊功率部分的第一步是對每根軌道的功率預算進行簡單計算。這一點連同通過 PoC 提供的電壓，在選擇電源策略時非常重要。

攝像頭傳感器和外部電路所需的電流消耗，在不同的傳感器和任何額外的外部設備上可能差別很大。通常，較低的成像器導軌（圖 1 中為 1．2 V 和 1．8 V）需要的電流最大，而最大的電源電壓（成像儀為 2．9 V）所需電流最小。由于 2．9 V 導軌與成像器的模擬電源有關，而最終，它的性能與圖像質量有關。因此，在選擇電源時需要仔細考慮，因為該導軌需要無干擾、噪音最小的電源。隨附的 FPD-Link 設備連同任何形式的監(jiān)控器或定序器，也將從這個功率預算中提取。

圖 1：計算每個導軌的功率預算

考慮到其出色的噪聲性能，有人可能建議對每個電源使用低壓差調節(jié)器（LDO）。然而，在功率預算有限的情況下進行設計時，這是不可行的。此外，電流的增大會使連接器和電纜承受壓力，并增加攝像頭的自熱，這可能會降低性能。

如表 1 中的示例計算所示，攝像頭模塊的當前要求通常由系統(tǒng)中包含的傳感器和 FPD-Link 設備決定。在本示例中，成像器導軌為 1．2 V、1．8 V 和 2．9 V。FPD-Link 設備共享相同的 1．8 V 導軌。正常工作所需的電流用紅色突出顯示。

表 1：電壓為 1．2 V、1．8 V 和 2．9 V 的成像器導軌的示例計算

在本例中，同軸電纜上的 PoC 電源首先降到 3．3 V，然后為攝像頭模塊上系統(tǒng)的其余部分供電。2．9 V 傳感器模擬導軌直接連接到 LDO 輸出，而其他電源連接到降壓（buck）轉換器。1．8 V 導軌同時為 DS90UB953-Q1 和成像器的接口電源供電。由于 DS90UB953-Q1 串行器消耗的電流明顯大于成像器接口電源，因此提供給成像器的 1．8 V 電流可以忽略不計。成像器 2．9 V 模擬導軌需要 63 mA，DS90UB953-Q1 串行器 1．8 V 導軌需要 225 mA，成像器數(shù)字 1．2V 導軌需要 388 mA。為了簡化前面數(shù)值的計算，我們假設效率為 100%，計算出 3．3 V 電源需要 327 mA 才能成功為 1．2 V、1．8 V 和 2．9 V 導軌供電。

因為輸入和輸出電壓、輸出電流要求和總瓦數(shù)消耗都是已知的，所以輸入電流可以用以下公式計算：

（PoC 電流）x（所需電流） = 3．3V x 327 mA

對于 12 V 的 PoC 電壓，ECU 將提供 90 mA 的電流。

在某些情況下，PoC 電壓是通過 ECU 固定的，因此必須了解所選擇的 PoC 電纜和網(wǎng)絡是否足以為功率目標提供所需的電流。對于 2W 攝像頭模塊的要求，固定的 5 V 電源可提供 400 mA 的電流，而 12 V 電源可提供 166 mA 的電流。

對于較大的 PoC 電纜長度，應選擇較大的 PoC 電壓，以確保電纜上的 IR 壓降最低。PoC 電流會在布線、鐵氧體磁珠、電感器和任何串聯(lián)電阻上產(chǎn)生壓降，并會減少影響攝像頭模塊穩(wěn)壓器的性能的電壓凈空。在 PoC 電壓值由設計者決定的情況下，電纜規(guī)格通常規(guī)定了網(wǎng)絡可以提供的電流量，這將驅動網(wǎng)絡的電壓要求。

比較了三種不同電源架構的優(yōu)缺點。

攝像頭模塊電源架構比較

電源注意事項

在設計汽車應用時，有一些考慮因素會限制您的電源設計選擇。重要的系統(tǒng)級規(guī)范包括：

● 最大限度地減小解決方案的總尺寸，以滿足汽車攝像頭模塊外殼的小尺寸要求。此類外殼的面積通常約為 20 mm×20 mm，通常安裝在 M12 桶塑料外殼內。

● 避免對 AM 無線電頻段的干擾。所有的開關電源都需要在 540 kHz 至 1700 kHz 的 AM 無線電頻段之外。

● 避免較低的開關頻率，因為它們需要較大的電感器。相反，選擇：

● 高頻率切換器（》2 MHz）。

● 獲得汽車電子委員會 Q100 認證的設備。

● 需要額外保護的電子器件（如 short-to-battery）可以用寬 Vin 穩(wěn)壓器設計。

印刷電路板限制

圖 2 中的成像器使用的是移動行業(yè)處理器接口（MIPI）攝像頭串行接口（CSI-2），突出顯示網(wǎng)絡以顯示連接 FPD-Link 設備到成像器的阻抗控制走線。成像器的 CSI-2 網(wǎng)絡通過通孔引出并路由到中間層（突出顯示）。

通孔陣列對較小的外形尺寸帶來了一些限制，因為它們限制了功率器件的放置區(qū)域。為了最大限度地減少耦合，特別是在開關模式電源或信號網(wǎng)周圍，CSI-2 網(wǎng)必須適當隔開和屏蔽，并且與相鄰層的其他網(wǎng)沒有重疊。
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