AB-011 Tehnici electrice pentru utilizarea diferitelor surse de energie - Microdrive de precizie
Prezentare generală
Deoarece motoarele cu vibrații au o mare varietate de aplicații, ele sunt adesea integrate în sisteme care au surse de alimentare diferite. O preocupare comună, în ceea ce privește alimentarea cu energie, este reglarea tensiunii sursei de alimentare la un nivel adecvat pentru motorul de vibrație sau circuitele de acționare. Acest lucru protejează motorul și poate asigura un nivel constant de performanță pentru utilizări precum feedback-ul haptic.
Motoarele noastre de vibrații sunt alimentate cu curent continuu și au tensiuni nominale cuprinse între 1,5V și 24V, majoritatea funcționând în capătul inferior al spectrului. Aceasta este adesea mai mică decât tensiunea de alimentare a sistemului și sunt necesari pași suplimentari pentru a reduce tensiunea de alimentare a motorului de vibrație pentru a evita deteriorarea acestuia.
Pentru aplicațiile care sunt alimentate cu baterii, cum ar fi echipamentele portabile, este posibil ca alimentarea cu tensiune să nu fie constantă. Deși bateriile sunt adesea specificate de o tensiune nominală, aproape toate chimicalele bateriilor fluctuează în funcție de nivelul lor de încărcare. Acest lucru poate avea un impact asupra performanței motorului de vibrații.
Prin urmare, acest Buletin de aplicații vizează discutarea tehnicilor populare pentru alimentarea motoarelor de vibrații din surse de energie diferite și, în unele cazuri, fluctuante. Am prezentat deja modul în care motoarele sunt acționate în telefoanele mobile și, în acest buletin, am presupus că ieșirea circuitului de alimentare ar fi conectată direct la motor printr-un driver discret sau un pod h.
Dacă aveți întrebări sau nu sunteți sigur cu privire la cea mai bună abordare pentru aplicația dvs. și alegerea motorului de vibrații, vă rugăm să ne contactați pentru sfaturi.
Divizorul potențial
Circuit divizor de potențial
Divizorul potențial este o metodă foarte simplă și ieftină pentru reducerea tensiunii și poate fi calculat folosind Legea lui Ohm. Este creat prin plasarea unui rezistor în serie cu motorul, apoi o parte din tensiunea de alimentare apare pe noul rezistor, R1, iar restul cade peste motor.
Analiza circuitului nu este complet simplă din cauza „forței electromotoare din spate” a motorului sau EMF. Aceasta este creată de rotația motorului prin câmpul său magnetic intern și apare ca o sursă de tensiune în direcția opusă tensiunii de alimentare. Consultați circuitul echivalent pentru funcționarea continuă mai jos. Din păcate, contabilizarea EMF este dificilă, deoarece variază în funcție de viteza motorului.
Circuit echivalent divizor potențial
Din fericire, cu informațiile furnizate în fișele noastre tehnice complete și o simplă reducere a circuitului, puteți găsi o valoare pentru rezistența de serie pentru fiecare dintre motoarele noastre de vibrații.
Valoarea lui \ (R_ \) trebuie să fie suficient de scăzută încât tensiunea motorului să fie peste tensiunea de pornire certificată, dar suficient de mare, astfel încât să nu depășească tensiunea maximă de funcționare. De asemenea, putem elimina EMF din ecuație. Pentru valoarea maximă a \ (R_ \) (asigurarea că motorul atinge tensiunea de pornire certificată), luăm în considerare circuitul când motorul nu a început încă să se rotească, ceea ce înseamnă că EMF este zero. În plus, pentru valoarea minimă de \ (R_ \) (asigurându-ne că motorul nu depășește tensiunea maximă de funcționare), considerăm cel mai rău caz, care este atunci când motorul funcționează la rezistența sa maximă. Acest lucru se întâmplă și atunci când EMF este egal cu zero.
Putem apoi reduce circuitul la o ecuație simplă de divizare a tensiunii, unde valorile superioare și inferioare ale \ (R_ \) sunt legate de următoarele:
\ (R_ \) este rezistorul de serie
\ (R_ \) este valoarea Rezistența maximă tipică a terminalului (în foaia tehnică a motorului cu vibrații)
\ (V_ \) este tensiunea de alimentare
\ (V_ \) este valoarea tensiunii de pornire certificate (în foaia tehnică a motorului cu vibrații)
\ (V_ \) este valoarea Tensiunii maxime de funcționare (în foaia tehnică a motorului cu vibrații)
Vă rugăm să rețineți: acestea sunt limite teoretice și se bazează pe valori tipice. Ar trebui să vă testați întotdeauna sistemul cu atenție și să funcționați bine în aceste limite folosind un factor de siguranță adecvat.
De exemplu, dacă am încerca să conducem motorul de vibrații SMD 304-103 de la o sursă de alimentare de 15V, am putea folosi ecuația de mai sus pentru a calcula valorile minime și maxime ale \ (R_ \).
$$ R_ \ leq 249 \ Omega $$
$$ R_ \ geq 125 \ Omega $$
De asemenea, este important să calculați puterea disipată prin rezistorul de serie, pentru a vă asigura că are o putere de putere adecvată. Calculul este simplu, deoarece curentul maxim de funcționare pentru motorul selectat se găsește și în foaia tehnică.
Continuând cu exemplul 304-103, folosind valoarea maximă pentru \ (R_ \) permisă:
$$ P_ = (75mA) ^ 2 \ ori 249 \ Omega $$
Determinarea puterii nominale a rezistenței necesare pentru a gestiona acest nivel de disipare a puterii depășește scopul acestui articol, dar există o mulțime de articole pe web care vă pot ajuta. De asemenea, din ecuația de mai sus putem vedea că alegerea unei valori mai mici pentru \ (R_ \) poate reduce puterea minimă.