完全集成采用霍尔为直流无刷电机驱动振动电机的应用程序亚博尊贵会员
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肖恩米兰,快板微系统公司,有限责任亚博棋牌游戏公司
文摘
振动电机用于各种应用,包括移动电话手机,游戏操纵杆,手持视频游戏、寻呼机、牙刷和剃须亚博尊贵会员刀等等。特别感兴趣的是手机市场,随着全球产量预计将在2007年超过10亿的手机。手机市场驱动的创新设计和制造技术的微型振动马达。更小的手机需求汽车消耗更少的PCB领域,和需要一个薄的汽车设计。来电显示振动电机特性音调,和游戏应用程序也被添加到手机。亚博尊贵会员本文将讨论一种先进的采用霍尔技术快板™微系统A1442无刷直流无刷直流电机驱动适合提供先进的手机振动马达的功能。
振动电机的设计
大多数振动电机由一个小电机驱动一个重量不平衡,如图1。
图1所示。Coin-type振动电机。相对平坦的偏心旋转重量在防护围栏。转子(1),(2),(3)重量,和(4)轴。
电机是直流(DC)刷涂或无刷马达,和配置两种基本类型:硬币(或平),油缸(或酒吧)。
圆柱型电机是简单的刷电机与传统的轴向设计,如图2所示。缸发动机用于各种各样的应用程序,但不受欢迎的手机应用程序中由于他们的大尺寸。亚博尊贵会员圆筒式电动机要求手机内的大部分体积,和通常的最大直径空间振动马达。
图2。气缸(bar)与外部重量式振动马达旋转垂直于身体。
所有刷电机在换向点创造的火花,当画笔开关电机线圈中通过的电流。这些火花是优秀的发射机的宽带射频干扰(RFI)。刷磨损和被证明是电动机故障的主要原因。
需要更小、更薄的设计导致换向器电动机技术的适应coin-type电动机,如图3所示。换向器点刷接触的激励电线圈转子。激励线圈磁场建立一个强大到足以与环形磁铁交互集成到定子,导致旋转。
如图3所示,换向点排列在交替极性对,所以随着转子线圈不断改变极性,因为他们经过换向点。以这种方式运动不断旋转,速度,外加电压成正比。更复杂的刷子在硬币的设计通常比他们的等效刷缸马达不可靠。
图3。刷coin-type振动电机爆炸视图。(1)外壳,(2)转子(查看安装),(3)转子(倒视图),(4)外壳底部,线圈(5),(6)换向点,(7)交流电源电路,(8)环磁铁(显示代表极地区域),(9)电源刷子。
无刷电机振动
如前所述,无刷电机带延长汽车生活和消除RFI缺乏火花。刷设计也提供最小的直径和薄coin-type汽车行业。图4说明了这种电机的基本结构。
图4。无刷coin-type振动电机爆炸视图。刷子和整流接触取而代之的是霍尔效应传感器IC(快板MicroSystems A1442如图所示),并搬迁到定子线圈。亚博棋牌游戏(1)外壳,(2)转子(查看安装),(3)转子(倒视图),(4)外壳底部,(5)环磁铁(显示代表极地区域),(6)偏心重量,(7)线圈。
在这个设计中,转子装配包括磁铁以及重量提供了在旋转振动。相对笨重的搬到定子线圈,它们连接到控制IC。
数字变换和线性软交换消除了火花,因此RFI干扰。完全集成的A1442采用霍尔设备和精密放大器耦合到一个内部全桥输出通过比较器电路,确定适当的变换点。第三线所示图4的电动机是可选的,连接到一个启用销A1442可以用来控制主动制动和睡眠功能。这第三线可以消除IC销VCC的PCB。
A1442是唯一必要IC驱动电动机。功能块图在图5举例说明了设备操作和高级特性。注意,在图4和图5中,集成霍尔元件不需要一个外部的霍尔元件,从而减少了电动机只数到A1442 PCB组件。唯一所需的外部组件是一个标准的电路特性,0.1µF旁路电容器电机PCB山位于应用程序,用来减少电压峰值在供应切换时产生一个感应负载。
图5。A1442刷振动电机驱动原理框图。
软交换和交换
当设备幂,感官磁场和激活的桥梁。活跃的晶体管设置根据磁极。南极性磁场激活输出晶体管Q1和第四季度,驱动电流从V着干活到VOUT2。作为一个北磁极极性方法(由于旋转),第一季度和第四季度关闭,Q2和Q3打开。这个驱动器电流从VOUT2到V着干活,从而扭转线圈中电流的方向。
电动机的设计各有不同,但最大转速范围从000年9到15 000 rpm。针对多数设计采用转子磁铁,和一些设计使用6-pole磁铁。使用这些参数,很容易计算整流开关频率(fCS赫兹)使用以下公式:
fCS= RPM×PP / 60岁
页在哪里pole-pairs的数量。针对一磁铁在9 000 rpm, fCS是300 Hz, 6-pole磁铁在15 000 rpm,它是750赫兹。因此,换向信号和线圈电流切换事件发生在声音频率范围。软开关驱动算法优化最小化切换产生的可听噪声和电磁干扰感应电动机线圈负荷逐渐减少然后换向电流线圈。计时图在图6中显示了转换行为。
图6。A1442刷振动电机驱动时间图。(1)转子磁场由A1442感觉到,(2)大厅内部信号变换电路,(3)全桥激活信号,(4)A1442输出,(5)感应电机线圈电流。
主动刹车,睡眠模式和Anti-Stall
阿莱格罗A1442有一个集成主动制动功能,可用于快速启停自行车。快速启停周期是有用的在振动的手机铃声,来电显示电话时在静默模式,和游戏应用程序。亚博尊贵会员制动功能被激活使用/睡眠销,如图5所示。
当信号应用于低/睡眠销,A1442发起主动制动功能,通过逆转极性输出的桥,从而通过电动机线圈电流方向。扭转当前的效果,因此,应用力旋转电机在相反的方向上,这将迅速减速电动机。制动A1442进入睡眠模式后关闭的有源电路集成电路。
在睡眠模式下,集成电路的电流消耗通常小于1µA。/睡眠销可以消除一个场效应晶体管晶体管在客户PCB,否则需要开关电源的电动机和关闭;因此,电动机可以永久地连接到电池。
如果电动机摊位,A1442将发起一个anti-stall算法。摊位当事件发生时,输出将会不断地开启和关闭重新启动发动机。开关周期生成震动马达的扭矩周期和提高的可能性开始。它还可以防止连续停滞当前损伤电机线圈。
保护和超细包装
反向合并到A1442保护电池保护装置,以防电机电线是无意中在PCB焊接向后,使返工。
如果线圈的输出是无意中做空设备电源时,A1442热停堆保护,将禁用输出作为IC升温。相反的电池保护特性和热关闭已被证明是非常健壮的特性为组装厂和返工在OEM板组装。
随着很薄的设计,比如摩托罗拉®MOTORAZRTM手机振动马达的厚度已经成为一个重要的销售功能。阿莱格罗A1442设备可以在世界上最薄的MLP包。与现在完成汽车厚度对1.5毫米及以下趋势,获得额外的设计灵活性使用快板电子战包,一个延时(DFN)整体包0.4毫米的最大高度,长度和宽度的尺寸只有1.5毫米×2.0毫米。A1442电子战包如图7所示。
图7。A1442在电子战包中。
总结
A1442是全桥驱动低压马达驱动器设计,直流无刷电机(刷)。电机的换向是通过使用一个霍尔元件检测alternating-pole环磁铁的旋转位置。设备集成了所有必要的电子产品。这包括霍尔元件电路用于整流、电动机控制电路,输出桥。
这充分集成单芯片解决方案提供了增强的可靠性(包括反向电池保护,输出短路保护),不需要任何外部支持组件除了标准外部0.1µF旁路电容器。
A1442雇佣了一个软交换算法来最小化音响开关噪声、RFI和EMI干扰。积极制动功能可以在第三个销,可以用于快速启停周期来电显示和游戏功能。第三针还使微功率睡眠模式减少电流消耗便携式电子设备的电池管理。占用空间小和低调电子战包使极薄的电动机的设计。
的快板A1442无刷直流电机驱动程序是适合提供高级功能和包装振动电机应用在便携式手机和寻呼机等其他产品,手持视频游戏控制器,电子牙刷和剃须刀。亚博尊贵会员