安森美半导体基于安防应用的模拟方案

　　近年来，随着人们的安全意识不断提高，对安防产品的需求也不断增强。安防终端产品主要包括前端产品如网络/模拟/球形摄像机等，后端存储产品如数字视频录像机（DVR）、网络硬盘录像机（NVR）、视频存储、视频服务器等，传输、智能交通、车载产品如视频矩阵、大屏分割、智能交通频闪灯、便携式DVR、车载DVR和行车记录仪等，以及新兴领域和新产品如家用摄像机、运动摄像机、工业摄像机、机器视觉、可视对讲与门禁系统、无人机等等。作为全球领先的半导体供应商，安森美半导体针对上述各类应用，都可提供相应的完整的解决方案，包括主控芯片和外围模拟器件，本文将重点介绍模拟方案。

　　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0.5V，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。