《電子技術(shù)應(yīng)用》
您所在的位置:首頁(yè) > 電源技術(shù) > 新品快遞 > 安森美半導(dǎo)體基于安防應(yīng)用的模擬方案

安森美半導(dǎo)體基于安防應(yīng)用的模擬方案

2016-05-27

  近年來,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,、可視對(duì)講與門禁系統(tǒng),、無人機(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(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。

1.png

  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,、逐周期過流保護(hù)、過壓/欠壓保護(hù)等特性,。

  保護(hù)方案

  1). 電子保險(xiǎn)絲(eFuse)

  eFuse是一種集成的過流及過壓保護(hù)方案,,可通過精確的設(shè)置和檢測(cè)過流點(diǎn)防止在熱插拔、開關(guān)機(jī)等暫態(tài)過程中由于電壓,、電流尖峰損壞連接器,、PCB線路和后級(jí)元件,用于安防領(lǐng)域熱插拔應(yīng)用和任何需要限制浪涌/放電電流的系統(tǒng),如網(wǎng)絡(luò)視頻存儲(chǔ),、硬盤錄像機(jī),、服務(wù)器、車載DVR等,。

  對(duì)于安防產(chǎn)品系統(tǒng)中常見的3.3 V,、5 V、12 V電源軌,,安森美半導(dǎo)體都有相應(yīng)的eFuse產(chǎn)品,,如NIS5135、NIS5132等,,為硬盤驅(qū)動(dòng)器,、精密芯片、電源母線等提供保護(hù),,并將持續(xù)推出具更低導(dǎo)通電阻,、更低功耗、更精確的電流檢測(cè),、更快保護(hù)反應(yīng)動(dòng)作和更小封裝的產(chǎn)品。

  2). 共模濾波器(CMF)

  安森美半導(dǎo)體提供集EMI濾波器和ESD保護(hù)二合一的共模濾波器集成方案如EMI814x,、EMI804x,,可對(duì)高速通信接口的噪聲形成有效的衰減,并對(duì)通信接口提供ESD保護(hù),,從而提高有線或無線鏈路的可靠性和數(shù)據(jù)吞吐量,,適合用于各類高速通信接口如USB、HDMI等接口,。為提升性能,,安森美半導(dǎo)體將持續(xù)開發(fā)噪聲衰減性能更強(qiáng)、鉗位電壓更低,、封裝尺寸更小,、成本更低的新方案。

  3). ESD 和TVS保護(hù)

  為防止系統(tǒng)級(jí)ESD靜電損壞芯片組,,在系統(tǒng)中有任何接觸人手或機(jī)器處理接口的設(shè)備,,往往都會(huì)加ESD保護(hù)器件,如果需要對(duì)能量更大的浪涌進(jìn)行保護(hù),,還需加TVS保護(hù)器件,。由于安防產(chǎn)品的應(yīng)用環(huán)境比較惡劣復(fù)雜,所以ESD和TVS在安防領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用,。隨著HDMI2.0,、USB3.0等高速通信接口的出現(xiàn)和應(yīng)用,在接口數(shù)據(jù)速率增加,、IC幾何尺寸減小的趨勢(shì)下,,要求ESD器件具有更低電容和鉗位電壓,。

  安森美半導(dǎo)體的ESD8004/6、ESD8040集成硅控整流器(SCR)保護(hù),,電容低至0.35 pF以下,,鉗位電壓僅8 V,可以更小的封裝應(yīng)用于更高數(shù)據(jù)速率的接口和總線,。對(duì)于最新的HDMI2.0總線高達(dá)6 Gbps的數(shù)據(jù)速率,,ESD8104和ESD8040以0.3 pF 的電容可滿足這類應(yīng)用的需求。對(duì)于USB3.0/3.1的保護(hù),,有ESD8x04和ESD8006分別提供分立和全集成的方案,,而對(duì)于低成本的應(yīng)用場(chǎng)合有ESD8016。

  安森美半導(dǎo)體對(duì)于10 M/100 M和1 G以太網(wǎng)接口,,分別提供TVS8814和TVS8818浪涌防護(hù)方案,。TVS881x采用業(yè)內(nèi)領(lǐng)先的專利LVPT工藝,可有效地降低每一單端口的鉗位電壓,,同時(shí)保持極低對(duì)地電容,,創(chuàng)新的8通道流經(jīng)封裝提供設(shè)計(jì)靈活性和低成本。

  電機(jī)驅(qū)動(dòng)器

  電機(jī)驅(qū)動(dòng)器主要用于安防攝像機(jī)的云臺(tái)(供電電壓12 V或24 V)平移,、傾斜控制和鏡頭(供電電壓5 V))的變焦,、對(duì)焦、光圈調(diào)節(jié),。安森美半導(dǎo)體用于安防攝像機(jī)的電機(jī)驅(qū)動(dòng)器方案陣容如圖2 所示,。

2.png

  圖2:安森美半導(dǎo)體的安防攝像機(jī)方案陣容

  其中最常見的雙H橋步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器LV8414可用于鏡頭的對(duì)焦和光學(xué)變焦,支持256微步細(xì)分精確控制,。6通道微步驅(qū)動(dòng)器LV8044,,采用緊湊的封裝,用于鏡頭的對(duì)焦,、變焦,、光圈調(diào)節(jié)和日夜模式的濾光片切換。雙PWM步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器LV8714TA,,片上四路半橋通道采用恒流控制,,能夠獨(dú)立驅(qū)動(dòng)2個(gè)步進(jìn)電機(jī)或4個(gè)直流電機(jī),輸出導(dǎo)通阻抗僅0.9 ?,,提供低噪聲和低功耗,,適合用于球形攝像機(jī)的云臺(tái)控制。

  典型應(yīng)用

  下圖分別為球形攝像機(jī)和NVR的系統(tǒng)框圖,,顯示了上述各類器件的具體應(yīng)用,。

3.png

  圖3:球形攝像機(jī)框圖

4.png

  圖4:NVR框圖

  總結(jié)

  安森美半導(dǎo)體為安防應(yīng)用提供全面的模擬方案,包括LDO 、DC-DC電源,、POE方案,、保護(hù)器件、電機(jī)驅(qū)動(dòng)等等,,具有高可靠性,、高能效、高精準(zhǔn)度,、小封裝等優(yōu)勢(shì),,公司在中國(guó)還配備現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用工程(FAE)團(tuán)隊(duì)及技術(shù)專家,以提供強(qiáng)大的技術(shù)支援和迅速響應(yīng),,協(xié)助客戶解決安防應(yīng)用的設(shè)計(jì)挑戰(zhàn),。


本站內(nèi)容除特別聲明的原創(chuàng)文章之外,轉(zhuǎn)載內(nèi)容只為傳遞更多信息,,并不代表本網(wǎng)站贊同其觀點(diǎn),。轉(zhuǎn)載的所有的文章、圖片,、音/視頻文件等資料的版權(quán)歸版權(quán)所有權(quán)人所有,。本站采用的非本站原創(chuàng)文章及圖片等內(nèi)容無法一一聯(lián)系確認(rèn)版權(quán)者。如涉及作品內(nèi)容,、版權(quán)和其它問題,,請(qǐng)及時(shí)通過電子郵件或電話通知我們,以便迅速采取適當(dāng)措施,,避免給雙方造成不必要的經(jīng)濟(jì)損失。聯(lián)系電話:010-82306118,;郵箱:[email protected],。