安森美半導(dǎo)體基于安防應(yīng)用的模擬方案

　　近年來(lái)，隨著人們的安全意識(shí)不斷提高，對(duì)安防產(chǎn)品的需求也不斷增強(qiáng)。安防終端產(chǎn)品主要包括前端產(chǎn)品如網(wǎng)絡(luò)/模擬/球形攝像機(jī)等，后端存儲(chǔ)產(chǎn)品如數(shù)字視頻錄像機(jī)(DVR)、網(wǎng)絡(luò)硬盤錄像機(jī)(NVR)、視頻存儲(chǔ)、視頻服務(wù)器等，傳輸、智能交通、車載產(chǎn)品如視頻矩陣、大屏分割、智能交通頻閃燈、便攜式DVR、車載DVR和行車記錄儀等，以及新興領(lǐng)域和新產(chǎn)品如家用攝像機(jī)、運(yùn)動(dòng)攝像機(jī)、工業(yè)攝像機(jī)、機(jī)器視覺(jué)、可視對(duì)講與門禁系統(tǒng)、無(wú)人機(jī)等等。作為全球領(lǐng)先的半導(dǎo)體供應(yīng)商，安森美半導(dǎo)體針對(duì)上述各類應(yīng)用，都可提供相應(yīng)的完整的解決方案，包括主控芯片和外圍模擬器件，本文將重點(diǎn)介紹模擬方案。

　　線性穩(wěn)壓器

　　安森美半導(dǎo)體是全球第一大線性穩(wěn)壓器供應(yīng)商，其低壓降穩(wěn)壓器(LDO)產(chǎn)品種類齊全，具有低靜態(tài)電流、低噪聲、高電流、極小封裝尺寸、超低壓降、多通道輸出、極佳瞬態(tài)響應(yīng)及軟啟動(dòng)等優(yōu)勢(shì)，并集成一系列保護(hù)特性，可滿足安防領(lǐng)域?qū)τ诰€性電源的各種要求。

　　以NCP114為例，電源抑制比(PSRR)在1 KHz時(shí)高達(dá)75 dB，輸出噪聲低至65 uVrms，提供以50 mV步幅的輸出電壓選擇，也可根據(jù)需要提供定制不同輸出電壓的版本，非常適用于安防前端產(chǎn)品，如攝像機(jī)中給圖像傳感器及數(shù)字芯片等電源噪聲敏感的負(fù)載供電。

　　安森美半導(dǎo)體提供一系列支持DDR VTT供電的高性能終端穩(wěn)壓器，如NCP51190/8/9、NCP51145、NCP51200、NCP51400、NCP51510等等，其中應(yīng)用最廣泛的NCP51200，可滿足從DDR1到DDR4不同的電壓要求，輸入電壓可低至1.1 V，終端電壓(VTT)低至0.5 V，輸出電流可達(dá)3 A，集成功率MOSFET，內(nèi)置軟啟動(dòng)，結(jié)合高速差分放大器以提供快速瞬態(tài)響應(yīng)，可用于安防前后端產(chǎn)品的DDR供電。

　　DC-DC電源

　　根據(jù)輸入電壓及輸出電流的不同，安森美半導(dǎo)體可提供滿足不同要求的各種DC-DC方案。

　　1) 12 V 總線

　　NCP323x是高輸出電流、高能效的電壓模式同步降壓轉(zhuǎn)換器系列，提供從4.5 V至18 V的寬輸入電壓范圍，內(nèi)置降壓電路的高邊和低邊MOSFET，能效高達(dá)95%，內(nèi)置軟啟動(dòng)，采用全部引腳兼容的封裝，適用于安防后端存儲(chǔ)產(chǎn)品中給專用集成電路(ASIC)、現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列(FPGA)、數(shù)字信號(hào)處理器(DSP)等主芯片和I/O口及硬盤設(shè)備供電。

　　對(duì)于3 A以下低輸出電流的應(yīng)用，安森美半導(dǎo)體提供NCP3170同步穩(wěn)壓器，工作輸入電壓范圍為4.5 V至18 V，輸出電壓可調(diào)低至0.8 V，內(nèi)置90 mΩ高邊和24 mΩ低邊開(kāi)關(guān)，結(jié)合脈頻調(diào)制(PFM)模式提升輕載能效，適合用在各類芯片、I/O口等的供電上。

　　2) 24 V至100 V輸入總線

　　NCP1034同步降壓控制器適用于高壓輸入應(yīng)用，輸入耐壓可達(dá)100 V，內(nèi)置驅(qū)動(dòng)器，驅(qū)動(dòng)電流能力可達(dá)2 A，外部頻率可調(diào)，具備可編程軟啟動(dòng)、可編程過(guò)流保護(hù)及打嗝模式(hiccup)限流等特性，適用于24 V、48 V、60 V等直流母線輸入場(chǎng)合如NVR、交換機(jī)、智能球形攝像機(jī)、無(wú)人機(jī)等產(chǎn)品的第一級(jí)的DC-DC功率轉(zhuǎn)換上。

　　3) LED 驅(qū)動(dòng)器及溫度傳感器

　　LED驅(qū)動(dòng)器NCL30161，采用獨(dú)特的平均電流滯環(huán)控制模式，無(wú)需外部環(huán)路補(bǔ)償電路，支持模擬/PWM調(diào)光，適用于智能交通頻閃燈、曝閃燈及攝像機(jī)的紅外補(bǔ)光燈。

　　12位數(shù)字溫度傳感器NCT75，工作溫度范圍-55 ℃至125 ℃，內(nèi)置的溫度傳感器精度為±1 ℃，分辨率為1/16 ℃，支持SMBus總線報(bào)警，具有待機(jī)模式、一次觸發(fā)模式等，適合用作感溫設(shè)備監(jiān)控整個(gè)產(chǎn)品的工作溫度和發(fā)熱狀況。

　　以太網(wǎng)供電(POE)產(chǎn)品

　　POE是指通過(guò)以太網(wǎng)電纜傳輸電力。近年來(lái)POE在安防領(lǐng)域的應(yīng)用越來(lái)越廣泛，尤其是在網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)和NVR中分別作為受電設(shè)備(PD)和供電設(shè)備。傳統(tǒng)的POE方案相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范有IEEE 802.3af和IEEE 802.3at，分別代表了13 W和25 W的功率等級(jí)。隨著受電設(shè)備功能不斷豐富，功率不斷增大，又出現(xiàn)了POE+、POE++等非標(biāo)規(guī)范。

　　安森美半導(dǎo)體是領(lǐng)先的電信供應(yīng)商的技術(shù)合作伙伴，其POE產(chǎn)品包含受電端PD控制器和DC-DC控制器，可涵蓋各個(gè)功率等級(jí)，滿足不同的應(yīng)用需求，如符合IEEE802.3af/at的集成方案NCP108x，集成POE-PD和反激DC-DC控制器，只需單芯片就可滿足POE受電設(shè)備的整個(gè)電源應(yīng)用，內(nèi)置斜率補(bǔ)償，開(kāi)關(guān)頻率和軟啟動(dòng)時(shí)間可調(diào)，集成可調(diào)的欠壓鎖定和浪涌保護(hù)。又如分立方案NCP109x+NCP103x，其中NCP103x輸入電壓范圍為8 V至100 V，內(nèi)置MOSFET，輸出功率8 W至30 W，開(kāi)關(guān)頻率達(dá)1 MHz，采用電流模式控制。這些產(chǎn)品都適合用于安防攝像機(jī)的POE電源。由于NCP103x具備性能和集成度上的優(yōu)勢(shì)，還適用于安防前后端各類產(chǎn)品的隔離型輔助供電電源。

　　圖1：POE方案

　　對(duì)于各類非標(biāo)POE、POE+等規(guī)范，后級(jí)DC-DC的輸出功率需要進(jìn)一步增大。安森美半導(dǎo)體的NCP1251固定頻率6引腳PWM控制器可滿足此類需求，該器件外接MOSFET，通過(guò)頻率反走和跳周期確保在所有負(fù)載下都實(shí)現(xiàn)高能效，可涵蓋100 W以內(nèi)的應(yīng)用。

　　NCP1565雙模式有源鉗位PWM控制器針對(duì)更高輸出功率、更高轉(zhuǎn)換能效和更高功率密度需求的應(yīng)用，支持非標(biāo)POE++，內(nèi)置200 V高壓?jiǎn)?dòng)電路，最高頻率可達(dá)1.5 MHz，可有效地減小磁性元器件的體積，提高功率密度，可根據(jù)實(shí)際應(yīng)用靈活選擇電流模式和電壓模式兩種控制方式，同時(shí)，片內(nèi)帶有可編程占空比限制、逐周期過(guò)流保護(hù)、過(guò)壓/欠壓保護(hù)等特性。