【应用】日清纺提供输入电压4.5至30V的DC-DC芯片用于车载以太网摄像头，满足AEC-Q100认证

时间： 2023-10-16 来源：NISSHINBO

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随着汽车电子的不断进步，车载以太网也进入了一个快速发展的阶段，其中车载以太网摄像头的开发和应用尤为迅速。实际上摄像头在车上是属于ADAS系统的部件，而ADAS系统本身涉及到车辆自身、驾乘人员其他车辆、人、物的安全，因而对ADAS系统的可靠性、耐用性要求极高。

值得注意的是，ADAS系统供电部分的设计对系统可靠性的影响非常大。因此在进行电源电路设计时，需要选择高可靠性的器件、增加相应的保护措施、预留足够的设计余量、顾及到电源系统的散热性能，对整个系统设计意义重大。

笔者在开发一款车载以太网摄像头的设计中，选择了NISSHINBO日清纺（原理光微电子）的DC-DC芯片R1245S003E作为12V转3.3V的电源方案。车载以太网摄像头内部架构和电源电压需求，如下图：

图1：车载以太网摄像头内部架构

整个方案需要3.3V、2.8V和1.8V三种电源，其中3.3V由12V DC-DC转换，2.8V和1.8V由LDO从3.3V转换。下面和大家一起分享下选择DC/DC转换器R1245S003E的理由和设计注意事项。

一、器件选型
首先，介绍下车载以太网摄像头产品对DC-DC电源的要求：
1）满足AEC-Q100认证要求
2）需要承受大于25V的输入电压
3）需要输出短路保护功能
4）需要过热关断保护功能
5）需要较小的静态电流消耗
6）较高的开关频率保证效率和合适的封装尺寸
7）输出能力预留20%的实际电流需求余量

下面看Nisshinbo R1245S003E是否满足DC-DC的设计要求，如下R1245x系列的主要特性。
• 最大输入电压范围：4.5V至30V（32V）（注释：满足车载摄像头电压输入要求）
• 工作温度范围：-40℃至105℃（注释：满足车载摄像头工作温度要求）
• 内部集成N-MOSFET：Ron=0.35欧姆（Typ.）
• 使用外部电阻，实现可调的输出电压：0.8V or more
• 反馈电压和误差：0.8V±1.0%
• 输出电流限制： 2.0A（Typ.）（注释：满足车载摄像头系统3.3V 600mA电流要求）
• 低电压锁定： 4.0V（Typ.）
• 工作频率：

~330kHz （A/B version）

~500kHz （C/D version）

~1000kHz（E/F version）

~2400kHz（G/H version）

（注释：1000KHz开关频率满足效率要求）
• Fold-back 保护频率：

~170kHz（B/D版本）

~250kHz（F版本）

~400kHz（H版本）
• 闭锁保护延迟时间：4ms（Typ.） for A/C/E/G版本（注释：满足输出短路保护要求）
• 热关断保护：160℃（Typ.）（注释：满足热保护要求）
• 输入输出陶瓷电容推荐
• 待机电流：0μA（Typ.）（注释：满足待机低电流要求）
• 封装类型：HSOP-8E， DFN2020-8（注释：5.2mmX6mm HSOP-8E满足实际设计要求）
• AEC-Q100认证封装：HSOP-8E（注释：满足AEC-Q100要求）

以上可以看出，R1245S003E完全满足产品的设计需求。笔者同时比较了价格接近的LM5XX芯片，相对R1245S003E，LM5XX缺少短路保护，同时静电流偏大（23μA），所以设计选择了R1245S003E。

二、具体的线路设计

图2：基于R1245S003E的电源电路设计图

三、设计注意事项
1）器件选型时，输出的电容ESR尽可能小，输出电容ESR会影响电源纹波，ESR越小，纹波越小；
2）输出端的电感值和电容值选择要配合好.如果电感值较大，会导致动态响应不够。相反，如果电感值小，电流感应量可能会增加太多，电源输出不稳定；
3）Layout布局时，Vin的电容需要靠近IC摆放，而且电容连接GND的pintrace要尽可能的短；
4）IC背面散热GNDPAD，对于多层板，为了获得更好的散热效果，要尽可能多打一些过孔，连接到其他层GND，利用其他层的GND铺铜辅助散热；
5）R32、R33反馈电阻靠近ICFB#pin，反馈回路要尽可能短，也要避免其他信号都其的干扰。

四、设计过程中遇到问题
笔者设计最开始选择了内部工作频率为2400kHz的G版本IC，目的是减少电感值从而减小电感尺寸。但是产品在85℃环境温度的可靠性测试条件下，发现Camera Sensor工作时有一些噪点，经测量发现Camera Sensor温度偏高。

因为车载摄像头体积相对较小，PCB板子面积被压缩很小，电源IC和Camera Sensor、Camera Processor、Ethernet PHY集体产生的热能都就被释放在摄像头内部狭小的空间。所以必须优化每个IC的效率，减少其热能产生，同时加强热能传导到摄像头外壳才能解决问题。

经过分析，笔者后来选择了内部工作频率为1000kHz的E版本，测试发现PCB整体温度有所降低，Camera Sensor工作噪点的问题消失。原因是芯片内部工作频率越高，IC内部high side MOSFET的内阻产生的功率消耗越大。导致IC温度过高，增加了整个PCBA体的温度，影响到Camera Sensor的工作。

经过严格的可靠性测试，R1245S003E完全满足车载以太网摄像头的设计要求，笔者认为也值得在汽车导航，音响，其他车载以太网设备上推荐使用。同时，电源IC内部工作频率的选择的问题，并不是越高越好，我们需要考虑IC内部热量的产生或者EMI等方面的问题。希望本文给大家带来一些提示，对大家以后的设计有所帮助，谢谢！

作者：Bati

关于日清纺Nisshinbo
原新日本无线（NJR）株式会社和原理光微电子（原RICOH）株式会社已于2022年1月合并，并以⽇清纺微电⼦（Nisshinbo）株式会社的名义运营。日清纺（Nisshinbo）整合两家公司的优势，完善 "连接一切 "的技术，并努力作为一个模拟解决方案的供应商进一步成长和发展，为实现超智能社会做出贡献。

R1245x Series 1.2 A, 30 V Step-Down DC/DC Converter

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用于DC-DC转换的镓氮®FET和IC应用简介

描述- 本文档介绍了eGaN® FETs和ICs在DC-DC转换中的应用，强调了其高效能、高功率密度和小型化的特点。文章详细介绍了多种eGaN®技术解决方案，包括用于高性能计算和电信应用的48V-12V非隔离式转换器，以及适用于汽车电子的48V-12V转换器。此外，还提供了多个eGaN®技术产品的详细规格和推荐的开发板。

型号- EPC2059,EPC9003C,EPC2215,EPC2218,EPC2016C,EPC2052,EPC2051,EPC2053,EPC2055,EPC90153,EPC2101,EPC2106,EPC2105,EPC90151,EPC2065,EPC90152,EPC2067,EPC2100,EPC9014,EPC2066,EPC90150,EPC9097,EPC90145,EPC90142,EPC9098,EPC90143,EPC9099,EPC9092,EPC90148,EPC90146,EPC90147,EPC9091,EPC2619,EPC2014C,EPC2030,EPC2032,EPC2152,EPC2031,EPC2033,EPC9060,EPC9061,EPC9062,EPC2308,EPC2307,EPC9005C,EPC2204,EPC2207,EPC2206,EPC9195,EPC2019,EPC9166,EPC2252,EPC9047,EPC9162,EPC9041,EPC9163,EPC9165,EPC9160,EPC2302,EPC2304,EPC2306,EPC9010C,EPC2305,EPC9177,EPC2020,EPC2023,EPC9179,EPC9174,EPC9055,EPC9170,EPC9006C,EPC2010C,EPC9148,EPC23101,EPC2071,EPC23102,EPC23103,EPC23104,EPC90140,EPC9143,EPC90132,EPC90137,EPC90138,EPC90135,EPC9159,EPC2007C,EPC9157,EPC9036,EPC9158,EPC9037,EPC2088,EPC9151,EPC90122,EPC9031,EPC90123,EPC9153,EPC90120,EPC9033,EPC90124

2024/1/16 - EPC - 应用及方案代理服务技术支持批量订货

用于DC-DC转换的镓氮®FET和IC应用简介

描述- 本资料介绍了eGaN®技术在高效率DC-DC转换中的应用，包括多种功率转换解决方案和评估板。资料重点展示了eGaN FETs和ICs在提高效率、减小尺寸和降低成本方面的优势，适用于高性能计算、电信、汽车电子和数据中心等领域。资料还提供了相关产品的详细规格和推荐的开发板。

型号- EPC2059,EPC9003C,EPC2215,EPC2218,EPC2016C,EPC2052,EPC2051,EPC2053,EPC2055,EPC90153,EPC2101,EPC2106,EPC2105,EPC90151,EPC2065,EPC90152,EPC2067,EPC2100,EPC9014,EPC2066,EPC90150,EPC9097,EPC90145,EPC90142,EPC9098,EPC90143,EPC9099,EPC9092,EPC90148,EPC90146,EPC90147,EPC9091,EPC2619,EPC2014C,EPC2030,EPC2032,EPC2152,EPC2031,EPC2033,EPC9060,EPC9061,EPC9062,EPC2308,EPC2307,EPC9005C,EPC2204,EPC2207,EPC2206,EPC2019,EPC9166,EPC2252,EPC9047,EPC9162,EPC9041,EPC9163,EPC9165,EPC9160,EPC2302,EPC2304,EPC2306,EPC9010C,EPC2305,EPC9177,EPC2020,EPC2023,EPC9179,EPC9174,EPC9055,EPC9170,EPC9006C,EPC2010C,EPC9148,EPC23101,EPC2071,EPC23102,EPC23103,EPC23104,EPC90140,EPC9143,EPC90132,EPC90137,EPC90138,EPC90135,EPC9159,EPC2007C,EPC9157,EPC9036,EPC9158,EPC9037,EPC2088,EPC9151,EPC90122,EPC9031,EPC90123,EPC9153,EPC90120,EPC9033,EPC90124

2023/10/13 - EPC - 应用及方案代理服务技术支持批量订货

用于DC-DC转换的镓氮®FET和IC应用简介

描述- 该资料主要介绍了eGaN® FETs和ICs在DC-DC转换中的应用，包括其高效能、高功率密度、低剖面等优势。资料中详细列出了多种eGaN®产品及其应用场景，如48V-12V非隔离式转换器、2kW同步模块等，适用于高性能计算、电信、汽车电子等领域。此外，还提供了eGaN®产品的详细参数和推荐配置。

型号- EPC2059,EPC9003C,EPC2215,EPC2218,EPC2016C,EPC2019,EPC2052,EPC2051,EPC9166,EPC2252,EPC2053,EPC9047,EPC2055,EPC9162,EPC9041,EPC90153,EPC9165,EPC9160,EPC2101,EPC2302,EPC2106,EPC2304,EPC2105,EPC2306,EPC2305,EPC9010C,EPC9177,EPC90151,EPC2065,EPC90152,EPC2020,EPC2067,EPC2100,EPC2023,EPC9179,EPC9014,EPC2066,EPC90150,EPC9174,EPC9097,EPC90145,EPC90142,EPC9098,EPC9055,EPC90143,EPC9099,EPC9092,EPC90148,EPC90146,EPC90147,EPC9091,EPC9006C,EPC2619,EPC2010C,EPC2014C,EPC9148,EPC2071,EPC23101,EPC23102,EPC2030,EPC23103,EPC23104,EPC2032,EPC90140,EPC2152,EPC2031,EPC2033,EPC90132,EPC90137,EPC9060,EPC9061,EPC9062,EPC2308,EPC2307,EPC9005C,EPC2204,EPC2207,EPC2206,EPC9159,EPC2007C,EPC9157,EPC9036,EPC9158,EPC2088,EPC9037,EPC90122,EPC9031,EPC90123,EPC9153,EPC90120,EPC9033,EPC90124

2023/9/11 - EPC - 应用及方案代理服务技术支持批量订货

用于DC-DC转换的镓氮®FET和IC应用简介

型号- EPC2059,EPC9003C,EPC2215,EPC2218,EPC2016C,EPC2019,EPC9203,EPC2052,EPC2051,EPC9166,EPC2053,EPC9201,EPC9047,EPC2055,EPC9041,EPC90153,EPC2069,EPC2101,EPC2302,EPC2106,EPC2304,EPC2105,EPC2306,EPC2305,EPC9010C,EPC9137,EPC2021,EPC2065,EPC2020,EPC2023,EPC2100,EPC9014,EPC90150,EPC9097,EPC90145,EPC90142,EPC9098,EPC9055,EPC90143,EPC9099,EPC9092,EPC90148,EPC90146,EPC90147,EPC9091,EPC9006C,EPC2619,EPC2010C,EPC2014C,EPC9148,EPC9149,EPC23101,EPC2071,EPC23102,EPC2030,EPC2032,EPC90140,EPC2152,EPC2031,EPC2033,EPC9143,EPC90132,EPC90137,EPC9060,EPC9061,EPC9062,EPC2308,EPC2307,EPC90139,EPC9005C,EPC2204,EPC2015C,EPC2207,EPC2206,EPC2007C,EPC9157,EPC9036,EPC2088,EPC9037,EPC9151,EPC90122,EPC9031,EPC90123,EPC9153,EPC90120,EPC9033,EPC90124

2023/1/11 - EPC - 应用笔记或设计指南代理服务技术支持批量订货

用于DC-DC转换的镓氮®FET和IC应用简介

型号- EPC2059,EPC9003C,EPC2215,EPC2218,EPC2016C,EPC2019,EPC9203,EPC2052,EPC2051,EPC9166,EPC2053,EPC9201,EPC9047,EPC2055,EPC9041,EPC90153,EPC2069,EPC2101,EPC2302,EPC2106,EPC2304,EPC2105,EPC2306,EPC9010C,EPC2305,EPC9137,EPC2021,EPC2065,EPC2020,EPC2023,EPC2100,EPC9014,EPC9097,EPC90145,EPC90142,EPC9098,EPC9055,EPC90143,EPC9099,EPC9092,EPC90148,EPC90146,EPC90147,EPC9091,EPC9006C,EPC2619,EPC2010C,EPC2014C,EPC9148,EPC23101,EPC2071,EPC9149,EPC23102,EPC2030,EPC2032,EPC90140,EPC2152,EPC2031,EPC2033,EPC9143,EPC90132,EPC90137,EPC9060,EPC9061,EPC9062,EPC2308,EPC90139,EPC9005C,EPC2204,EPC2015C,EPC2207,EPC2206,EPC2007C,EPC9157,EPC9036,EPC9037,EPC9151,EPC90122,EPC9031,EPC90123,EPC9153,EPC90120,EPC9033,EPC90124

2022/12/9 - EPC - 应用笔记或设计指南代理服务技术支持批量订货

华润微电子推出PT4123E系列降压型恒流驱动，可应用于低压LED普通照明、车载LED照明、安防摄像头照明等领域

PT4123E是华润微电子推出的一款连续电感电流导通模式的降压型恒流驱动，用于驱动一颗或多颗串联LED，主要应用于低压LED普通照明，车载LED照明，安防摄像头照明等领域。

2023-12-08 - 产品代理服务技术支持批量订货

顺络汽车电子产品介绍2021

描述- 该资料详细介绍了顺络汽车电子产品的应用和重点产品。内容涵盖车载照明、电池管理系统、娱乐影音、ADAS、T-BOX、OBC、DC-DC转换器、电机驱动和48V混动系统等应用领域的电感产品。资料中重点介绍了AMP、AMWPH、ASWPA、AMWPB、AWPE、ACPR1208、AMWPQ等系列产品的特性、应用和规格参数。同时，还提供了相关产品的结构图、等效电路图、产品尺寸和性能参数等信息。

型号- ACPR1208,ATWPPQ6055,AWL1608C,ATWPPQ503255,AWL1005,ACSR0906S250NT,ACPR1208 系列,EP 系列,AMCW-B,AMP0603H,AMWPQ2618H,AMCW-L,AMWPQ3315,AMCW3225B-2-220T,AMCW2012S,AMCW-G,AMCW-F,ACSR,ASWPA6055,AMCW3225,AMCW-S,AMCW-R,AMCW2012S-2-361T,ALTWR 系列,AMCW-P,ASWPA6055S,AMWPQ3315S,ALTWR-F,AWL3225-FP,AMCW4532B-2-220T,ASWPA4035,ATWPPQ503255C301P,AWL1608 系列,AWL1608FS,AWL4532FP,ATWPEP,AMP1205H,AWL3225FP2R7MTF,ACSR0906C222NT,AMWPQ 系列,AMWPH3015,ACSR0906C510NT,ATPPEF20,ATWP,AMWPQ,AMP0605H,ACSR0906S510NT,AMWPH6045S,AMWPB6045S,AMCW4532B-2-110T,ALTWEP060708,ARCDC563731A402N2B,AMWPH3015S,AWL4532-FP,AMWPH,AMCW3225B-2-101T,AMWPQ2818S,AMCW3225F-2-101T,AMCW3225G-2-800T,AMCW2012S-2-670T,AWPE101006H,ATWPEF15,AMWPB,ALTW-C,AMCW2012S-2-181T,AWL3225FP 系列,AMWPH5030,AMCW3225B-2-510T,SWPA,AWL1608FSR56JTFM01,ASWPA8050,ACSR0906C101NT,ATWPPQ5042,AWL2012,ATW,SWPA 系列,ACSR0906C472NT,ATWPEP06,AMWPH4018S,AMWPH5030S,ATWPEP07,ARCDC,AWPE系列,AMWPB6045,AWL3225FP2R2MTF,AMCW2012S-2-900T,ALTWR,ACW4532B,AMWPH252012,AWL-FP系列,AMP1004H,AWL3225FP100MTF,AWL3225FP,ACSR0906C110NT,EF,AMCW4532L-2-201T,ATWPPQ5032,AMP,EF 系列,ACPR-S,AMP1707H,EP,AWL2012系列,ASWPA,AWL3225FP220MTF,ACSR0906C250NT,ATWPER736656A200P,ASWPA8050S,AMWPQ2818,AMWPB10060,AMCW3225G,AMCW3225F,AMP0703H,AWPE,AWL4532FP221MTF,AMCW3225B,ATWPPQ503255 系列,AWL3225FP470MTF,ACSR0906C102NT,AMCW3225L,AMCW3225L-2-201T,AMWPQ2815,AMCW4532F,AWPE101006,ALTWR-F01TF,AWL201,AMCW4532B,AMCW4532L,ACSR0906C471NT,AMWPB7045S,ATWPPQ736656A 系列,AMCW4532B-2-510T,AWL,AWL1005C-M81,AWL3225FP3R3MTF,ATWPPQ736656A,AMCW2012,AWL1005C-M01,AWL2012C,AWL3225FP4R7MTF,AMCW4532,AMP系列,ARCDC 系列,AMWPB 系列,ATWPEP13,AMWPH4018,ATWPEP12,AMWPB7045,ACSR0906C050NT,ALTW0806C-C,AMP0503H,AMWPQ2815L,AMWPH6045,AWL1608,ASWPA4035S,AMCW4532F-2-101T,ATWPEP09,AMP0705H,AWL-FP,AMWPQ2815S,ACSR0906,AMCW3225B-2-110T,AMCW4532B-2-101T

2021 - 顺络 - 商品及供应商介绍代理服务技术支持批量订货

A7115D DC-DC转换器降压7V 1.5A 1.5MHz PWM/PFM同步

描述- A7115D是一款由AiT Semiconductor Inc.生产的同步电流模式降压转换器，工作电压范围为2.5V至7.2V，输出电流可达1.5A。该产品采用1.5MHz的开关频率，具有高达95%的峰值效率，并具备PWM自动/PFM切换功能，以适应不同负载需求。A7115D适用于多种电子设备，包括机顶盒、电信/网络系统、摄像头、视频设备、通信设备、GPU/DDR电源等。

型号- A7115DE5VR,A7115DJ8R,A7115DE5R,A7115DJ8VR,A7115D

AUG 2023 - AIT - 数据手册 - REV1.0 代理服务技术支持批量订货

萨科微DC-DC电源芯片MC34063，可输出高达1.5A开关电流，具有短路电流限制和低待机电流特性

SLKOR DC-DC电源芯片MC34063是一款非常出色的产品，它是一款单片稳压器子系统，旨在用作DC到DC转换器。该器件包含温度补偿带隙基准、占空比控制振荡器、驱动器和高电流输出开关，可用于降压、升压或反相开关调节器以及串联调节器。

2023-10-30 - 产品代理服务技术支持批量订货

日清纺DC/DC转换器选型表

日清纺（NISSHINBO）DC/DC转换器具有高精度宽广的工作电压范围等特点，最高输入电压达60V，耐压80V，最高输出电流达14A，输出电压精度：0.9%-5%，拓扑包括降压、升压、反相、回扫和降压-升压类型

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（%）	封装	拓扑结构
NJW1871R	DC/DC转换器	2.5V	40V	1%	MSOP10(VSP10)	升压/回扫