十年專注單片機方案開發(fā)的方案公司英銳恩，分享便攜電子設(shè)備中的馬達驅(qū)動器應(yīng)用。英銳恩現(xiàn)提供服務(wù)產(chǎn)品涉及主控芯片：8位單片機、16位單片機、32位單片機及各類運算放大器等。

馬達在便攜電子設(shè)備中得到日益廣泛的應(yīng)用。為滿足這些設(shè)備對功耗、控制和空間的需求，馬達驅(qū)動器要求高效率和高集成度。本文以數(shù)碼相機為例，對這些馬達驅(qū)動器解決方案的應(yīng)用進行了討論

消費市場是所有IC電子市場中最大以及增長最快的市場。數(shù)碼相機(DSC)、MP3與DVD播放機、機頂盒、視頻游戲控制臺，以及手機等這些需要用到馬達的電子設(shè)備的市場成功，為IC市場注入了發(fā)展動力。這些馬達用于控制諸如相機的移動鏡頭、硬盤驅(qū)動器的旋轉(zhuǎn)以及移動讀/寫磁頭等。

電子設(shè)備中輔助部件使用的馬達數(shù)量更多，比如冷卻風(fēng)扇和CD ROM/RW/DVD ROM驅(qū)動器。最近，照相手機甚至已將馬達集成到手機里。在這些應(yīng)用中的每一個馬達都需要馬達驅(qū)動器，從而使馬達驅(qū)動器IC的需求量急劇增加并刺激整個市場的發(fā)展

本文將討論現(xiàn)代數(shù)碼相機對運動控制的要求，因為它們可能是在很小體積內(nèi)裝有馬達數(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驅(qū)動器IC的馬達驅(qū)動器解決方案(見圖1)。

相機的基礎(chǔ)知識 

大多數(shù)數(shù)碼相機都具有光學(xué)變焦或者數(shù)字變焦功能(或者二者都有)。光學(xué)變焦鏡頭實際上是朝著拍攝對象向外運動以獲得清晰的特寫照片，它與傳統(tǒng)相機中的變焦鏡頭屬于同一類型。數(shù)字變焦則是相機里的一種軟件功能，即裁減照片邊緣并以電子方式放大照片的**部分以填滿整個畫面，它會使照片的清晰度下降?？讖?或光圈，光線通過它進入相機)由鏡頭里的鎖光圈(iris diaphragm)控制，例如一組重疊的金屬薄片形成一個中心有孔的圓環(huán)，這個孔的孔徑可根據(jù)需要調(diào)大或者調(diào)小。快門用來控制允許光線進入相機的時間。通過調(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。

馬達和馬達驅(qū)動器 

圖1顯示了DSC里常見的三種馬達類型。直流激勵器(actuator)一般用來驅(qū)動快門，它以恒流驅(qū)動(CCD)模式控制，可實現(xiàn)高速的快門操作(現(xiàn)代DSC的快門速度超過1/2,000秒)；步進馬達則將對自動調(diào)焦(AF)進行精確的位置控制。光學(xué)變焦可采用直流馬達或步進馬達來實現(xiàn)。對于快速變焦操作，特別是當DSC電源打開時，采用直流馬達更好，因為它的轉(zhuǎn)矩大于步進馬達的轉(zhuǎn)矩。但另一方面，為在正常操作時進行平滑和精確的變焦，采用步進馬達可能會更好些。對于單光圈應(yīng)用，可使用DC激勵器調(diào)節(jié)光圈，而當需要精確控制位置時則采用步進馬達。 

圖2展示了DSC里的所有馬達。這些馬達有6個專用通道(CH1至CH6)：CH5驅(qū)動用于快門操作的DC激勵器；CH1和CH2驅(qū)動用于自動調(diào)焦的步進馬達(有兩個線圈)；CH3和CH4(兩個線圈)驅(qū)動用于調(diào)節(jié)光圈的步進馬達；CH6驅(qū)動用于光學(xué)變焦的直流馬達，由于直流馬達的轉(zhuǎn)動慣量，CH6具有直流馬達所需的制動功能。

驅(qū)動的實現(xiàn)與效率 

DSC中馬達的主要驅(qū)動方式為恒壓驅(qū)動(CVD)與恒流驅(qū)動，有時也會采用電壓脈寬調(diào)制(PWM)從一個固定電源上為不同馬達提供合適電壓。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與用于調(diào)節(jié)光圈的直流激勵器，而可用的VM(即馬達電源電壓)固定為4V。在這種情況下，DSP或伺服IC可能需要產(chǎn)生一個占空比為0.75和0.9的PWM信號來將4V電壓轉(zhuǎn)換成3V和3.6V。由于小型DSC馬達的電感值很小，所以必須將這種PWM信號的頻率設(shè)置在100kHz以上。 

飛兆半導(dǎo)體推出的馬達驅(qū)動器IC FAN8702具有6個通道(CH1至CH6，每一個通道驅(qū)動一個線圈)，能驅(qū)動相機里的所有馬達。像這種型號的驅(qū)動器IC具有4路用于調(diào)節(jié)輸出電壓及電流的命令輸入，它們分別由管腳VC1、VC2、IAE和ISH設(shè)置。正確選擇輸出電壓與電流將使電源功耗最小，這種高度靈活性使諸如CVD、CCD等簡單的控制方法十分受歡迎。由于不需采用PWM架構(gòu)中常見的開關(guān)轉(zhuǎn)換，CVD/CCD除了方法簡單、結(jié)構(gòu)緊湊、具有成本效益外，還具有低噪聲特性。 

DSC的功耗 

DSC可用一節(jié)或兩節(jié)鋰離子電池供電，比如三星Digimax V50型DSC可用一節(jié)容量大約為5Wh的鋰離子電池(3.7V，1,440mAh)供電；佳能EOS300D Digital Rebel型DSC則可用兩節(jié)容量大約為8Wh的鋰離子電池(7.4V，1,100mAh)供電，它一般在空閑模式下消耗1W的功率，在使用閃光燈拍照時消耗8W的峰值功率。因此，這種相機的工作時間從1至8小時不等，取決于它的使用頻率與模式。

本文小結(jié) 

應(yīng)用在數(shù)碼相機等現(xiàn)代便攜電子設(shè)備中的馬達數(shù)量的增長速度，將繼續(xù)超過傳統(tǒng)用在硬盤驅(qū)動器里的音圈馬達(voice coil motor)和主軸馬達數(shù)量的增長速度。令人吃驚的是，現(xiàn)在有很多馬達可滿足苛刻的小型化趨勢要求，實際上“微型”硬盤(1英寸，1.5GB)現(xiàn)已經(jīng)應(yīng)用在智能手機里。市面上出現(xiàn)的新型照相手機也可能很快采用本文所討論的所有馬達，包括用于光學(xué)變焦與存儲器的馬達，數(shù)量將超過6個，而且全都裝配在一個緊湊的空間內(nèi)。除了這些馬達，現(xiàn)代便攜電子設(shè)備還需要效率高、集成度高的馬達驅(qū)動器，以滿足它們對功耗、控制及縮小空間的日益增長的需求。