ASIL級(jí)攝像頭電源保護(hù)器保護(hù)您的車(chē)載攝像頭

這些天，當(dāng)您開(kāi)車(chē)時(shí)，您的眼睛并不是唯一固定在路上的眼睛?，F(xiàn)代車(chē)輛現(xiàn)在擁有多個(gè)攝像頭，這些攝像頭與雷達(dá)和激光雷達(dá)等其他先進(jìn)傳感器相結(jié)合，支持先進(jìn)駕駛輔助系統(tǒng) （ADAS） 等安全功能。這些傳感器的融合可以檢測(cè)盲點(diǎn)、行人、街道車(chē)道等……甚至引導(dǎo)車(chē)輛自行停車(chē)。例如，當(dāng)今的一些半自動(dòng)駕駛汽車(chē)配備8 到 12 個(gè)攝像頭，可提供 360 度環(huán)繞視圖以提供停車(chē)輔助功能，并提供 250m 的前方視野以避免碰撞。這些攝像頭可以與超聲波傳感器和前向雷達(dá)配合使用，以提供更廣闊的視野。

根據(jù)Research and Markets的一份報(bào)告，到 2023 年，全球汽車(chē)攝像頭市場(chǎng)預(yù)計(jì)將達(dá)到約 75 億美元，2018 年至 2023 年的復(fù)合年增長(zhǎng)率為 24.3% 。研究人員指出，對(duì) ADAS 的需求以及北美和歐洲政府對(duì)后視倒車(chē)攝像頭的要求是這一增長(zhǎng)的關(guān)鍵驅(qū)動(dòng)力。此外，攝像頭開(kāi)始取代某些汽車(chē)中的傳統(tǒng)側(cè)視鏡，新興的駕駛員監(jiān)控系統(tǒng)依靠攝像頭來(lái)評(píng)估困倦或分心等情況。朝著更高的安全標(biāo)準(zhǔn)邁進(jìn)只會(huì)繼續(xù)推動(dòng)對(duì)相機(jī)的需求。

鑒于這些汽車(chē)攝像頭在安全方面發(fā)揮著如此重要的作用，因此必須確保它們能夠正常供電并可靠運(yùn)行。您還需要考慮是否符合汽車(chē)安全完整性等級(jí) （ASIL）。ASIL 對(duì)汽車(chē)系統(tǒng)中的固有安全風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行分類(lèi)，是遵守 ISO 26262 的重要組成部分，該標(biāo)準(zhǔn)為安全關(guān)鍵汽車(chē)部件提供了國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)。

平衡電源和保護(hù)需求

汽車(chē)攝像頭有多種電源管理方案——通常，路徑跨越從為遠(yuǎn)程攝像頭本身提供電源的汽車(chē)電池。假設(shè)您有一個(gè) 12V 汽車(chē)電池和幾個(gè)攝像頭，可通過(guò)同軸電纜供電。由于電池和電纜之間的電壓波動(dòng)很大（每臺(tái)攝像機(jī)通常在 0.3A 時(shí)為 8V-10V），您需要考慮與同軸系統(tǒng)供電相關(guān)的各種限制。您需要一個(gè)降壓-升壓轉(zhuǎn)換器來(lái)調(diào)整不同的電壓，尤其是在啟停和冷車(chē)發(fā)動(dòng)條件下。但是，您仍然需要針對(duì)過(guò)流、對(duì)地短路和電池短路等故障條件提供一些隔離，所有這些都可能造成損壞，從而影響駕駛員和乘客的安全。為了這，

更好的是，您可以為汽車(chē)攝像頭模塊選擇高度集成的攝像頭電源保護(hù)器 IC。這樣的設(shè)備使您能夠通過(guò)嚴(yán)格控制每個(gè)通道的最大電流來(lái)最大限度地減少故障緩解電路。您還可以將每臺(tái)攝像機(jī)上的所有故障與單個(gè)電源和其他攝像機(jī)隔離開(kāi)來(lái)。理想的保護(hù)器 IC 還將通過(guò) I 2 C提供診斷故障信息。

攝像機(jī)保護(hù)器可以是攝像機(jī)系統(tǒng)的融合電子控制單元 （ECU） 的一部分。降壓-升壓轉(zhuǎn)換器將連接到汽車(chē)電池，并通過(guò)攝像頭保護(hù)器、交流阻斷線圈和同軸電纜向遠(yuǎn)程攝像頭提供直流電。四通道解串器將通過(guò)一組交流耦合電容器和相同的同軸電纜將微處理器連接到遠(yuǎn)程攝像機(jī)。每個(gè)遠(yuǎn)程攝像頭都將由汽車(chē)電源管理 IC （PMIC）、串行器和圖像傳感器管理。圖 2描述了這種架構(gòu)。

圖 1. 汽車(chē)攝像頭系統(tǒng)的電源管理架構(gòu)。

業(yè)界唯一的 ASIL 級(jí)相機(jī)保護(hù)器

Maxim 的MAX20087提供了一個(gè)可插入遠(yuǎn)程攝像頭系統(tǒng)的攝像頭保護(hù)器 IC 示例。它是業(yè)界唯一一款具有基于 I 2 C 的集成診斷功能的 ASIL 級(jí)攝像機(jī)保護(hù)器（符合 ASIL B 至 ASIL D） 。作為雙通道/四通道器件，它在一個(gè) 4mm x 4mm、20 引腳 TQFN 中提供兩個(gè)或四個(gè) 600mA 保護(hù)開(kāi)關(guān)。單個(gè) MAX20087 同時(shí)支持四個(gè)攝像頭，而同一總線上的兩個(gè)并聯(lián)器件支持八個(gè)攝像頭。該器件單獨(dú)保護(hù)每個(gè)輸出免受電池短路、接地短路和過(guò)流情況的影響。一個(gè)集成的 8 位模數(shù)轉(zhuǎn)換器 （ADC） 根據(jù) ASIL 合規(guī)性的要求監(jiān)控電流、電壓和電源讀數(shù)。

MAX20087 集成的功能使您不必使用更多的分立元件。例如，由于該器件可阻止電池短路從反饋到電源軌，因此您無(wú)需在每個(gè)通道上添加反向阻斷二極管。您可以通過(guò)購(gòu)買(mǎi)MAX20087EVKIT評(píng)估套件來(lái)評(píng)估 MAX20087 用于您的下一個(gè)汽車(chē)攝像頭設(shè)計(jì)，它可以作為獨(dú)立的保護(hù)器運(yùn)行，也可以通過(guò) I 2 C 接口連接到控制器以實(shí)現(xiàn)高級(jí)控制和診斷。

為了完善相機(jī)系統(tǒng)的電源管理架構(gòu)，Maxim 提供了各種汽車(chē)電源 IC。例如，這些汽車(chē) PMIC 可以支持遠(yuǎn)程攝像頭：

MAX25249和MAX25249B四路輸出微型 PMIC，業(yè)界最小的此類(lèi)解決方案，適用于具有精密監(jiān)控的汽車(chē)攝像頭。這些器件在一個(gè) 3.5mm x 3.5mm、20 引腳 TQFN 中集成了三個(gè) DC-DC 轉(zhuǎn)換器和一個(gè)高 PSRR LDO。

MAX20049靈活、緊湊、四路電源，具有 2.2MHz、500mA 降壓轉(zhuǎn)換器和雙路 LDO，適用于汽車(chē)攝像頭模塊。這兩個(gè)降壓轉(zhuǎn)換器設(shè)計(jì)用于輸入電壓為 3.5V 至 17V 的固定頻率脈寬調(diào)制 （PWM） 操作。

鑒于這些攝像頭在汽車(chē)系統(tǒng)中發(fā)揮的關(guān)鍵作用，確保您的車(chē)載攝像頭供電正常并可靠運(yùn)行至關(guān)重要。這就是為什么正確的汽車(chē) PMIC 可以使您的設(shè)計(jì)與眾不同。

審核編輯：郭婷