线性稳压器
安森美半导体是全球第一大线性稳压器供应商,其低压降稳压器(LDO)产品种类齐全,具有低静态电流、低噪声、高电流、极小封装尺寸、超低压降、多通道输出、极佳瞬态响应及软启动等优势,并集成一系列保护特性,可满足安防领域对于线性电源的各种要求。


以 NCP114 为例,电源抑制比(PSRR)在 1 KHz 时高达 75 dB,输出噪声低至 65 uVrms,提供以 50 mV 步幅的输出电压选择,也可根据需要提供定制不同输出电压的版本,非常适用于安防前端产品,如摄像机中给图像传感器及数字芯片等电源噪声敏感的负载供电。


安森美半导体提供一系列支持 DDR VTT 供电的高性能终端稳压器,如 NCP51190/8/9、NCP51145、NCP51200、NCP51400、NCP51510 等等,其中应用最广泛的 NCP51200,可满足从 DDR1 到 DDR4 不同的电压要求,输入电压可低至 1.1 V,终端电压(VTT)低至 0.5 V,输出电流可达 3 A,集成功率 MOSFET,内置软启动,结合高速差分放大器以提供快速瞬态响应,可用于安防前后端产品的 DDR 供电。


DC-DC 电源
根据输入电压及输出电流的不同,安森美半导体可提供满足不同要求的各种 DC-DC 方案。


1). 12 V 总线
NCP323x 是高输出电流、高能效的电压模式同步降压转换器系列,提供从 4.5 V 至 18 V 的宽输入电压范围,内置降压电路的高边和低边 MOSFET,能效高达 95%,内置软启动,采用全部引脚兼容的封装,适用于安防后端存储产品中给专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)、数字信号处理器(DSP)等主芯片和 I/O 口及硬盘设备供电。


对于 3 A 以下低输出电流的应用,安森美半导体提供 NCP3170 同步稳压器,工作输入电压范围为 4.5 V 至 18 V,输出电压可调低至 0.8 V,内置 90 mΩ高边和 24 mΩ低边开关,结合脉频调制(PFM)模式提升轻载能效,适合用在各类芯片、I/O 口等的供电上。


2). 24 V 至 100 V 输入总线
NCP1034 同步降压控制器适用于高压输入应用,输入耐压可达 100 V,内置驱动器,驱动电流能力可达 2 A,外部频率可调,具备可编程软启动、可编程过流保护及打嗝模式(hiccup)限流等特性,适用于 24 V、48 V、60 V 等直流母线输入场合如 NVR、交换机、智能球形摄像机、无人机等产品的第一级的 DC-DC 功率转换上。


3). LED 驱动器及温度传感器
LED 驱动器 NCL30161,采用独特的平均电流滞环控制模式,无需外部环路补偿电路,支持模拟 /PWM 调光,适用于智能交通频闪灯、曝闪灯及摄像机的红外补光灯。


12 位数字温度传感器 NCT75,工作温度范围 -55 ℃至 125 ℃,内置的温度传感器精度为±1 ℃,分辨率为 1/16 ℃,支持 SMBus 总线报警,具有待机模式、一次触发模式等,适合用作感温设备监控整个产品的工作温度和发热状况。


以太网供电(POE)产品
POE 是指通过以太网电缆传输电力。近年来 POE 在安防领域的应用越来越广泛,尤其是在网络摄像机和 NVR 中分别作为受电设备(PD)和供电设备。传统的 POE 方案相关的标准和规范有 IEEE 802.3af 和 IEEE 802.3at,分别代表了 13 W 和 25 W 的功率等级。随着受电设备功能不断丰富,功率不断增大,又出现了 POE+、POE++等非标规范。


安森美半导体是领先的电信供应商的技术合作伙伴,其 POE 产品包含受电端 PD 控制器和 DC-DC 控制器,可涵盖各个功率等级,满足不同的应用需求,如符合 IEEE802.3af/at 的集成方案 NCP108x,集成 POE-PD 和反激 DC-DC 控制器,只需单芯片就可满足 POE 受电设备的整个电源应用,内置斜率补偿,开关频率和软启动时间可调,集成可调的欠压锁定和浪涌保护。又如分立方案 NCP109x+NCP103x,其中 NCP103x 输入电压范围为 8 V 至 100 V,内置 MOSFET,输出功率 8 W 至 30 W,开关频率达 1 MHz,采用电流模式控制。这些产品都适合用于安防摄像机的 POE 电源。由于 NCP103x 具备性能和集成度上的优势,还适用于安防前后端各类产品的隔离型辅助供电电源。

图 1:POE 方案


对于各类非标 POE、POE+等规范,后级 DC-DC 的输出功率需要进一步增大。安森美半导体的 NCP1251 固定频率 6 引脚 PWM 控制器可满足此类需求,该器件外接 MOSFET,通过频率反走和跳周期确保在所有负载下都实现高能效,可涵盖 100 W 以内的应用。


NCP1565 双模式有源钳位 PWM 控制器针对更高输出功率、更高转换能效和更高功率密度需求的应用,支持非标 POE++,内置 200 V 高压启动电路,最高频率可达 1.5 MHz,可有效地减小磁性元器件的体积,提高功率密度,可根据实际应用灵活选择电流模式和电压模式两种控制方式,同时,片内带有可编程占空比限制、逐周期过流保护、过压 / 欠压保护等特性。


保护方案
1). 电子保险丝(eFuse)

eFuse 是一种集成的过流及过压保护方案,可通过精确的设置和检测过流点防止在热插拔、开关机等暂态过程中由于电压、电流尖峰损坏连接器、PCB 线路和后级元件,用于安防领域热插拔应用和任何需要限制浪涌 / 放电电流的系统,如网络视频存储、硬盘录像机、服务器、车载 DVR 等。


对于安防产品系统中常见的 3.3 V、5 V、12 V 电源轨,安森美半导体都有相应的 eFuse 产品,如 NIS5135、NIS5132 等,为硬盘驱动器、精密芯片、电源母线等提供保护,并将持续推出具更低导通电阻、更低功耗、更精确的电流检测、更快保护反应动作和更小封装的产品。


2). 共模滤波器(CMF)
安森美半导体提供集 EMI 滤波器和 ESD 保护二合一的共模滤波器集成方案如 EMI814x、EMI804x,可对高速通信接口的噪声形成有效的衰减,并对通信接口提供 ESD 保护,从而提高有线或无线链路的可靠性和数据吞吐量,适合用于各类高速通信接口如 USB、HDMI 等接口。为提升性能,安森美半导体将持续开发噪声衰减性能更强、钳位电压更低、封装尺寸更小、成本更低的新方案。


3). ESD 和 TVS 保护
为防止系统级 ESD 静电损坏芯片组,在系统中有任何接触人手或机器处理接口的设备,往往都会加 ESD 保护器件,如果需要对能量更大的浪涌进行保护,还需加 TVS 保护器件。由于安防产品的应用环境比较恶劣复杂,所以 ESD 和 TVS 在安防领域有着广泛的应用。随着 HDMI2.0、USB3.0 等高速通信接口的出现和应用,在接口数据速率增加、IC 几何尺寸减小的趋势下,要求 ESD 器件具有更低电容和钳位电压。


安森美半导体的 ESD8004/6、ESD8040 集成硅控整流器(SCR)保护,电容低至 0.35 pF 以下,钳位电压仅 8 V,可以更小的封装应用于更高数据速率的接口和总线。对于最新的 HDMI2.0 总线高达 6 Gbps 的数据速率,ESD8104 和 ESD8040 以 0.3 pF 的电容可满足这类应用的需求。对于 USB3.0/3.1 的保护,有 ESD8x04 和 ESD8006 分别提供分立和全集成的方案,而对于低成本的应用场合有 ESD8016。


安森美半导体对于 10 M/100 M 和 1 G 以太网接口,分别提供 TVS8814 和 TVS8818 浪涌防护方案。TVS881x 采用业内领先的专利 LVPT 工艺,可有效地降低每一单端口的钳位电压,同时保持极低对地电容,创新的 8 通道流经封装提供设计灵活性和低成本。


电机驱动器
电机驱动器主要用于安防摄像机的云台(供电电压 12 V 或 24 V)平移、倾斜控制和镜头(供电电压 5 V))的变焦、对焦、光圈调节。安森美半导体用于安防摄像机的电机驱动器方案阵容如图 2 所示。

图 2:安森美半导体的安防摄像机方案阵容


其中最常见的双 H 桥步进电机驱动器 LV8414 可用于镜头的对焦和光学变焦,支持 256 微步细分精确控制。6 通道微步驱动器 LV8044,采用紧凑的封装,用于镜头的对焦、变焦、光圈调节和日夜模式的滤光片切换。双 PWM 步进电机驱动器 LV8714TA,片上四路半桥通道采用恒流控制,能够独立驱动 2 个步进电机或 4 个直流电机,输出导通阻抗仅 0.9 Ω,提供低噪声和低功耗,适合用于球形摄像机的云台控制。


典型应用
下图分别为球形摄像机和 NVR 的系统框图,显示了上述各类器件的具体应用。

图 3:球形摄像机框图


图 4:NVR 框图

 

总结
安森美半导体为安防应用提供全面的模拟方案,包括 LDO 、DC-DC 电源、POE 方案、保护器件、电机驱动等等,具有高可靠性、高能效、高精准度、小封装等优势,公司在中国还配备现场应用工程(FAE)团队及技术专家,以提供强大的技术支援和迅速响应,协助客户解决安防应用的设计挑战。