【经验】360度以太网环视系统的LDO选型及设计注意事项

时间： 2023-10-13 来源：NISSHINBO

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随着汽车电子的不断发展，人们对汽车的安全性，操作的便捷性等要求不断提高，大大的推动了汽车ADAS，汽车无人驾驶等领域的飞速发展，譬如属于ADDS范畴的360度环视Camera就在很多中高端车型中都有配备。之前360环视都用CVBS、LVDS摄像头，随着车载以太网（Ethernet）的发展，现在各大汽车设备方案商以及车厂都在进行这个领域的开发，其中以太网360度环视就是一个开发焦点。

360度环视在汽车驾驶的安全性方面起到了非常重要的作用。为此，作为开发者，我们对设计中的物料选型就需要高规格高安全的要求。譬如电源设计的稳定性等，就是我们硬件设计要考虑的主要问题。

笔者在Ethernet Camera 360环视系统硬件设计中，在Camera端以及图像拼接处理的SOC端，使用几颗NISSHINBO日清纺（原理光微电子）的DC-DC，LDO车规级电源IC。下面着重分享下Nisshinbo日清纺LDO RP170N在360度以太网环视系统1.8V电源中的应用（摄像头和SOC端均有使用）。

首先，我们来看看Ethernet 360环视硬件架构。下图是硬件框图中，我们可以看到在Camera端和SOC/FPGA端有1.8V的电源需求（笔者统计1.8V电流需求都在250mA以下）。

图1：Ethernet 360环视硬件架构

其次，我们谈谈Ethernet 360环视对电源选择的要求（暂举例LDO在欧美&合资项目中需求）。
1）通过AEC-Q100认证，保证产品的可靠性和稳定性；
2）虽然LDO属于二级电源，但是最大输入电压高优先，最大程度保证LDO工作的安全性；
3）要求工作温度-40°C to 105°C，带温度保护功能，确保在各种恶劣条件下工作正常；
4）要求待机电流小；
5）要求输出电源精度高，纹波抑制大，温漂小，保证输出稳定性好。

那么，选择Nisshinbo LDO RP170N的理由是什么，我们来看看它有什么特性和优势。
• 已通过AEC-Q100 2级认证标准
• 最大输入电压范围：2.6V至10.0V （12V）
• 工作温度范围：-40℃至105℃

• 电源电压：典型值23μA
• 待机电流：典型值0.1μA
• 输出电压精度：±1.0%
• 短路电流限制：典型值40mA
• 线性调整率：典型值0.02%/V
• 纹波抑制：典型值70dB （f=1kHz）
• 输出电压的温度漂移系数：典型值±80ppm/℃
• 两种封装形式：SOT-23-5 和SOT- 89-5
• 输出电压范围：1.2V至6.0V
• 热关断保护：165℃
• 建议使用1.0μF或更大的陶瓷电容器

从以上RP170N的规格来看，可以看出，完全满足我们对选型的要求，是非常棒的一颗IC。同时，笔者也对比了Nisshinbo LDO RP170N与相同电流输出300mA和价位的TLV7XX。
• 已通过AEC-Q100 2级认证标准（与RP170N相同）
• 最大输入电压范围：2.0V至5.5V（比RP170N范围窄）
• 工作温度范围：-40℃至105℃（与RP170N相同）
• 待机电流：典型值0.12μA（比RP170N高）
• 纹波抑制：典型值68dB（f=1kHz）（比RP170N略差）
• 输出电压精度：±2.0%（比RP170N差）
• 输出电压的温度漂移系数：典型值±86ppm/℃（略高于RP170N）
• 热关断保护：165℃（与RP170N相同）

从以上参数对比，我们可以发现，RP170N LDO有一定的优势。

最后，我们谈谈RP170N的设计问题：
1）如下是RP170N在Camera端和SOC端的设计线路。

图2：基于RP170N的Camera端和SOC端设计电路

2）设计注意事项：
a.上图中输入和输出电容在Layout的时候，需要尽量靠近RP170N pin；

b.为了保证LDO外部因素对其本身的影响，最好在输出端增加一颗肖特基二极管。这是一个故障预防电路：当系统电流激增导致电压输出引脚和接地端短路时，电谐振电路的输出电容（C17）和短路电感会产生一个负电压，则可能损坏设备或负载设备。因此，需在电压输出引脚和接地端之间连接一个肖特基二极管，以防止设备被损坏；

c.顺便提示一下，在选择车载LDO时，我们选择类似RP170N这种自身带温度保护的LDO相当关键。笔者之前在做后装汽车市场车载设备的时候，因为选择没有带温度保护LDO，出现过LDO温度过高烧毁的问题；

d.同时，LDO的精度和温漂也非常重要。我们需要考虑汽车工作的恶劣环境，类似PR170输出电压精度±1.0%和漂移系数±86 ppm/°C的这两个参数要特别注意，这两个参数好是我们产品设计质量的有力保证。

RP170N在我们的车载以太网360环视系统设计中，经过各种严苛的高低温和温湿度循环测试，结果都是PASS，品质值得信赖。同时，Nisshinbo在汽车领域，还有很多高精高耐压LDO和一些高效率快速响应的降压DC/DC转换芯片，譬如如下通过AEC Q100认证的器件，都是非常好的选择。

作者：Bati

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型号- NSE34050D-Q1,NSR10AXX,NSR7808-Q1,NSR35XXX-Q1,NSL21630,NSL21631,NSE11409-Q1,NSL21610,NSR31XXX-Q1,NSE34050Q-Q1,NSRXXX-Q1,NSE34050S-Q1,NSE5501-Q1,NSL21611,NSR31XXX,NSR33XXX-Q1,NSL2163X,NSR33XXX,NSL2161X,NSR35XXX

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产品型号	品类	最小输入电压(V)	最大输入电压（V）	输出电压精度（%）	输出电流(mA)	封装
R1524H050B-T1-AE	LDO Regulator	3.5V	36V	±0.6%	200mA	SOT-89-5

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型号- RP170X251X,RP170XXXXB,RP170X,RP170X281X,RP170XXXXD,RP170X291X,RP170X601D,RP170X SERIES,RP170X121D,RP170X601X,RP170HXX1*-T1-#E,RP170X30XX,RP170X12XX,RP170X151X,RP170X301X,RP170X551X,RP170X121*5,RP170X331X,RP170X121X,RP170X121X5,RP170X301D,RP170X181X,RP170XXX1D,RP170XX1X-XX-AE,RP170NXX1*-TR-#E,RP170X60XX,RP170XX1X-XX-KE,RP170X501X

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产品型号	品类	最小输入电压(V)	最大输入电压（V）	输出电压精度（%）	输出电流(mA)	封装
R1524H050B-T1-AE	LDO Regulator	3.5V	36V	±0.6%	200mA	SOT-89-5

选型表 - NISSHINBO 立即选型

RP111x Series Good Transient Response Low Voltage 500 mA LDO for Automotive Applications

型号- RP111S291D,RP111N281D,RP111S291B,RP111N281B,RP111S251D,RP111N281B5,RP111S251B,RP111H181D,RP111X281X,RP111H181B,RP111X001B,RP111H331D,RP111H331B,RP111X001D,RP111NXX1*-TR-#E,RP111X361X,RP111X171X,RP111H071D,RP111H071B,RP111N121D,RP111N121B,RP111S071B,RP111S071D,RP111S281D5,RP111N001D,RP111X281D,RP111N001B,RP111S181D,RP111N151D,RP111S181B,RP111N151B,RP111S331D,RP111S331B,RP111X171XX,RP111H291D,RP111X181X,RP111H291B,RP111H251D,RP111H251B,RP111X SERIES,RP111NXX1B,RP111N341B,RP111NXX1D,RP111N341D,RP111X171D,RP111N111D,RP111N301B,RP111N301D,RP111N111B,RP111X361D,RP111N071B,RP111N071D,RP111X281*5,RP111S001B,RP111S001D,RP111S281B5,RP111H001*-T1-#E,RP111X071X,RP111HXX1*-T1-#E,RP111H121D,RP111H281B5,RP111H121B,RP111N181B,RP111N181D,RP111HXX1B,RP111S341B,RP111HXX1D,RP111SXX1*-E2-#E,RP111SXX1D,RP111S111B,RP111S301D,RP111S111D,RP111SXX1B,RP111X361,RP111S151D,RP111X,RP111S341D,RP111S151B,RP111H281D,RP111S001*-E2-#E,RP111X151X,RP111H281B,RP111S301B,RP111N331B,RP111N331D,RP111XXXD,RP111X181D,RP111N291D,RP111S281D,RP111N251D,RP111N291B,RP111S,RP111N281D5,RP111S281B,RP111N001*-TR-#E,RP111H151D,RP111H151B,RP111H111D,RP111H341D,RP111H281D5,RP111H111B,RP111H341B,RP111H301D,RP111N251B,RP111H301B,RP111X071D,RP111S121B,RP111S121D,RP111N,RP111H001D,RP111H001B,RP111XXX1D

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RP115x Series AEC-Q100 Grade 2 Low On Resistance/ Low Voltage 1 Ch 500 mA/ 1.0 A Alternative LDO for Automotive Applications

型号- RP115L392B,RP115L132B5,RP115L122D,RP115L172B5,RP115L182D,RP115L182B,RP115L392D,RP115H121D5,RP115X12X,RP115L122B,RP115L102D,RP115L332D,RP115L102B,RP115L332B,RP115H112B,RP115X12XX,RP115X13X5,RP115X33XX,RP115H281D,RP115H091B,RP115H281B,RP115H091D,RP115X18XX,RP115L252D,RP115L252B,RP115L122B5,RP115X,RP115X12X∗5-TR-A,RP115H121B,RP115H331B,RP115H101D,RP115H101B,RP115X09X,RP115H131D5,RP115H121D,RP115H331D,RP115H181D,RP115H391D,RP115H181B,RP115H391B,RP115L132D5,RP115L152D,RP115X10X,RP115L152B,RP115L342D,DRP115X12XD,RP115L172D5,RP115L302B,RP115X18X,RP115H121B5,RP115H301B,RP115L342B,RP115L112D,RP115L112B,RP115L302D,RP115H251D,RP115H251B,RP115LXX2∗(Y)-TR-#,RP115HXX1∗(Y)-T1-#E,RP115X33XD,RP115X SERIES,RP115L282B,RP115L122D5,RP115L092B,RP115L282D,RP115X13X∗5-TR-A,RP115H131B5,RP115X12X5,RP115X15X,RP115X11X,RP115H341B,RP115H301D,RP115H151B,RP115L172∗5-TR-A,RP115H111D,RP115H341D,RP115H,RP115L092D,RP115H151D,RP115L

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RP171N Series AEC-Q100 Grade 2 150 mA 10 V LDO Regulator for Automotive Applications

型号- RP171X,RP171NXX1∗-TR-#E,RP171X30XX,RP171X12XX,RP171X301X,RP171X601X,RP171X501X,RP171N,RP171X60XX,RP171X181X,RP171X281X,RP171N SERIES,RP171X341X,RP171X121X,RP171X331X,RP171X251X,RP171XXXXD,RP171X151X,RP171XXXXB

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