ASIL級(jí)攝像頭電源保護(hù)器保護(hù)您的車載攝像頭

這些天，當(dāng)您開車時(shí)，您的眼睛并不是唯一固定在路上的眼睛?，F(xiàn)代車輛現(xiàn)在擁有多個(gè)攝像頭，這些攝像頭與雷達(dá)和激光雷達(dá)等其他先進(jìn)傳感器相結(jié)合，支持先進(jìn)駕駛輔助系統(tǒng) （ADAS） 等安全功能。這些傳感器的融合可以檢測盲點(diǎn)、行人、街道車道等……甚至引導(dǎo)車輛自行停車。例如，當(dāng)今的一些半自動(dòng)駕駛汽車配備8 到 12 個(gè)攝像頭，可提供 360 度環(huán)繞視圖以提供停車輔助功能，并提供 250m 的前方視野以避免碰撞。這些攝像頭可以與超聲波傳感器和前向雷達(dá)配合使用，以提供更廣闊的視野。

根據(jù)Research and Markets的一份報(bào)告，到 2023 年，全球汽車攝像頭市場預(yù)計(jì)將達(dá)到約 75 億美元，2018 年至 2023 年的復(fù)合年增長率為 24.3% 。研究人員指出，對 ADAS 的需求以及北美和歐洲政府對后視倒車攝像頭的要求是這一增長的關(guān)鍵驅(qū)動(dòng)力。此外，攝像頭開始取代某些汽車中的傳統(tǒng)側(cè)視鏡，新興的駕駛員監(jiān)控系統(tǒng)依靠攝像頭來評(píng)估困倦或分心等情況。朝著更高的安全標(biāo)準(zhǔn)邁進(jìn)只會(huì)繼續(xù)推動(dòng)對相機(jī)的需求。

鑒于這些汽車攝像頭在安全方面發(fā)揮著如此重要的作用，因此必須確保它們能夠正常供電并可靠運(yùn)行。您還需要考慮是否符合汽車安全完整性等級(jí) （ASIL）。ASIL 對汽車系統(tǒng)中的固有安全風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行分類，是遵守 ISO 26262 的重要組成部分，該標(biāo)準(zhǔn)為安全關(guān)鍵汽車部件提供了國際標(biāo)準(zhǔn)。

平衡電源和保護(hù)需求

汽車攝像頭有多種電源管理方案——通常，路徑跨越從為遠(yuǎn)程攝像頭本身提供電源的汽車電池。假設(shè)您有一個(gè) 12V 汽車電池和幾個(gè)攝像頭，可通過同軸電纜供電。由于電池和電纜之間的電壓波動(dòng)很大（每臺(tái)攝像機(jī)通常在 0.3A 時(shí)為 8V-10V），您需要考慮與同軸系統(tǒng)供電相關(guān)的各種限制。您需要一個(gè)降壓-升壓轉(zhuǎn)換器來調(diào)整不同的電壓，尤其是在啟停和冷車發(fā)動(dòng)條件下。但是，您仍然需要針對過流、對地短路和電池短路等故障條件提供一些隔離，所有這些都可能造成損壞，從而影響駕駛員和乘客的安全。為了這，

更好的是，您可以為汽車攝像頭模塊選擇高度集成的攝像頭電源保護(hù)器 IC。這樣的設(shè)備使您能夠通過嚴(yán)格控制每個(gè)通道的最大電流來最大限度地減少故障緩解電路。您還可以將每臺(tái)攝像機(jī)上的所有故障與單個(gè)電源和其他攝像機(jī)隔離開來。理想的保護(hù)器 IC 還將通過 I 2 C提供診斷故障信息。

攝像機(jī)保護(hù)器可以是攝像機(jī)系統(tǒng)的融合電子控制單元 （ECU） 的一部分。降壓-升壓轉(zhuǎn)換器將連接到汽車電池，并通過攝像頭保護(hù)器、交流阻斷線圈和同軸電纜向遠(yuǎn)程攝像頭提供直流電。四通道解串器將通過一組交流耦合電容器和相同的同軸電纜將微處理器連接到遠(yuǎn)程攝像機(jī)。每個(gè)遠(yuǎn)程攝像頭都將由汽車電源管理 IC （PMIC）、串行器和圖像傳感器管理。圖 2描述了這種架構(gòu)。

圖 1. 汽車攝像頭系統(tǒng)的電源管理架構(gòu)。

業(yè)界唯一的 ASIL 級(jí)相機(jī)保護(hù)器

Maxim 的MAX20087提供了一個(gè)可插入遠(yuǎn)程攝像頭系統(tǒng)的攝像頭保護(hù)器 IC 示例。它是業(yè)界唯一一款具有基于 I 2 C 的集成診斷功能的 ASIL 級(jí)攝像機(jī)保護(hù)器（符合 ASIL B 至 ASIL D） 。作為雙通道/四通道器件，它在一個(gè) 4mm x 4mm、20 引腳 TQFN 中提供兩個(gè)或四個(gè) 600mA 保護(hù)開關(guān)。單個(gè) MAX20087 同時(shí)支持四個(gè)攝像頭，而同一總線上的兩個(gè)并聯(lián)器件支持八個(gè)攝像頭。該器件單獨(dú)保護(hù)每個(gè)輸出免受電池短路、接地短路和過流情況的影響。一個(gè)集成的 8 位模數(shù)轉(zhuǎn)換器 （ADC） 根據(jù) ASIL 合規(guī)性的要求監(jiān)控電流、電壓和電源讀數(shù)。

MAX20087 集成的功能使您不必使用更多的分立元件。例如，由于該器件可阻止電池短路從反饋到電源軌，因此您無需在每個(gè)通道上添加反向阻斷二極管。您可以通過購買MAX20087EVKIT評(píng)估套件來評(píng)估 MAX20087 用于您的下一個(gè)汽車攝像頭設(shè)計(jì)，它可以作為獨(dú)立的保護(hù)器運(yùn)行，也可以通過 I 2 C 接口連接到控制器以實(shí)現(xiàn)高級(jí)控制和診斷。

為了完善相機(jī)系統(tǒng)的電源管理架構(gòu)，Maxim 提供了各種汽車電源 IC。例如，這些汽車 PMIC 可以支持遠(yuǎn)程攝像頭：

MAX25249和MAX25249B四路輸出微型 PMIC，業(yè)界最小的此類解決方案，適用于具有精密監(jiān)控的汽車攝像頭。這些器件在一個(gè) 3.5mm x 3.5mm、20 引腳 TQFN 中集成了三個(gè) DC-DC 轉(zhuǎn)換器和一個(gè)高 PSRR LDO。

MAX20049靈活、緊湊、四路電源，具有 2.2MHz、500mA 降壓轉(zhuǎn)換器和雙路 LDO，適用于汽車攝像頭模塊。這兩個(gè)降壓轉(zhuǎn)換器設(shè)計(jì)用于輸入電壓為 3.5V 至 17V 的固定頻率脈寬調(diào)制 （PWM） 操作。

鑒于這些攝像頭在汽車系統(tǒng)中發(fā)揮的關(guān)鍵作用，確保您的車載攝像頭供電正常并可靠運(yùn)行至關(guān)重要。這就是為什么正確的汽車 PMIC 可以使您的設(shè)計(jì)與眾不同。

審核編輯：郭婷