SGM38122：4通道LDO PMIC在相机应用中的卓越表现

在当今的电子设备中，相机模块的性能越来越受到关注。为了满足相机传感器对电源的严格要求，SGMICRO推出了SGM38122这款4通道LDO PMIC。下面，我们就来详细了解一下这款产品。

文件下载：SGM38122.pdf

一、产品概述

SGM38122是一款4通道LDO PMIC，专为相机应用而设计。它具有一个低输出DVDD通道和三个高PSRR（电源抑制比）、低噪声的AVDD1/2/3通道，能够为相机传感器提供稳定、纯净的电源。

输入电压范围

• IN1输入电压范围为0.7V至2.0V。
• IN2输入电压范围为2.5V至5.5V。
• IN3输入电压范围为1.8V至 (V_{IN2 })。

输出电压和电流

• DVDD：采用NMOS架构，无需电荷泵。IN1作为输入源，IN2作为偏置电压。输出范围为0.528V至1.8V，能够提供高达1400mA的输出电流，且具有超低的压降。
• AVDD1/2/3：采用PMOS架构，以IN2和IN3作为输入源。输出电压范围为1.504V至3.424V，输出电流限制为350mA，具备高PSRR性能。

其他特性

• 具有外部EN引脚和内部使能位。
• 支持高分辨率输出电压配置和过流保护（OCP）期间的可调打嗝功能。
• 具备自动放电功能，可在禁用状态下快速放电 (Vout)。
• 支持1MHz I2C接口，具有寄存器地址自动递增功能，便于连续写入。

应用场景

适用于手机相机传感器、可穿戴设备上的相机传感器等。

封装和工作温度范围

采用Green WLCSP - 1.15×1.52 - 12B封装，工作温度范围为 - 40℃至 + 85℃。

二、特性亮点

电压和电流参数

• 输出电压范围：DVDD输出电压范围为0.528V至1.8V，步长为8mV；AVDD1/2/3输出电压范围为1.504V至3.424V，步长同样为8mV。
• 输出电流：DVDD输出电流可达1400mA，AVDD1/2/3输出电流为350mA。
• 压降：DVDD在1200mA时的压降典型值为100mV。

电源抑制比（PSRR）

• AVDD1/2至VIN2在100mA时，1kHz的PSRR典型值为105dB，100kHz为85dB，1MHz为55dB。
• AVDD3至VIN3在100mA时，1kHz的PSRR典型值为105dB，100kHz为90dB，1MHz为55dB。

低噪声

AVDD1/2/3 LDO输出噪声典型值为 (9 mu V_{RMS })。

可编程电源启动顺序

可以根据需求灵活配置电源的启动顺序，提高系统的稳定性和可靠性。

三、引脚配置和功能

引脚配置

PIN	NAME	FUNCTION
A1	IN1	VIN for DVDD.
A2	nINT	Interface Pin for Interrupts. Open - drain output by default and keep high without faults.
A3	AVDD3	AVDD3 Regulated Output.
B1	DVDD	DVDD Regulated Output.
B2	GND	Ground for All Circuits.
B3	IN3	VIN for AVDD3.
C1	SDA	I 2 C Communication Bus Data Signal.
C2	EN	Enable Pin. Set high to enable I 2 C communication. Otherwise, reset all outputs and registers.
C3	IN2	VIN for AVDD1/2 and Bias for DVDD and AVDD3.
D1	SCL	I 2 C Communication Bus Clock Signal.
D2	AVDD2	AVDD2 Regulated Output.
D3	AVDD1	AVDD1 Regulated Output.

功能说明

• IN1：为DVDD提供输入电压。
• nINT：中断接口引脚，默认开漏输出，无故障时保持高电平。
• EN：使能引脚，高电平使能I2C通信，低电平复位所有输出和寄存器。

四、电气特性

静态电流和睡眠模式电流

• 静态电流（Quiescent Current）：EN引脚为高，所有LDO无负载时，典型值为240μA。
• 睡眠模式电流（Sleep Mode Supply Current）：EN引脚为高，EN REF = L时，典型值为1.75μA。

输出电压精度

• DVDD输出电压精度在不同输出电压范围内为±1%至±1.3%。
• AVDD1/2/3输出电压精度为±0.8%。

启动时间和软启动时间

• DVDD的启动时间（Tur - On Time）典型值为140μs，软启动时间（Soft - Start Time）典型值为200μs。
• AVDD1/2/3的启动时间典型值为320μs，软启动时间典型值为350μs。

五、详细工作原理

输出启动和关闭行为

• 启动时，硬件EN引脚需先置高，然后设置EN_REF位为高，使内部参考电压启用，LDO调节器准备上电。
• 通过DVDD_SEQ和AVDD1/2/3_SEQ寄存器确定DVDD和AVDD1/2/3的电源开关方法。
• 关闭方式有三种：拉低硬件EN引脚；将EN位设置为0；设置SEQ_CTRL[1:0] = 0b10触发关闭序列。

顺序开关控制

• 当通过SEQ_CTRL[1:0]写入0b01激活序列启动功能时，SEQ_COUNT[2:0]立即开始递增。当LDO的时间槽等于SEQ_COUNT[2:0]时，LDO将被激活。
• 通过SEQ_SPEED[1:0]可以配置时间槽的周期，SEQ_ON位指示时间槽的计数状态。
• 当SEQ_COUNT计数到7并持续一个SEQ_SPEED[1:0]时间后，SEQ_COUNT[2:0]将重置为0，以便重新配置其他未激活的LDO使用序列启用功能。

保护功能

• 过温保护：当芯片温度超过 + 140℃时，所有启用的LDO输出将立即关闭。当温度低于 + 125℃时，输出可以重新启动，并且输出电压和使能功能（特别是与顺序上电配置相关的功能）将被保留并用于恢复。
• 输入欠压锁定保护：对于IN1/2/3，当 (V{IN2 }) 低于下降阈值 (V{UVLO_FLIN2}) 时，芯片将关闭并重置所有寄存器。对于 (V{IN 1 / 3}) 的UVLO事件，相应的输出将在UVLO发生时关闭，UVLO消失时恢复。
• 输出过流保护：LDO受到过载和短路保护。当发生过载事件时，输出电流自动限制到电流限制或折返电流。折返电流分别为DVDD电流限制的三分之二和AVDD1/2/3电流限制的一半，触发条件为DVDD_VOUT的57%和AVDD1/2/3_VOUT的40%。当输出电压高于DVDD_VOUT的71%和AVDD1/2/3_VOUT的60%时，折返电流将恢复到正常电流限制。经过1ms的OCP消抖定时器后，芯片将对OCP故障采取行动。FLT_SD_B位选择OCP保护行为，0（默认）表示过流输出进行4次打嗝后永久关闭，1表示过流输出持续输出，输出电压与输出阻抗成正比。

输出放电设置

每个通道的输出放电电阻默认值为250Ω，通过设置DVDD_DISCH_SET和AVDD1/2/3_DISCH_SET位可以将其调整为125Ω以实现快速放电。通过寄存器DVDD_DISCH_EN和AVDD1/2/3_DISCHEN可以禁用放电功能。当 (V{IN1/2/3 } ≥V_{UVLO_FL_IN1/2/3 }) 时，输出放电可用于LDO禁用情况和故障关闭情况，包括输出过流和过温。

可编程 (I^{2} C) 地址选择

SGM38122作为从设备，默认地址为7’h29。在I2CADDR寄存器中，还有其他三个可选的设备地址用于I2C通信。在多个SGM38122应用中，需要调整 (I^{2} C) 地址的应用应先拉高EN引脚进行地址设置。编程的设备地址将通过软复位功能、EN引脚复位和 (V{IN2 }) 输入电压低于 (V_{UVLO_FL_IN2}) 而重置。

六、布局指南

在PMIC设计中，布局设计至关重要。以下是一些关键的布局指南：

• 走线宽度：VIN1、VIN2、VIN3、DVDD和AVDD1/2/3的走线应尽可能宽，以降低走线阻抗并提高散热性能。
• 电容放置：为了获得高瞬态响应性能和低输出噪声，输入和输出旁路电容应尽可能靠近设备放置在PCB的同一侧。
• 电磁干扰抑制：为了保持有效的PSRR性能不受电磁干扰（EMI）的影响，源走线应直接位于返回接地路径的上方/下方，以相互抵消电磁场。

七、总结

SGM38122是一款功能强大的4通道LDO PMIC，特别适用于相机应用。它具有丰富的特性和保护功能，能够为相机传感器提供稳定、可靠的电源。在实际应用中，工程师需要根据具体需求合理配置寄存器，同时注意布局设计，以充分发挥该芯片的性能。你在使用SGM38122时遇到过哪些问题呢？欢迎在评论区分享你的经验和见解。