1 前言
本文旨在围绕 MIPI 转 HDMI 转接板的 DCDC实现 5V 转 1.2V使用到的 NCV6323 芯片的介绍。
2 MIPI 转 HDMI 转接板
MIPI 转 HDMI 转接板首选了 LT9611UXC 芯片来实现这一功能。
本章节先针对 MIPI 转 HDMI 转接板向大家做个简单的介绍。
2.1 转接板产品框图
图2-1 产品框图
2.2 MIPI
MIPI ( Mobile Industry Processor Interface ) 是2003年由 ARM, Nokia, ST ,TI 等公司成立的一个联盟，目的是把手机内部的接口如摄像头、显示屏接口、射频/基带接口等标准化，从而减少手机设计的复杂程度和增加设计灵活性。MIPI 联盟下面有不同的 WorkGroup，分别定义了一系列的手机内部接口标准，比如摄像头接口 CSI、显示接口 DSI、射频接口 DigRF、麦克风/喇叭接口 SLIMbus 等。统一接口标准的好处是手机厂商根据需要可以从市面上灵活选择不同的芯片和模组，更改设计和功能时更加快捷方便。MIPI 是一个比较新的标准，其规范也在不断修改和改进，目前比较成熟的 MIPI 接口应用有 DSI (显示接口)和 CSI （摄像头接口）。
2.3 HDMI
高清多媒体接口（High Definition Multimedia Interface）是一种全数字化视频和声音发送接口，可以发送未压缩的音频及视频信号。HDMI 可用于机顶盒、DVD 播放机、个人计算机、电视、游戏主机、综合扩大机、数字音响与电视机等设备。HDMI 可以同时发送音频和视频信号，由于音频和视频信号采用同一条线材，大大简化系统线路的安装难度。
2.4 LT9611UXC
LT9611UXC 支持两个 PORT 的 MIPI 信号输入，支持 Polarity Swapping，单个 PORT 支持 4K@30Hz，两个 PORT 支持 4K@60Hz 。
LT9611UXC 引脚 I2S 接口支持左右声道，采样率支持 32~192KHz，采样位宽 16~24 比特。 SPDIF 接口支持 PCM，Dolby Digital，DTS 数字音频，帧频高达 192kHz。
LT9611UXC 特性：• 单/双端口MIPI DSI/CSI接收器
• 数字音频输入
• HDMI2.0发射机
LT9611UXC 应用：• 机顶盒
• DVD / BD
• PTV盒子
2.5 Power
转接板电源设计了外部供电和通过底板供电两种方式，主要提供 5V 转 3.3V、 5V 转 1.2V 。
5V 转 3.3V 选用的Onsemi 的 LDO NCV1117 。LDO 类的电压转换芯片。低压降（LDO）线性稳压器的成本低，噪音低，静态电流小，这些是它的突出优点。它需要的外接元件也很少，通常只需要一两个旁路电容。新的LDO线性稳压器可达到以下指标：输出噪声30μV，PSRR为60dB，静态电流6μA，电压降只有100mV。
5V 转 1.2V 选用的Onsemi 的 DCDC NCV6323 ，本文的第三章针对NCV6323 做了详细介绍。
3 转接板 DCDC 芯片 NCV6323 功能介绍
DC/DC 电源电路又称为 DC/DC 转换电路，其主要功能就是进行输入输出电压转换。常用的是12V、5V、3.3V，模拟电路电源常用 5V、15V，数字电路常用3.3V等，现在的FPGA、DSP还用2V以下的电压，诸如1.8V、1.5V、1.2V等。在通信系统中也称二次电源，它是由一次电源或直流电池组提供一个直流输入电压，经 DC/DC 变换以后在输出端获一个或几个直流电压。
DC/DC转换电路主要分为以下三大类：
①稳压管稳压电路。
②线性 (模拟)稳压电路。
③开关型稳压电路
本文MIPI 转 HDMI 转接板 5V电源转换到1.2V 使用了 DCDC 的 NCV6323 芯片，以保持保持电路稳定性。
3.1 NCV6323 简介
NCV6323是一款同步降压转换器，经过优化，可为一节锂离子电池或三节碱性/镍镉/镍氢电池供电的便携式应用提供不同的子系统。这些器件能够在外部可调电压下提供高达2A 的电流。采用3MHz 开关频率工作可以采用小尺寸电感和电容。输入电源电压前馈控制用于处理宽输入电压范围。同步整流可提高系统效率。
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特征 |
2.5 V至5.5 V输入电压范围 |
应用 |
手机、智能手机和PDA |
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高达2A 的输出电流 |
便携式媒体播放器 | ||
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3MHz 开关频率 |
数码相机 | ||
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外部可调电压 |
无线和DSL调制解调器 | ||
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过电流保护 |
USB供电设备 | ||
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禁用时的主动放电 |
负载点 | ||
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热关机保护 |
游戏和娱乐系统 | ||
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终端产品 |
USB 供电设备 |
优势 |
计算 & 外围设备应用 |
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游戏和娱乐设备 |
消费类应用 |
3.2 NCV6323 PIN Description
NCV6323 采用节省空间的2.0 x 2.0 x 0.75 mm WDFN-8封装。
NCV6323 各引脚定义如下表：
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Pin |
Name |
Type |
Description |
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1 |
PGND |
Power Ground |
Power Ground for power, analog blocks. Must be connected to the system ground. |
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2 |
SW |
Power Output |
Switch Power pin connects power transistors to one end of the inductor. |
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3 |
AGND |
Analog Ground |
Analog Ground analog and digital blocks. Must be connected to the system ground. |
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4 |
FB |
Analog Input |
Feedback Voltage from the buck converter output. This is the input to the error amplifier. This pin is connected to the resistor divider network between the output and AGND. |
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5 |
EN |
Digital Input |
Enable of the IC. High level at this pin enables the device. Low level at this pin disables the device. |
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6 |
PG |
Digital Output |
It is open drain output. Low level at this pin indicates the device is not in power good, while high impedance at this pin indicates the device is in power good. When not used, this pin can be left unconnected. |
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7 |
AVIN |
Analog Input |
Analog Supply. This pin is the analog and the digital supply of the device. An optional 1 uF or larger ceramic capacitor bypasses this input to the ground. This capacitor should be placed as close as possible to this input. |
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8 |
PVIN |
Power Input |
ower Supply Input. This pin is the power supply of the device. A 10 uF or larger ceramic capacitor must bypass this input to the ground. This capacitor should be placed as close a possible to this input. |
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9 |
PAD |
Exposed Pad |
Exposed Pad. Must be soldered to system ground to achieve power dissipation performances. This pin is internally unconnected. |
图3-1 NCV6323 Pinout Diagram 图3-2 NCV6323 Package
图3-3 NCV6323 Functional Block Diagram
本文 NCV6323 的 Vin 输入5V ，输出电压从VOUT连接到FB，然后连接到AGND的外部电阻分压器编程。计算公式如下：VOUT = VFB * ( 1 + R1/R2) 。
VFB等于内部参考电压0.6V，R1 是从 VOUT 到 FB 的电阻，其正常值范围为50k 到1M ，对于具有典型输出滤波器的应用，其典型值为220k。R2 是从 FB 到 AGND 的电阻，一旦选择了 R1 的值，该电阻用于根据上述公式对输出电压进行编程。R1/R2 数值根据电流VOUT 和 FB 之间需要使用电容，合理地使用反馈电容可以明显地改善电源的动态特性，这个电容是一个反馈电源瞬态响应的一个参数，影响着电压转换器的带宽及瞬态响应能力，一般正常值范围为0到100pF，对于具有典型压力的应用，典型值为15 Pf。
图3-4 NCV6323 5V 转 1.2V 原理图
3.4 NCV6323 布线注意事项
1、电气布局注意事项：
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电源路径采用宽短路(如PVIN、VOUT、SW、PGND)，减少寄生电感和高频回路面积。这也有利于提高效率。
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该器件应与输入电容进行良好的解耦，输入回路面积应尽可能小，以减少寄生电感、输入电压尖峰和噪声发射。
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SW 节点应该是一个大的铜倒，但紧凑，因为它也是一个噪声源。
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PGND和AGND最好分开两个接地平面，并在一点上连接。将AGND引脚直接连接到外露的垫片上，再通过孔连接到AGND接地平面。尽量避免输入接地回路和输出接地回路重叠，防止噪声影响输出调节。
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为输出电压感知和反馈网络安排“安静”路径，并使其周围有接地平面。
2、焊接布局考虑：
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外露的焊盘必须焊好。
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为获得更好的散热效果，建议使用四层或四层以上的PCB板。
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在IC周围和/或外露的衬垫下面，欢迎更多的免费通孔，以连接内部底层，降低热阻抗。
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使用大面积铜，特别是在最上层，以帮助热传导和辐射。
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不要将感应器放置得离集成电路太近，这样会分散热源。
图3-5 NCV6323 PCB 板推荐布局
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