便攜電子設(shè)備中的馬達(dá)驅(qū)動(dòng)器解決方案的應(yīng)用
作者：Reno Rossetti，Hyunmin Cho
馬達(dá)在便攜電子設(shè)備中得到日益廣泛的應(yīng)用。為滿足這些設(shè)備對(duì)功耗、控制和空間的需求，馬達(dá)驅(qū)動(dòng)器要求高效率和高集成度。本文以數(shù)碼相機(jī)為例，對(duì)這些馬達(dá)驅(qū)動(dòng)器解決方案的應(yīng)用進(jìn)行了討論。
消費(fèi)市場(chǎng)是所有IC電子市場(chǎng)中最大以及增長(zhǎng)最快的市場(chǎng)。數(shù)碼相機(jī)(DSC)、MP3與DVD播放機(jī)、機(jī)頂盒、視頻游戲控制臺(tái)，以及手機(jī)等這些需要用到馬達(dá)的電子設(shè)備的市場(chǎng)成功，為IC市場(chǎng)注入了發(fā)展動(dòng)力。這些馬達(dá)用于控制諸如相機(jī)的移動(dòng)鏡頭、硬盤驅(qū)動(dòng)器的旋轉(zhuǎn)以及移動(dòng)讀/寫磁頭等。
電子設(shè)備中輔助部件使用的馬達(dá)數(shù)量更多，比如冷卻風(fēng)扇和CDROM/RW/DVDROM驅(qū)動(dòng)器。最近，照相手機(jī)甚至已將馬達(dá)集成到手機(jī)里。在這些應(yīng)用中的每一個(gè)馬達(dá)都需要馬達(dá)驅(qū)動(dòng)器，從而使馬達(dá)驅(qū)動(dòng)器IC的需求量急劇增加并刺激整個(gè)市場(chǎng)的發(fā)展。
本文將討論現(xiàn)代數(shù)碼相機(jī)對(duì)運(yùn)動(dòng)控制的要求，因?yàn)樗鼈兛赡苁窃诤苄◇w積內(nèi)裝有馬達(dá)數(shù)量最多的精巧設(shè)備。此外，本文還將討論一種基于高度集成的馬達(dá)驅(qū)動(dòng)器IC的馬達(dá)驅(qū)動(dòng)器解決方案(見(jiàn)圖1)。
圖1：在DSC鏡頭中裝配的三種馬達(dá)。
相機(jī)的基礎(chǔ)知識(shí)
大多數(shù)數(shù)碼相機(jī)都具有光學(xué)變焦或者數(shù)字變焦功能(或者二者都有)。光學(xué)變焦鏡頭實(shí)際上是朝著拍攝對(duì)象向外運(yùn)動(dòng)以獲得清晰的特寫照片，它與傳統(tǒng)相機(jī)中的變焦鏡頭屬于同一類型。數(shù)字變焦則是相機(jī)里的一種軟件功能，即裁減照片邊緣并以電子方式放大照片的中央部分以填滿整個(gè)畫(huà)面，它會(huì)使照片的清晰度下降�？讖�(或光圈，光線通過(guò)它進(jìn)入相機(jī))由鏡頭里的鎖光圈(irisdiaphragm)控制，例如一組重疊的金屬薄片形成一個(gè)中心有孔的圓環(huán)，這個(gè)孔的孔徑可根據(jù)需要調(diào)大或者調(diào)小�？扉T用來(lái)控制允許光線進(jìn)入相機(jī)的時(shí)間。通過(guò)調(diào)節(jié)快門速度，配合采用合適的光圈大小，便可得到良好曝光所需的合適光量。
馬達(dá)和馬達(dá)驅(qū)動(dòng)器
圖1顯示了DSC里常見(jiàn)的三種馬達(dá)類型。直流激勵(lì)器(actuator)一般用來(lái)驅(qū)動(dòng)快門，它以恒流驅(qū)動(dòng)(CCD)模式控制，可實(shí)現(xiàn)高速的快門操作(現(xiàn)代DSC的快門速度超過(guò)1/2，000秒)；步進(jìn)馬達(dá)則將對(duì)自動(dòng)調(diào)焦(AF)進(jìn)行精確的位置控制。光學(xué)變焦可采用直流馬達(dá)或步進(jìn)馬達(dá)來(lái)實(shí)現(xiàn)。對(duì)于快速變焦操作，特別是當(dāng)DSC電源打開(kāi)時(shí)，采用直流馬達(dá)更好，因?yàn)樗霓D(zhuǎn)矩大于步進(jìn)馬達(dá)的轉(zhuǎn)矩。但另一方面，為在正常操作時(shí)進(jìn)行平滑和精確的變焦，采用步進(jìn)馬達(dá)可能會(huì)更好些。對(duì)于單光圈應(yīng)用，可使用DC激勵(lì)器調(diào)節(jié)光圈，而當(dāng)需要精確控制位置時(shí)則采用步進(jìn)馬達(dá)。
圖2展示了DSC里的所有馬達(dá)。這些馬達(dá)有6個(gè)專用通道(CH1至CH6)：CH5驅(qū)動(dòng)用于快門操作的DC激勵(lì)器；CH1和CH2驅(qū)動(dòng)用于自動(dòng)調(diào)焦的步進(jìn)馬達(dá)(有兩個(gè)線圈)；CH3和CH4(兩個(gè)線圈)驅(qū)動(dòng)用于調(diào)節(jié)光圈的步進(jìn)馬達(dá)；CH6驅(qū)動(dòng)用于光學(xué)變焦的直流馬達(dá)，由于直流馬達(dá)的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，CH6具有直流馬達(dá)所需的制動(dòng)功能。 function ImgZoom(Id)//重新設(shè)置圖片大小 防止撐破表格 { var w = $(Id).width; var m = 650; if(w
驅(qū)動(dòng)的實(shí)現(xiàn)與效率
DSC中馬達(dá)的主要驅(qū)動(dòng)方式為恒壓驅(qū)動(dòng)(CVD)與恒流驅(qū)動(dòng)，有時(shí)也會(huì)采用電壓脈寬調(diào)制(PWM)從一個(gè)固定電源上為不同馬達(dá)提供合適電壓。例如，鏡頭筒制造商可能推出工作在3V和3。6V的用于變焦的新型直流馬達(dá)與用于調(diào)節(jié)光圈的直流激勵(lì)器，而可用的VM(即馬達(dá)電源電壓)固定為4V。在這種情況下，DSP或伺服IC可能需要產(chǎn)生一個(gè)占空比
