發布日期：2022-04-27 點擊率：119
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。
線性穩壓器
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0.5 V，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。
3) LED 驅動器及溫度傳感器
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。
以太網供電(POE)產品
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。
保護方案
1) 電子保險絲(eFuse)
eFuse是一種集成的過流及過壓保護方案，可通過精確的設置和檢測過流點防止在熱插拔、開關機等暫態過程中由于電壓、電流尖峰損壞連接器、PCB線路和后級元件，用于安防領域熱插拔應用和任何需要限制浪涌/放電電流的系統，如網絡視頻存儲、硬盤錄像機、服務器、車載DVR等。
對于安防產品系統中常見的3.3 V、5 V、12 V電源軌，安森美半導體都有相應的eFuse產品，如NIS5135、NIS5132等，為硬盤驅動器、精密芯片、電源母線等提供保護，并將持續推出具更低導通電阻、更低功耗、更精確的電流檢測、更快保護反應動作和更小封裝的產品。
2) 共模濾波器(CMF)
安森美半導體提供集EMI濾波器和ESD保護二合一的共模濾波器集成方案如EMI814x、EMI804x，可對高速通信接口的噪聲形成有效的衰減，并對通信接口提供ESD保護，從而提高有線或無線鏈路的可靠性和數據吞吐量，適合用于各類高速通信接口如USB、HDMI等接口。為提升性能，安森美半導體將持續開發噪聲衰減性能更強、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
為防止系統級ESD靜電損壞芯片組，在系統中有任何接觸人手或機器處理接口的設備，往往都會加ESD保護器件，如果需要對能量更大的浪涌進行保護，還需加TVS保護器件。由于安防產品的應用環境比較惡劣復雜，所以ESD和TVS在安防領域有著廣泛的應用。隨著HDMI2.0、USB3.0等高速通信接口的出現和應用，在接口數據速率增加、IC幾何尺寸減小的趨勢下，要求ESD器件具有更低電容和鉗位電壓。
安森美半導體的ESD8004/6、ESD8040集成硅控整流器(SCR)保護，電容低至0.35 pF以下，鉗位電壓僅8 V，可以更小的封裝應用于更高數據速率的接口和總線。對于最新的HDMI2.0總線高達6 Gbps的數據速率，ESD8104和ESD8040以0.3 pF 的電容可滿足這類應用的需求。對于USB3.0/3.1的保護，有ESD8x04和ESD8006分別提供分立和全集成的方案，而對于低成本的應用場合有ESD8016。
安森美半導體對于10 M/100 M和1 G以太網接口，分別提供TVS8814和TVS8818浪涌防護方案。TVS881x采用業內領先的專利LVPT工藝，可有效地降低每一單端口的鉗位電壓，同時保持極低對地電容，創新的8通道流經封裝提供設計靈活性和低成本。
電機驅動器
電機驅動器主要用于安防攝像機的云臺(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、對焦、光圈調節。安森美半導體用于安防攝像機的電機驅動器方案陣容如圖2 所示。
圖2：安森美半導體的安防攝像機方案陣容
其中最常見的雙H橋步進電機驅動器LV8414可用于鏡頭的對焦和光學變焦，支持256微步細分精確控制。6通道微步驅動器LV8044，采用緊湊的封裝，用于鏡頭的對焦、變焦、光圈調節和日夜模式的濾光片切換。雙PWM步進電機驅動器LV8714TA，片上四路半橋通道采用恒流控制，能夠獨立驅動2個步進電機或4個直流電機，輸出導通阻抗僅0.9 ？，提供低噪聲和低功耗，適合用于球形攝像機的云臺控制。
典型應用
下圖分別為球形攝像機和NVR的系統框圖，顯示了上述各類器件的具體應用。
圖3：球形攝像機框圖
圖4：NVR框圖
總結
安森美半導體為安防應用提供全面的模擬方案，包括LDO 、DC-DC電源、POE方案、保護器件、電機驅動等等，具有高可靠性、高能效、高精準度、小封裝等優勢，公司在中國還配備現場應用工程(FAE)團隊及技術專家，以提供強大的技術支援和迅速響應，協助客戶解決安防應用的設計挑戰。
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