负压大灌电流供电单元及TDICMOS成像系统的低负压供电方法

本发明属于航天应用成像，尤其涉及一种负压大灌电流供电单元及tdicmos成像系统的低负压供电方法。

背景技术：

1、tdicmos探测器在工作时，需要频繁对控制栅的电容进行充放电操作，因此控制栅部分的高电位供电需要大的拉电流，低电位供电部分需要小的灌电流。对于工作电流小的拉灌电流，可以采用运放跟随的方式实现。对于大的灌电流负压供电，若输出电压的幅度绝对值高，也可以采用负压供电的ldo，而对于低压而且是负压的大灌电流供电，前两种方案都不可行，相对可行的方案是使用大电流的运放进行供电，而大电流运放的最低工作电压高，静态电流大，低压应用时供电效率低，而且器件自身体积大，不利于高供电效率和高功能密度设计。

2、公开号为cn113054642a的中国发明专利，提出采用ddr3供电芯片来进行探测器的低电压大拉灌电流供电，通过外部基准源加分压电阻及跟随运放的形式来提供ddr3芯片低漂移低纹波的可调参考电压；通过与成像控制器共用点负载输出的数字电压来进行ddr3芯片的数字逻辑供电；通过与成像控制器共用点负载输出的内核电压作为ddr3芯片内部ldo的低压差供电，减少供电电源芯片数量，同时提高供电效率。针对成像控制器和tdicmos探测器都存在上电顺序要求，设计了专门的上电时序，保证成像控制器和tdicmos探测器上电过程中不会出现瞬态大电流，稳定可靠地工作。该专利是针对低正压大灌电流的应用，并不能适用于栅极为负压工作方式的tdicmos探测器，也未考虑tdicmos探测器的正压和负压时序不正确时可能导致的异常大电流。

3、公开号为cn114123155a的中国发明专利，采用刷新芯片的内核单独供电，并最后供电，避开潜通的影响；在点负载的输入端采用rc滤波电路来减小点负载的开关操作对供电电源的干扰。但也无法解决低压且是负压的大灌电流供电问题，以及无法解决tdicmos探测器供电时负压和正压上电时序不正确可能导致的异常大电流问题。

技术实现思路

1、有鉴于此，本发明创造旨在提供一种负压大灌电流供电单元及tdicmos成像系统的低负压供电方法，以解决低压且是负压的大灌电流供电问题，以及tdicmos探测器供电时负压和正压上电时序不正确可能导致的异常大电流问题。

2、为达到上述目的，本发明创造的技术方案是这样实现的：

3、一种负压大灌电流供电单元，包括第一正压供电ldo、第二正压供电ldo、负压供电ldo、模拟开关和ddr3供电芯片；其中，

4、第一正压供电ldo的en1管脚接入成像控制器输出的en1使能信号，第一正压供电ldo的vin管脚接入电源转换电路输出的+vcca1电压，第一正压供电ldo的vout管脚输出+vcc1电压；

5、第二正压供电ldo的en2管脚接入成像控制器输出的en2使能信号，第二正压供电ldo的vin管脚接入电源转换电路输出的+vcca2电压，第二正压供电ldo的vout管脚输出+vcc2电压；

6、负压供电ldo的en3管脚接入成像控制器输出的en3使能信号，负压供电ldo的vin管脚接入电源转换电路输出的-vcca3电压，负压供电ldo的vout管脚输出-vee电压；

7、模拟开关的a管脚接入成像控制器输出的en4使能信号，模拟开关的s1管脚接入第一正压供电ldo的vout管脚输出的+vcc1电压，模拟开关的s2管脚接入第二正压供电ldo的vout管脚输出的-vee电压，模拟开关的vdd管脚接入电源转换电路输出的vdd电压，模拟开关的vss管脚接入电源转换电路输出的-vss电压，模拟开关的gnd管脚接入线路板的二次地；

8、ddr3供电芯片的en4管脚接入模拟开关的out管脚，ddr3供电芯片的vddqsens管脚与vldoin管脚连接且同时接入第一正压供电ldo的vout管脚输出的+vcc1电压和模拟开关的s1管脚，ddr3供电芯片的vddin管脚接入第二正压供电ldo的vout管脚输出的+vcc2电压，ddr3供电芯片的gnd管脚接入负压供电ldo的vout管脚输出的-vee电压；

9、当成像控制器输出的en1使能信号、en2使能信号、en3使能信号和en4使能信号均处于禁止状态时，ddr3供电芯片的vo/vtt管脚输出0伏电压；当成像控制器输出的en1使能信号、en2使能信号、en3使能信号使能而en4使能信号处于禁止状态时，ddr3供电芯片的vo/vtt管脚输出-vee伏电压；当成像控制器输出的en1使能信号、en2使能信号、en3使能信号和en4使能信号均使能时，ddr3供电芯片的vo/vtt管脚输出-vtt伏电压。

10、进一步的，各电压值之间的约束关系如下：

11、

12、式中，vlogic为第一正压供电ldo、第二正压供电ldo内部的逻辑供电电源提供的电压，取值为3.3v或者2.5v。

13、一种利用上述的负压大灌电流供电单元实现的tdicmos成像系统的低负压供电方法，负压大灌电流供电单元的上电时序为：

14、第一步：通过电源转换电路对模拟开关的vdd管脚和vss管脚进行上电；

15、第二步：通过电源转换电路分别对第一正压供电ldo、第二正压供电ldo、负压供电ldo的vin管脚进行上电；

16、第三步：通过成像控制器分别对第一正压供电ldo的en1管脚、第二正压供电ldo的en2管脚、负压供电ldo的en3管脚进行使能；

17、第四步：通过成像控制器对ddr3供电芯片的en4管脚进行使能。

18、进一步的，tdicmos探测器的上电时序为：

19、第一步：通过电源转换电路与成像控制器对负压大灌电流供电单元进行上电；

20、第二步：通过负压大灌电流供电单元输出的负电压对tdicmos探测器的接口、数字电源和模数转换电源进行上电；

21、第三步：通过电源转换电路对tdicmos探测器的像素部分进行上电。

22、进一步的，负压大灌电流供电单元的下电时序为：

23、第一步：通过成像控制器对ddr3供电芯片的en4管脚进行禁止；

24、第二步：通过成像控制器分别对第一正压供电ldo的en1管脚、第二正压供电ldo的en2管脚、负压供电ldo的en3管脚进行禁止；

25、第三步：通过电源转换电路分别对第一正压供电ldo、第二正压供电ldo、负压供电ldo的vin管脚进行下电；

26、第四步：通过电源转换电路对模拟开关的vdd管脚和vss管脚进行下电。

27、进一步的，tdicmos探测器的下电时序为：

28、第一步：通过电源转换电路对tdicmos探测器的像素部分进行下电；

29、第二步：通过负压大灌电流供电单元对tdicmos探测器的接口、数字电源和模数转换电源进行下电；

30、第三步：通过电源转换电路与成像控制器对负压大灌电流供电单元进行下电。

31、与现有技术相比，本发明创造能够取得如下有益效果：

32、1、通过对正压供电ldo的供电电平进行偏移，从而实现对tdicmos探测器的负压供电；

33、2、通过对正压供电ldo的使能管脚进行开关控制和对负压供电ldo的使能管脚进行开关控制，从而实现不同的电平转换；通过对负压大灌电流供电单元设置特定的上电顺序，避免负压大灌电流供电单元的输出电压在切换过程中波动幅度过大；

34、3、通过对tdicmos探测器设计新的上电时序，从而避免出现大工作电流。