安森美半導體基于安防應用的模擬方案

　　近年來(lái)，隨著(zhù)人們的安全意識不斷提高，對安防產(chǎn)品的需求也不斷增強。安防終端產(chǎn)品主要包括前端產(chǎn)品如網(wǎng)絡(luò )/模擬/球形攝像機等，后端存儲產(chǎn)品如數字視頻錄像機(DVR)、網(wǎng)絡(luò )硬盤(pán)錄像機(NVR)、視頻存儲、視頻服務(wù)器等，傳輸、智能交通、車(chē)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(chē)載DVR和行車(chē)記錄儀等，以及新興領(lǐng)域和新產(chǎn)品如家用攝像機、運動(dòng)攝像機、工業(yè)攝像機、機器視覺(jué)、可視對講與門(mén)禁系統、無(wú)人機等等。作為全球領(lǐng)先的半導體供應商，安森美半導體針對上述各類(lèi)應用，都可提供相應的完整的解決方案，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(xiàn)性穩壓器

　　安森美半導體是全球第一大線(xiàn)性穩壓器供應商，其低壓降穩壓器(LDO)產(chǎn)品種類(lèi)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)響應及軟啟動(dòng)等優(yōu)勢，并集成一系列保護特性，可滿(mǎn)足安防領(lǐng)域對于線(xiàn)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，如攝像機中給圖像傳感器及數字芯片等電源噪聲敏感的負載供電。

　　安森美半導體提供一系列支持DDR VTT供電的高性能終端穩壓器，如NCP51190/8/9、NCP51145、NCP51200、NCP51400、NCP51510等等，其中應用最廣泛的NCP51200，可滿(mǎn)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3 A，集成功率MOSFET，內置軟啟動(dòng)，結合高速差分放大器以提供快速瞬態(tài)響應，可用于安防前后端產(chǎn)品的DDR供電。

　　DC-DC電源

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

　　1) 12 V 總線(xiàn)

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

　　對于3 A以下低輸出電流的應用，安森美半導體提供NCP3170同步穩壓器，工作輸入電壓范圍為4.5 V至18 V，輸出電壓可調低至0.8 V，內置90 mΩ高邊和24 mΩ低邊開(kāi)關(guān)，結合脈頻調制(PFM)模式提升輕載能效，適合用在各類(lèi)芯片、I/O口等的供電上。

　　2) 24 V至100 V輸入總線(xiàn)

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

　　3) LED 驅動(dòng)器及溫度傳感器

　　LED驅動(dòng)器NCL30161，采用獨特的平均電流滯環(huán)控制模式，無(wú)需外部環(huán)路補償電路，支持模擬/PWM調光，適用于智能交通頻閃燈、曝閃燈及攝像機的紅外補光燈。

　　12位數字溫度傳感器NCT75，工作溫度范圍-55 ℃至125 ℃，內置的溫度傳感器精度為±1 ℃，分辨率為1/16 ℃，支持SMBus總線(xiàn)報警，具有待機模式、一次觸發(fā)模式等，適合用作感溫設備監控整個(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)域的應用越來(lái)越廣泛，尤其是在網(wǎng)絡(luò )攝像機和NVR中分別作為受電設備(PD)和供電設備。傳統的POE方案相關(guān)的標準和規范有IEEE 802.3af和IEEE 802.3at，分別代表了13 W和25 W的功率等級。隨著(zhù)受電設備功能不斷豐富，功率不斷增大，又出現了POE+、POE++等非標規范。

　　安森美半導體是領(lǐng)先的電信供應商的技術(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，滿(mǎn)足不同的應用需求，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(mǎn)足POE受電設備的整個(gè)電源應用，內置斜率補償，開(kāi)關(guān)頻率和軟啟動(dòng)時(shí)間可調，集成可調的欠壓鎖定和浪涌保護。又如分立方案NCP109x+NCP103x，其中NCP103x輸入電壓范圍為8 V至100 V，內置MOSFET，輸出功率8 W至30 W，開(kāi)關(guān)頻率達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的POE電源。由于NCP103x具備性能和集成度上的優(yōu)勢，還適用于安防前后端各類(lèi)產(chǎn)品的隔離型輔助供電電源。

　　圖1：POE方案

　　對于各類(lèi)非標POE、POE+等規范，后級DC-DC的輸出功率需要進(jìn)一步增大。安森美半導體的NCP1251固定頻率6引腳PWM控制器可滿(mǎn)足此類(lèi)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載下都實(shí)現高能效，可涵蓋100 W以?xún)鹊膽谩?/p>

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