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基于压电驱动的触觉反馈解决方案

上网日期: 2011年09月07日 ?? 作者: Lefeng Shao ?? 我来评论 字号:放大 | 缩小 分享到:sina weibo tencent weibo tencent weibo


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关键字:压电马达? 触觉响应?

电源管理的重要性

压电体相对于直流马达驱动器来说功耗极低,尽管如此,仍有一些其它功耗因素需要考虑:

* 每次触碰从主电源消耗的功率

* 每次触碰的波形类型

* 每秒触碰次数

* 高压升压电路消耗的功率

MAX11835触觉驱动控制器对各种压电驱动器和高压电容的功耗进行了测量。MAX11835可以回放升压转换器反馈环路中软件控制的存储波形,测试波形包括100Hz正弦波和20Hz斜坡。

图8 、 9A 和 9B 显示了 MAX11835 驱动 175V 100Hz 正弦波时的输出,同时也画出了变压器主线圈电流。

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图8.输出电压波形和 MAX11835 升压电源的电流波形

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图 9A. 100Hz连续正弦波下,功耗随负载的变化曲线

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图 9B. 峰值升压电源电流随负载变化的曲线图,测试条件:频率 = 100Hz的正弦波;升压电源电压 = 4.2V;升压电源去耦电容 = 10uF;使用6:1变压器。

按下按键是最普通的操作,图10所示波形需要40ms充电,10ms放电。缓慢充电在触碰屏幕的过程中不容易被察觉,而快速放电的感觉则如同释放一个机械按键。

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图 10. 按压按键的模拟波形

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图 11. 功耗与压电电压曲线图,用单层和多层压电体模拟按键的按压。当电压超过180V,MAX11835的原边钳位开启,功耗会急剧上升。

图11所示波形连续工作。功耗随着占空比的降低而线性下降。在机械负载(半阻塞作用力)和空载压电驱动器的压电体数据间没有显著的区别。

图12显示了MAX11835升压过程的效率,用负载消耗能量除以升压电源消耗能量(VBST)进行测量。

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图 12. 能量转换效率:负载消耗能量与VBST消耗能量。电压超过180V时,MAX11835的原边钳位开启,效率快速上升。

图12中,效率随着负载电容的增大而上升,因为只有boost电路消耗静态功率。


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