数码相机电源电路的工作原理分析

　　由于数码相机要具有便携性，所以数码相机的体积不能设计的很大，而且为整个系统提供电力的只能是一个简单的电池组。电池组的输出电压单一而且会在一定范围内变动，无法直接为系统内各个单元电路供电，所以数码相机的电源电路都采用集成度很高的电源管理芯片来进行功率变换，通过变换得到各个单元电路所需的各种工作电压。

　　目前数码相机的电源管理芯片型号也很多，如MAXIM 公司的MAX1800/ MAX1801/MAX1802 系列，德州仪器公司的TPS63000 系列等。其中MAX1800 电源芯片是专为数码相机设计的电源电路。该芯片内置一组高效、降压型DC- DC 转换器和三组辅助升压转换器以及一路用于驱动外部P 沟道MOSFET（场效应管）以构成线性稳压器的增益电路。其中，DC- DC转换器可接受+0.7~5.5V 输入电压，能提供2.7V~5.5V 的可调输出，其输出电流可达1.5V。

　　而三组辅助控制器及增益电路可分为CCD/CMOS、LCD 显示屏、背光和镜头电机供电。

　　另外，MAX1800 还可为MAX1801 升压型DC- DC 从控制器提供振荡信号和基准电压，增加输出电压。以MAX1800 电源芯片为的电源电路主要包括电池、电源管理芯片（MAX1800）、变压器、场效应管、稳压二极管、电感、电容、电阻等（这也是大部分数码相机电源电路的组成）。数码相机各个单元电路所需的工作电压就是通过MAX1800 电源管理芯片内部的DC- DC 转换电路，再配以外部的变压器、场效应管、电感等，从电池的电压转换而来。下面根据不同供电电压的产生原理分析数码相机的电源电路的工作原理。

　　1 开机电路及3.3V 产生电路分析

　　数码相机中的A/D（摸数转换器）、DSP（数字信号处理器）、存储器、CPU 及其他芯片一般需要2.5V~3.3V 工作电压。另外CPU 还需要1.8V 或2.5V 的工作电压。电源开机电路及3.3V 产生电路主要由电池、CPU、电源控制芯片（MAX1800）、稳压二极管、电容、电阻等组成。

　　电源开机电路主要通过给CPU 发送开机信号，由CPU 控制电源管理芯片工作，其电路原理图如图1 所示。

图1 数码相机开机电路及3.3V产生电路原理图

　　当数码相机安装上电池后，电池的正极通过稳压二极管D1、储能电容C6 后输出3.3V 电压，为CPU、DSP、A/D、存储器等芯片提供工作电压。同时，MAX1800 电源控制芯片从OUT 端口和FBM端口获得偏压，接着RDYM 端向CPU 发出主控制好信号（POWER OK 信号）。

　　CPU 在得到3.3V 供电后，其内部会有一个启动电压。当按下开机按键（POWER）时由于开机按键的一端接地，使CPU 的XPW ON 端的电压由高电平变为低电平，使CPU 内部的开机模块被触发。接着CPU 内部的开机模块向电源控制芯片MAX1800 的主转换器使能输入端（ONM端）发出高电平信号，触发电源控制芯片内部的主转换电路开始工作。随后电源管理芯片的所有转换器都开始工作，向数码相机的各个电路输出工作电压，实现开机。同时，CPU 向电源指示灯连接的LED- ON 端口发出驱动高电平信号，使三极管Q6 导通，电源控制芯片的3.3V 电压给电源指示灯供电，电源指示灯开始工作发光。当再次按下开机按键时，CPU 内部的开机模块又收到一个触发信号，接着CPU 内部的开机模块向电源控制芯片的ONM端发出低电平信号，使电源控制芯片关闭内部控制器，停止输出工作电压，实现关机。

　　2 CPU 供电电路分析

　　数码相机CPU 的工作电压一般为1.8V 或2.5V，数码相机CPU 的供电电路主要由MAX1800 电源管理芯片、电池、场效应管、稳压二极管、储能电容、电阻等组成。数码相机CPU 供电电路原理图如图2 所示。

图2 数码相机CPU 供电电路原理图

　　电阻的正极通过电感L1 连接到MAX1800电源管理芯片的LX 端口， 而LX 通过MAX1800 电源芯片内部场效应管连接到POUT端口，在MAX1800 内部的开关电源开始工作后，POUT 端口将输出电压；另一路，从电池的正极通过稳压二极管D1、电阻R5、电容C7 后为连接到MAX1800 电源管理芯片的OUT 端口，向芯片内部输入工作电压（偏压）；再经过电阻R6、R8 后连接到FBM端口；电池的正极通过稳压二极管D1、电阻R7 连接到RDYM端口。

　　当按下电源开关按钮，CPU 向MAX1800电源管理芯片的ONM 端口输出高电平，MAX1800 电源管理芯片的ONM端的电压变为高电压后，MAX1800 电源管理芯片内部的主控制器开始工作，POUT 端口开始输出驱动电压，REF 端口输出1.25V 基准电压。POUT 端口输出的驱动电压使ONA端口的电压变为高电平，接着AO 端口输出驱动信号驱动场效应管Q4导通，POUT 端口输出的电压再经过场效应管Q4、滤波电容C5 后，输出1.8V 电压为CPU 供电。同时，MAX1800 电源管理芯片的AI 端经过电阻R3 和R4 后连接到场效应管Q4 的S 极，将场效应管Q4 的S 极的输出电压与内部的基准电压（1.25V）作比较，来调整AO 端口输出的驱动信号，以终输出稳定的1.8V 电压。当POUT 端口停止输出电压时，ONA 端口的电压变为低电平，将使AO 端停止输出驱动信号，使MAX1800 电源芯片内部的主控制器被关闭，同时其他辅助控制器也被关闭。另外，POUT 端口还连接到OSC 端口，通过电容C2 和电阻R1 定时元件，将振荡电路的频率调整为电源管理芯片需要的振荡频率。而COMPA 端口连接电阻R2 和电容C4 组成一个补偿回路，当AO 端口输出的驱动电流小于500MA 时，对主控制器进行补偿控制，使AO 端口输出的驱动电流保持在500mA，从而稳定主控制器的输出。

　　数码相机电源部分为整个数码相机系统提供能源动力支持，是数码相机结构中较重要部分，其中电源故障占数码相机硬件故障的很大一部分比例，所以分析数码相机电源电路工作原理可以更快更好地维修数码相机。