安森美半導(dǎo)體基于安防應(yīng)用的模擬方案

　　近年來，隨著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(shù)字視頻錄像機（DVR）、網(wǎng)絡(luò)硬盤錄像機（NVR）、視頻存儲、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、運動攝像機、工業(yè)攝像機、機器視覺、可視對講與門禁系統(tǒng)、無人機等等。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)及軟啟動等優(yōu)勢，并集成一系列保護特性，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(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，如攝像機中給圖像傳感器及數(shù)字芯片等電源噪聲敏感的負載供電。

　　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0.5V，輸出電流可達3 A，集成功率MOSFET，內(nèi)置軟啟動，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95%，內(nèi)置軟啟動，采用全部引腳兼容的封裝，適用于安防后端存儲產(chǎn)品中給專用集成電路（ASIC）、現(xiàn)場可編程門陣列（FPGA）、數(shù)字信號處理器（DSP）等主芯片和I/O口及硬盤設(shè)備供電。

　　對于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100 V，內(nèi)置驅(qū)動器，驅(qū)動電流能力可達2 A，外部頻率可調(diào)，具備可編程軟啟動、可編程過流保護及打嗝模式（hiccup）限流等特性，適用于24 V、48 V、60 V等直流母線輸入場合如NVR、交換機、智能球形攝像機、無人機等產(chǎn)品的第一級的DC-DC功率轉(zhuǎn)換上。

　　3）。 LED 驅(qū)動器及溫度傳感器

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

　　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總線報警，具有待機模式、一次觸發(fā)模式等，適合用作感溫設(shè)備監(jiān)控整個產(chǎn)品的工作溫度和發(fā)熱狀況。

　　以太網(wǎng)供電（POE）產(chǎn)品

　　POE是指通過以太網(wǎng)電纜傳輸電力。近年來POE在安防領(lǐng)域的應(yīng)用越來越廣泛，尤其是在網(wǎng)絡(luò)攝像機和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)的標準和規(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。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，可涵蓋各個功率等級，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)備的整個電源應(yīng)用，內(nèi)置斜率補償，開關(guān)頻率和軟啟動時間可調(diào)，集成可調(diào)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(nèi)置MOSFET，輸出功率8 W至30 W，開關(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產(chǎn)品的隔離型輔助供電電源。

　　圖1：POE方案

　　對于各類非標POE、POE+等規(guī)范，后級DC-DC的輸出功率需要進一步增大。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，通過頻率反走和跳周期確保在所有負載下都實現(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POE++，內(nèi)置200 V高壓啟動電路，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(jù)實際應(yīng)用靈活選擇電流模式和電壓模式兩種控制方式，同時，片內(nèi)帶有可編程占空比限制、逐周期過流保護、過壓/欠壓保護等特性。