安森美半導體基于安防應用的模擬方案
近年來,隨著人們的安全意識不斷提高,對安防產品的需求也不斷增強。安防終端產品主要包括前端產品如網絡/模擬/球形攝像機等,后端存儲產品如數字視頻錄像機(DVR)、網絡硬盤錄像機(NVR)、視頻存儲、視頻服務器等,傳輸、智能交通、車載產品如視頻矩陣、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,以及新興領域和新產品如家用攝像機、運動攝像機、工業攝像機、機器視覺、可視對講與門禁系統、無人機等等。作為全球領先的半導體供應商,安森美半導體針對上述各類應用,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,本文將重點介紹模擬方案。
安森美半導體是全球第一大線性穩壓器供應商,其低壓降穩壓器(LDO)產品種類齊全,具有低靜態電流、低噪聲、高電流、極小封裝尺寸、超低壓降、多通道輸出、極佳瞬態響應及軟啟動等優勢,并集成一系列保護特性,可滿足安防領域對于線性電源的各種要求。
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,內置軟啟動,結合高速差分放大器以提供快速瞬態響應,可用于安防前后端產品的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,采用全部引腳兼容的封裝,適用于安防后端存儲產品中給專用集成電路(ASIC)、現場可編程門陣列(FPGA)、數字信號處理器(DSP)等主芯片和I/O口及硬盤設備供電。
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低邊開關,結合脈頻調制(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用,輸入耐壓可達100 V,內置驅動器,驅動電流能力可達2 A,外部頻率可調,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、無人機等產品的第一級的DC-DC功率轉換上。
LED驅動器NCL30161,采用獨特的平均電流滯環控制模式,無需外部環路補償電路,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總線報警,具有待機模式、一次觸發模式等,適合用作感溫設備監控整個產品的工作溫度和發熱狀況。
POE是指通過以太網電纜傳輸電力。近年來POE在安防領域的應用越來越廣泛,尤其是在網絡攝像機和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。
安森美半導體是領先的電信供應商的技術合作伙伴,其POE產品包含受電端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受電設備的整個電源應用,內置斜率補償,開關頻率和軟啟動時間可調,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,開關頻率達1 MHz,采用電流模式控制。這些產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勢,還適用于安防前后端各類產品的隔離型輔助供電電源。
圖1:POE方案
對于各類非標POE、POE+等規范,后級DC-DC的輸出功率需要進一步增大。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高能效,可涵蓋100 W以內的應用。
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,可根據實際應用靈活選擇電流模式和電壓模式兩種控制方式,同時,片內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。
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( 發表人:林錦翔 )