近年來，隨著人們的安全意識不斷提高，對安防產(chǎn)品的需求也不斷增強。安防終端產(chǎn)品主要包括前端產(chǎn)品如網(wǎng)絡/模擬/球形攝像機等，后端存儲產(chǎn)品如數(shù)字視頻錄像機(DVR)、網(wǎng)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(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，以及新興領域和新產(chǎn)品如家用攝像機、運動攝像機、工業(yè)攝像機、機器視覺、可視對講與門禁系統(tǒng)、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。

線性穩(wěn)壓器

安森美半導體是全球第一大線性穩(wěn)壓器供應商，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)響應及軟啟動等優(yōu)勢，并集成一系列保護特性，可滿足安防領域?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(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，如攝像機中給圖像傳感器及數(shù)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(wěn)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(nèi)置軟啟動，結(jié)合高速差分放大器以提供快速瞬態(tài)響應，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95%，內(nèi)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(chǎn)品中給專用集成電路(ASIC)、現(xiàn)場可編程門陣列(FPGA)、數(shù)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(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，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用，輸入耐壓可達100 V，內(nèi)置驅(qū)動器，驅(qū)動電流能力可達2 A，外部頻率可調(diào)，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(chǎn)品的第一級的DC-DC功率轉(zhuǎn)換上。

3). LED 驅(qū)動器及溫度傳感器

LED驅(qū)動器NCL30161，采用獨特的平均電流滯環(huán)控制模式，無需外部環(huán)路補償電路，支持模擬/PWM調(diào)光，適用于智能交通頻閃燈、曝閃燈及攝像機的紅外補光燈。

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總線報警，具有待機模式、一次觸發(fā)模式等，適合用作感溫設備監(jiān)控整個產(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在安防領域的應用越來越廣泛，尤其是在網(wǎng)絡攝像機和NVR中分別作為受電設備(PD)和供電設備。傳統(tǒng)的POE方案相關的標準和規(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。隨著受電設備功能不斷豐富，功率不斷增大，又出現(xiàn)了POE+、POE++等非標規(guī)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(chǎn)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(nèi)置斜率補償，開關頻率和軟啟動時間可調(diào)，集成可調(diào)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(nèi)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(chǎn)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(yōu)勢，還適用于安防前后端各類產(chǎn)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(guī)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(xiàn)高能效，可涵蓋100 W以內(nèi)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(zhuǎn)換能效和更高功率密度需求的應用，支持非標POE++，內(nèi)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(jù)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(nèi)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(tài)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(tǒng)，如網(wǎng)絡視頻存儲、硬盤錄像機、服務器、車載DVR等。

對于安防產(chǎn)品系統(tǒng)中常見的3.3 V、5 V、12 V電源軌，安森美半導體都有相應的eFuse產(chǎn)品，如NIS5135、NIS5132等，為硬盤驅(qū)動器、精密芯片、電源母線等提供保護，并將持續(xù)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(chǎn)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(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，安森美半導體將持續(xù)開發(fā)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(tǒng)級ESD靜電損壞芯片組，在系統(tǒng)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(chǎn)品的應用環(huán)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(xiàn)和應用，在接口數(shù)據(jù)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(shù)據(jù)速率的接口和總線。對于最新的HDMI2.0總線高達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(wǎng)接口，分別提供TVS8814和TVS8818浪涌防護方案。TVS881x采用業(yè)內(nèi)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(chuàng)新的8通道流經(jīng)封裝提供設計靈活性和低成本。

電機驅(qū)動器

電機驅(qū)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(diào)節(jié)。安森美半導體用于安防攝像機的電機驅(qū)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(qū)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(qū)動器LV8044，采用緊湊的封裝，用于鏡頭的對焦、變焦、光圈調(diào)節(jié)和日夜模式的濾光片切換。雙PWM步進電機驅(qū)動器LV8714TA，片上四路半橋通道采用恒流控制，能夠獨立驅(qū)動2個步進電機或4個直流電機，輸出導通阻抗僅0.9 Ω，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(tǒng)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(jié)

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(qū)動等等，具有高可靠性、高能效、高精準度、小封裝等優(yōu)勢，公司在中國還配備現(xiàn)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(xié)助客戶解決安防應用的設計挑戰(zhàn)。