BG0601C应用支持文档

BG0601C 应用支持文档作 者： 陈钢 审 核： 当前版本： 1.0 文件状态[√] 草稿文件 [ ] 正式文件 [ ] 更改正式文件完成日期：2013-5-21版本修改历史MDBHF_V52 BG0601C头板电路图ArrayBG0601 Header AppSch MDBHF V5.2昆山锐芯微电子有限公司BriGates Technologies, Inc. No.MAN2013-001 MDBD2040E_V44 2040E DSP背板电路图Brigates V4.4电源子系统的工作原理及故障排除：图1 主电源电路图主电源位于DSP 背板上。

如上图所示，电流的主回路在图中用红色的粗线标注。

Vin 是主电源的输入，有效电压范围是8V-16V 。

模块（MDBHF_V52 + MDBD2040E_V44）的总电流见下表：表1 整机功耗表推荐使用的电压范围是12±10%，这个电压是在输入电压和整机电流中的一个折中，使得整机的功耗最小的输入电压。

TVS3是瞬态抑制二极管，用于减弱外部电源线路在雷雨天馈入的感应高压对后端电路的冲击应力。

SD3整流管，如果要变更型号，应该使用连续正向电流大于500mA ，反向击穿电压大于40V 的高速整流管。

C24、EC11、L1、C25、EC12组成Π型滤波，用于将板机和外界做高频隔离。

主电源是一个由MP2359构成的buck 变换器。

图2 MP2359内部框图从上图中看出MP2359是一个电流型控制的buck 变换器。

IN EN FB GND SWBSTL2TP7Vin TP4在工作周期的起始主开关M1关断，这个时候EA（电压误差放大器）的输出电压高于CSA（电流检测放大器）使PC（脉宽调制比较器）的输出为低，并且这时因为M1没有电流，CLC（限流比较器）的输出也为低。

内部1.4MHz振荡器的上升沿到来，触发RS触发器，使Q为高，并驱动M1导通，这时电流通过M1到达外部功率电感L2上。

电流在电感的内部按固定的斜率上升（满足y=kx+b）。

电感的电流被MP2359内部的Rsen 25毫欧的电阻转换成电压，并经过CSA（电流检测放大器）放大20倍后通过斜坡补偿网络到达CLC（限流比较器）与内部的基准电压完成比较。

当电压超过内部基准源电压时，CLC 输出高电平，复位RS触发器，从而关断M1。

这个是限流环路的工作原理。

因此整个电路的输出端是允许短路的，一旦出现短路，该限流环路就将启动，进入逐周期限流保护工作状态，当外部短路撤销后，能自动恢复正常工作。

在没有出现限流工作时，斜坡补偿环路中的输出以振荡器中的斜坡生成电路输出为主，输出三角波。

整个电源的输出电压通过R38,R39分压后送回EA（误差放大器），放大后输出到PWM比较器。

当来自斜坡补偿环路的电压超过误差放大器的输出电压的时候，PWM比较器输出高电平，复位RS触发器，从而关断M1。

这个是电压反馈环路的工作原理。

这个环路保证了电路的输出电压稳定在R38,R39所设定的值上。

输出值满足以下公式：Vout = [(R38+R39)/R39] * Vref, Vref = 0.81V 因此当前的输出电压被设定在[(49.9+9.53) / 9.53]*0.81=5.05V。

斜坡补偿环路的输出在振荡器的正脉宽时间内都无法超过EA的输出时，由振荡器的下降延来复位RS触发器来关断M1。

M1关断后，电感的电流通过反向接入的续流二极管SD4来维持。

（注，现在有许多引脚兼容的IC，例如INN9259，将续流二极管集成到内部。

当使用这类BUCK控制IC时，应该将外部续流二极管省去。

）主电源的外围元件很少，主电源检修流程如下：l输出电压很高，几乎和Vin相等。

导致该故障的唯一可能是MP2359内部的M1被击穿，其漏极与源极短路，因此需要更换MP2359。

l输出电压大于设定电压且小于Vin * 87%（87%是MP2359的最大占空比）。

说明后端没有出现限流的情况，而且PWM比较器也没有复位RS触发器，此时需要测量分压器在FB引脚上的反馈电压是否等于0.81V。

如果小于该值，那么内部EA就无法关断M1。

一般导致该故障的原因是R38虚焊、开路或老化后阻值变大。

l输出电压偏低。

一般是由于限流保护或FB引脚电压过高导致。

先将L3去掉以断开后端负载，然后测试主电源输出电压SYS5V是否正常。

如果5V正常，那么表示后端负载过重甚至短路。

如果SYS5V依然偏低，那么可能有以下几处故障点：1、R39虚焊、开路或老化后阻值变大；2、SD4失效或开路，不能提供电感续流回路；3、EC12或EC7失效或开路，导致纹波电流过大，内部RS触发器受纹波的干扰提前复位。

l输出电压为零。

主电源不输出，需要查：SD3断路，L1开路，IC6断路，L2开路。

DSP板上还有一路3.3V的电源，该路使用一颗通用LDO 1117-3.3V从SYS5V处取得。

输出的3.3V再通过磁珠L4将VDD3V3及AVDD3V3加以高频隔离，尽可能减少VDD上的时钟振铃对AVDD3V3的影响。

下面是一个DSP板的系统电源关系图，描述了各级电源之间的关系。

图3 DSP 板电源子系统关系图Sensor 头板电源子系统部分很简单，使用了两个LDO 分别得到所需的1.8V 及1.5V 电压，其电路如下：图4 Sensor 板电源子系统图4中的主输入为VDD3V3，来自J1的PIN31、32。

头板上最重要的电源是VDDA3V3，这个电压一定需要达标，否则图像上会出现不可忍受的竖线。

如果出现该问题应从DSP 板的LT1117-3.3V 查起，最有可能出问题的是接插件和磁珠L3。

因为只是使用了LDO ，所以输出的部分是不允许短路的，一旦输出端短路，LDO 可能会因为过流而烧坏，因此只要LDO 没有输出，但是其输入正常，应该先使其空载，如果电压正常，那么就需要查其后端负载的问题，否则就更换LDO 来排除故障。

图5 Sensor 板电源子系统关系图Buck DC/DC MP2359LDO LT1117-3.3VDSP NVP2040e PIN6,8,22,48,62POR STC809 PIN3E PROM 24C16 P IN1,8SensorBoard PIN31,32DSP NVP2040e PIN17,34,37VAMP IA171 PIN1,6IR-CUT 驱动电路DC 自动光圈驱动电路下面是SENSOR BG0601C 的工作电参数表表2 BG0601C 工作电参数表IR-CUT 驱动电路的工作原理及故障排除：图6 IRCUT 驱动电路和驱动时序IRCUT 切换器在电路上等效于一个电机，上图是IRCUT 的驱动电路和驱动时序，由DNMotor0、DNMotor1两个信号来控制，这两个信号都来自DSP 的GPIO 端口。

在本模块板子里，DNMotor0连到EXIO2(DSP.P27)，DNMotor1连到EXIO4(DSP.P29)。

在相应的调试软件的Pin Assign 中，设置pin27为out:dn_motor_h, pin29为out:dn_motor_l ，且相位设置均为normal 。

IRCUT 在切换时，DNMotor 信号只有其中之一输出会输出正脉冲。

当不在切换时，DNMotor 两个信号都保持在低电平上。

当IRCUT 切换器从全透片切到ircut 片时，DNMotor0变为高电平，DNMotor1保持在低电平上。

这时Q2导通，将Q2集电极拉到地，接着Q3也导通，Q3集电极被拉到SYS5V 。

电流从SYS5V 经过Q3到达DN0流进IRCUT 切换器，从DN1流出，经过SD2、Q2到地，完成切换。

在这过程中DNMotor1一直处在低电平上，Q1截止，且SD1阳极也被拉到5V ，Q4也截止。

相反，在从IRCUT 片切到全透片时也一样。

综上所述，IRCUT 在切换的过程中才有驱动信号输出，切换结束后不会输出驱动信号。

一般IRCUT 切换电路不易损坏，故障大部分都是虚焊所致，较多的焊接不良位于DSP 的Pin27，29。

另外是R20,21,22,23 1K 电阻失效所致。

SD1、SD2、Q1、Q2、Q3、Q4不良的原因，大部分是供应商使用不满足规格书的元件所致。

DNMotor0DNMotor1彩色模式黑白模式DC光圈驱动电路的工作原理及故障排除：图7 DC光圈驱动电原理图DC光圈驱动信号来自于DSP的DAC1输出（DSP_Pin36）。

DSP的DAC是电流型输出。

图中的R1将电流转换为IRIS电压信号。

IRIS信号与图像的平均亮度成正比，图像的平均亮度越高，IRIS信号经过R2,C1积分后的电压也越高。

IRIS信号积分后送入第一级反向放大后送到第二级正向放大器。

第二级的输出驱动DRV+,打开光圈。

IRIS的输入越低，最后的驱动输出就越强，对应的光圈动作是：图像越暗，光圈的驱动就越强，张开的就越大。

自动光圈在电路上是一个带反馈输出的电机，共两个线包，一个是驱动线包，另一个是反馈线包。

反馈线包和驱动线包是按3倍左右的放大倍数设计绕制圈数的，当驱动输出为1时，反馈线包大约能输出3。

因此从线包的DC阻值上看，电阻小的是驱动线包，电阻大的是反馈线包（又称阻尼线包）。

反馈线包（DAMP）被反向接到第二级的运放输入上，起到阻尼的作用。

在有这个阻尼线包的情况下，光圈的张合过程才会柔顺，不会快速张合。

一般光圈驱动部分只要焊接良好，能自动适应各种自动光圈电机。

如果光圈的关闭点有所偏差，需要微调DSP中AEC部分的DC光圈的Setting，或者微调R9,R10,R18,R40组成的分压网络的阻值。

自动光圈部分的故障，如下：1、贴片不良导致的光圈无法张开。

2、驱动线包接反导致的光圈无法张开。

3、接插件接触不良导致阻尼线包没有接上，导致反馈信号丢失，引起的光圈开合振荡。

4、阻尼线包接反，在暗处光圈控制基本正常，在亮场下反馈量增强，引起光圈快速振荡。

5、2040e调试软件中没有将DAC1（#36）没有设置在IRIS上。

综上所述，排除故障的关键有以下三点：1、查贴片是否不良，排除焊接不良的故障点。

2、保证光圈的四条线正确被接入。

3、DAC1（#36）正确设置为IRIS输出。

视频输出电路原理及故障排除：图8 视频输出相关电原理图视频输出相关电路包含两个部分： 1、 DSP 外围电路。

DSP 外围电路是保证DSP 内部TV 信号编码器工作的。

先要保证这些元件焊接良好，包括：EC2、C8（内部电压调整器的外接退耦滤波电容）；R12（内部DAC 的外部Rext ）；R13、R14、C9（内部DAC 的基准电压输入）；C7（高频补偿电容）。

2、 视频放大器电路。