特征

•可配置為線性或PWM模式VCM電流生成

•VCM的高效PWM電流控制

•高級(jí)鈴聲補(bǔ)償

•集成10位D/A轉(zhuǎn)換器，用于VCM電流控制

•保護(hù)

–開(kāi)路和短路檢測(cè)

–欠壓鎖定（UVLO）

–熱關(guān)機(jī)

–VCM驅(qū)動(dòng)器的內(nèi)部電流限制

–4千伏ESD-HBM

•I2C接口

•改善PWM到線性模式的設(shè)置時(shí)間與DRV201

•與DRV201相比，EMC性能有所提高

•改善PWM到線性模式的穩(wěn)定時(shí)間與DRV201

•與DRV201相比，EMC性能有所提高

•工作溫度范圍：-40oC至85oC

•6球WCSP組件，間距0.4 mm

•最大模具尺寸：0.806 mm×1.49 mm

•最大包裝高度：0.3 mm

應(yīng)用

•手機(jī)自動(dòng)對(duì)焦

•數(shù)碼相機(jī)自動(dòng)對(duì)焦

•虹膜和曝光控制

•安全攝像頭

•網(wǎng)絡(luò)和PC攝像頭

•執(zhí)行機(jī)構(gòu)控制

說(shuō)明

DRV201A是一款先進(jìn)的音圈馬達(dá)驅(qū)動(dòng)器，用于相機(jī)自動(dòng)對(duì)焦。它有一個(gè)集成的D/A轉(zhuǎn)換器來(lái)設(shè)置VCM電流。VCM電流由固定頻率的PWM控制器或線性模式驅(qū)動(dòng)器控制。電流生成可以通過(guò)I2C寄存器選擇。DRV201A有一個(gè)用于電流調(diào)節(jié)的集成感測(cè)電阻，電流可以通過(guò)I2C進(jìn)行控制。

當(dāng)改變VCM中的電流時(shí)，鏡頭振鈴?fù)ㄟ^(guò)高級(jí)振鈴補(bǔ)償功能進(jìn)行補(bǔ)償。振鈴補(bǔ)償大大減少了自動(dòng)對(duì)焦所需的時(shí)間。該裝置還具有VCM短路和開(kāi)路保護(hù)功能。

設(shè)備信息

（1）、有關(guān)所有可用的軟件包，請(qǐng)參閱數(shù)據(jù)表末尾的訂購(gòu)附錄。

簡(jiǎn)化示意圖

典型特征

詳細(xì)說(shuō)明

概述

DRV201A用于相機(jī)模塊中的高性能自動(dòng)對(duì)焦。它用于控制音圈電機(jī)（VCM）中的電流。VCM中的電流產(chǎn)生磁場(chǎng)，迫使連接到彈簧上的透鏡組移動(dòng)。VCM電流和鏡頭位置可通過(guò)I2C接口控制，并可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)對(duì)焦功能。

DRV201A在兩個(gè)方面比DRV201具有更高的性能水平。首先，在PWM和線性模式?jīng)]有任何共振。這允許在PWM模式下獲得聚焦后更快的圖像捕獲。另一個(gè)性能增強(qiáng)是在EMC性能方面。與DRV201相比，在PWM模式下工作時(shí)，轉(zhuǎn)換明顯減慢，導(dǎo)致傳導(dǎo)和輻射噪聲更低。

該設(shè)備通過(guò)支持高達(dá)400kbit/s數(shù)據(jù)速率的標(biāo)準(zhǔn)I2C接口連接到視頻處理器或圖像傳感器。數(shù)字接口支持1.8 V至3.3 V的IO電平。所有引腳均具有4-kV HBM ESD額定值。

當(dāng)SCL低至少0.5毫秒時(shí)，設(shè)備進(jìn)入關(guān)機(jī)模式。如果SCL從低到高，驅(qū)動(dòng)器在100μs內(nèi)進(jìn)入待機(jī)模式，默認(rèn)寄存器值設(shè)置如圖5所示。只要VCM U電流寄存器設(shè)置為零以外的值，則進(jìn)入激活模式。

VCM電流可通過(guò)I2C接口和VCM U電流寄存器進(jìn)行控制。當(dāng)一個(gè)振鈴鏡頭被連接到一個(gè)被阻尼的鏡頭位置時(shí)，一個(gè)振鈴鏡頭被改變。每當(dāng)VCM U電流寄存器中的電流值發(fā)生變化時(shí)，通過(guò)生成一個(gè)優(yōu)化的斜坡來(lái)對(duì)機(jī)械振鈴進(jìn)行內(nèi)部補(bǔ)償。這使得一個(gè)快速的自動(dòng)對(duì)焦算法和愉快的用戶體驗(yàn)。

VCM中的電流可以通過(guò)線性或PWM控制產(chǎn)生。在線性模式下，高壓側(cè)PMOS配置為電流源，電流由VCM U電流控制寄存器設(shè)置。在PWM控制中，VCM由半橋驅(qū)動(dòng)器驅(qū)動(dòng)。通過(guò)PWM控制，VCM電流通過(guò)高壓側(cè)PMO連接VBAT和GND之間的VCM，然后通過(guò)感應(yīng)電阻器和低壓側(cè)NMO釋放到“自由轉(zhuǎn)動(dòng)”模式。PWM模式開(kāi)關(guān)頻率可通過(guò)控制寄存器從0.5 MHz到4 MHz進(jìn)行選擇。可使用模式寄存器中的PWM/LIN位選擇PWM或線性模式。

功能框圖

特性描述

VCM驅(qū)動(dòng)器輸出級(jí)操作

VCM中的電流可通過(guò)線性或PWM模式輸出級(jí)進(jìn)行控制。輸出級(jí)在激活模式下啟用，可通過(guò)VCM U電流控制寄存器進(jìn)行控制，輸出級(jí)模式從模式寄存器位PWM/LIN中選擇。

在線性模式下，輸出PMOS被配置為高壓側(cè)電流源，電流可以從VCM U電流寄存器進(jìn)行控制。

在PWM控制中，VCM由半橋驅(qū)動(dòng)器驅(qū)動(dòng)。通過(guò)PWM控制，VCM電流通過(guò)高壓側(cè)PMO連接VBAT和GND之間的VCM，然后通過(guò)感應(yīng)電阻器和低壓側(cè)NMO釋放到“自由轉(zhuǎn)動(dòng)”模式。VCM中的電流由一個(gè)1Ω的感應(yīng)電阻感測(cè)，該電阻連接到誤差放大器輸入端，另一個(gè)輸入端由10位DAC輸出端控制。PWM模式開(kāi)關(guān)頻率可通過(guò)控制寄存器從0.5 MHz到4 MHz進(jìn)行選擇。可使用模式寄存器中的PWM/LIN位選擇PWM或線性模式。

振鈴補(bǔ)償

VCM電流可通過(guò)I2C接口和VCM U電流寄存器進(jìn)行控制。鏡頭組連接到一個(gè)彈簧，當(dāng)電流改變時(shí)，該彈簧會(huì)在鏡頭位置產(chǎn)生阻尼響鈴。每當(dāng)VCM U電流寄存器中的電流值發(fā)生變化時(shí)，通過(guò)生成一個(gè)優(yōu)化的斜坡來(lái)對(duì)機(jī)械振鈴進(jìn)行內(nèi)部補(bǔ)償。這使得一個(gè)快速的自動(dòng)對(duì)焦算法和愉快的用戶體驗(yàn)。

振鈴補(bǔ)償取決于VCM諧振頻率，這可以通過(guò)VCM頻率寄存器（07h）從50 Hz到150 Hz進(jìn)行控制。表1顯示了以1-Hz為步長(zhǎng)的每個(gè)諧振頻率的VCM_頻率寄存器設(shè)置。如果有更精確的共振頻率，控制值可以用方程式1計(jì)算。

振鈴補(bǔ)償?shù)脑O(shè)計(jì)方法是，當(dāng)使用2/fVCM補(bǔ)償時(shí)，它可以容忍VCM共振頻率的±30%的頻率變化，而對(duì)于1/fVCM則可以容忍±10%的變化，因此生產(chǎn)中只需要VCM的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)。

設(shè)備功能模式

操作模式

關(guān)閉：如果駕駛員檢測(cè)到SCL的直流電平低于0.63V并持續(xù)至少0.5ms，駕駛員將進(jìn)入關(guān)機(jī)模式。這是最低功率運(yùn)行模式。只要驅(qū)動(dòng)器在SCL中保持低，關(guān)閉引腳就會(huì)保持。

備用物品：如果SCL從低到高，驅(qū)動(dòng)程序進(jìn)入待機(jī)模式并設(shè)置默認(rèn)寄存器值。在這種模式下，寄存器可以通過(guò)I2C接口寫入。當(dāng)VCM U電流寄存器設(shè)置為零時(shí)，設(shè)備將處于待機(jī)模式。如果設(shè)置了控制寄存器的第一位，則設(shè)備將從活動(dòng)模式進(jìn)入待機(jī)狀態(tài)。在這種情況下，所有寄存器將重置為默認(rèn)值。

如果發(fā)生以下任一故障，則從激活模式進(jìn)入待機(jī)模式：過(guò)熱保護(hù)故障（OTPF）、VCM短路（VCM）或VCM打開(kāi)（VCMO）。當(dāng)由于故障狀態(tài)進(jìn)入待機(jī)模式時(shí)，電流寄存器被清除。

激活：當(dāng)VCM U電流控制通過(guò)I2C接口設(shè)置為零以外的值時(shí)，設(shè)備處于活動(dòng)模式。在活動(dòng)模式下，VCM驅(qū)動(dòng)器輸出級(jí)始終處于啟用狀態(tài)，從而導(dǎo)致更高的功耗。在設(shè)置控制寄存器中的第一個(gè)SW位、SCL拉低持續(xù)0.5毫秒、VCM U電流控制設(shè)置為零或發(fā)生以下任何故障之前，設(shè)備保持激活模式：過(guò)熱保護(hù)故障（OTPF）、VCM短路（VCMS）或VCM開(kāi)路（VCMO）。如果故障后進(jìn)入激活模式，狀態(tài)寄存器將自動(dòng)清除。

編程

I2C總線操作

I2C總線是控制器和一系列從機(jī)終端之間的通信鏈路。該鏈路使用由串行時(shí)鐘信號(hào)（SCL）和串行數(shù)據(jù)信號(hào)（SDA）組成的兩線總線建立。在串行數(shù)據(jù)線是雙向的，用于控制器和從機(jī)終端之間的數(shù)據(jù)通信的所有情況下，串行時(shí)鐘都來(lái)自控制器。每個(gè)設(shè)備都有一個(gè)漏極開(kāi)路輸出，用于在串行數(shù)據(jù)線上傳輸數(shù)據(jù)。必須在串行數(shù)據(jù)線上安裝一個(gè)外部上拉電阻器，以便在數(shù)據(jù)傳輸過(guò)程中將漏極輸出拉高。

DRV201A擁有一個(gè)從I2C接口，支持高達(dá)400kbit/s的數(shù)據(jù)速率和自動(dòng)增量尋址，并符合I2C標(biāo)準(zhǔn)3.0。

DRV201A支持四種不同的讀操作和兩種不同的寫入操作：從定義位置進(jìn)行單次讀取、從當(dāng)前位置進(jìn)行單次讀取、從定義位置開(kāi)始的順序讀取、從當(dāng)前位置開(kāi)始的順序讀取、到定義位置的單次寫入、從定義位置開(kāi)始的順序?qū)懭搿Ｏ旅娼榻B所有不同的讀寫操作。

單次寫入指定位置

圖6顯示了對(duì)已定義寄存器的單次寫入的格式。首先，主機(jī)發(fā)出一個(gè)啟動(dòng)條件，后跟一個(gè)7位I2C地址。接下來(lái)，主機(jī)寫入一個(gè)0來(lái)執(zhí)行寫操作。從機(jī)接收到應(yīng)答后，主設(shè)備通過(guò)總線寫入8位寄存器號(hào)。在第二次確認(rèn)之后，DRV201A將I2C寄存器設(shè)置為一個(gè)定義的值，主機(jī)通過(guò)總線寫入8位數(shù)據(jù)值。在接收到第三個(gè)確認(rèn)后，DRV201A自動(dòng)將內(nèi)部I2C寄存器編號(hào)增加一個(gè)，主設(shè)備發(fā)出停止條件。此操作結(jié)束寄存器寫入。

從定義位置和當(dāng)前位置進(jìn)行單次讀取

圖7顯示了從一個(gè)定義的位置讀取的格式。首先，主機(jī)發(fā)出一個(gè)啟動(dòng)條件，后跟一個(gè)7位I2C地址。接下來(lái)，主機(jī)寫入一個(gè)0來(lái)執(zhí)行寫操作。從機(jī)接收到應(yīng)答后，主設(shè)備通過(guò)總線寫入8位寄存器號(hào)。在第二次確認(rèn)之后，DRV201A將內(nèi)部I2C寄存器編號(hào)設(shè)置為定義的值。然后主機(jī)發(fā)出一個(gè)重復(fù)啟動(dòng)條件和一個(gè)7位I2C地址，然后是一個(gè)地址來(lái)執(zhí)行讀取操作。在接收到第三個(gè)確認(rèn)后，主設(shè)備將總線釋放到DRV201A。然后DRV201A通過(guò)總線從寄存器寫入8位數(shù)據(jù)值。主機(jī)確認(rèn)接收到這個(gè)字節(jié)并發(fā)出停止條件。此操作結(jié)束寄存器讀取。

圖8顯示了從當(dāng)前位置進(jìn)行的單個(gè)讀取。如果在沒(méi)有首先定義寄存器號(hào)的情況下發(fā)出read命令，DRV201A從設(shè)備存儲(chǔ)器中寫出當(dāng)前寄存器中的數(shù)據(jù)。

順序讀寫

順序讀寫允許對(duì)DRV201A寄存器進(jìn)行簡(jiǎn)單而快速的訪問(wèn)。圖9顯示了從一個(gè)已定義位置的順序讀取。如果主機(jī)在給出ACK后沒(méi)有發(fā)出停止條件，DRV201A會(huì)自動(dòng)遞增寄存器號(hào)并從下一個(gè)寄存器寫入數(shù)據(jù)。

圖10顯示了順序?qū)懭搿Ｈ绻鳈C(jī)在給出ACK后沒(méi)有發(fā)出停止條件，DRV201A會(huì)自動(dòng)將它的寄存器遞增一個(gè)，主機(jī)可以寫入下一個(gè)寄存器。

如果在沒(méi)有先寫入寄存器值的情況下開(kāi)始讀取，那么DRV201A將從當(dāng)前位置寫入數(shù)據(jù)。如果主機(jī)在給出ACK后沒(méi)有發(fā)出停止條件，DRV201A會(huì)自動(dòng)遞增I2C寄存器并寫出數(shù)據(jù)。這會(huì)一直持續(xù)到主機(jī)發(fā)出停止條件。如圖11所示。

IC設(shè)備地址、啟動(dòng)和停止條件2

數(shù)據(jù)傳輸由控制器的起始位啟動(dòng)，如圖12所示。當(dāng)SDA線在SCL信號(hào)的高部分從高轉(zhuǎn)換到低時(shí)，可以識(shí)別啟動(dòng)條件。接收到起始位后，設(shè)備將接收SDA輸入上的串行數(shù)據(jù)，并檢查有效的地址和控制信息。SDA數(shù)據(jù)由DRV201A鎖存在SCL線的上升沿。如果為設(shè)備設(shè)置了適當(dāng)?shù)脑O(shè)備地址位，DRV201A在第8位被鎖存后，通過(guò)將SDA線拉低到下一下降沿發(fā)出ACK。SDA保持在低水平，直到SCL線的下一個(gè)下降沿。

數(shù)據(jù)傳輸通過(guò)接收停止條件或接收發(fā)送到設(shè)備的數(shù)據(jù)字來(lái)完成。停止條件被認(rèn)為是在SCL信號(hào)的高部分期間SDA輸入的從低到高的轉(zhuǎn)換。SDA線的所有其他躍遷必須在SCL信號(hào)的低部分發(fā)生。在接收到有效地址、子地址和數(shù)據(jù)字后發(fā)出確認(rèn)。參考圖13。

應(yīng)用與實(shí)施

注意

以下應(yīng)用章節(jié)中的信息不是TI組件規(guī)范的一部分，TI不保證其準(zhǔn)確性或完整性。TI的客戶負(fù)責(zé)確定組件的適用性。客戶應(yīng)驗(yàn)證和測(cè)試其設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)，以確認(rèn)系統(tǒng)功能。

申請(qǐng)信息

DRV201A設(shè)備是一種音圈電機(jī)驅(qū)動(dòng)器，專為相機(jī)自動(dòng)對(duì)焦控制而設(shè)計(jì)。該設(shè)備允許對(duì)VCM進(jìn)行高效的PWM電流控制，同時(shí)減少鏡頭振鈴，從而顯著縮短鏡頭自動(dòng)對(duì)焦所需的時(shí)間。以下設(shè)計(jì)是DRV201A設(shè)備的一個(gè)常見(jiàn)應(yīng)用。

VCM機(jī)械振鈴頻率

振鈴補(bǔ)償取決于VCM諧振頻率，這可以通過(guò)VCM頻率寄存器（07h）從50 Hz到150 Hz進(jìn)行控制。振鈴補(bǔ)償?shù)腣CM機(jī)械振鈴頻率可使用公式3選擇。公式給出了VCM_FREQ[7:0]寄存器值（十進(jìn)制），該值應(yīng)四舍五入到最接近的整數(shù)。

默認(rèn)VCM機(jī)械振鈴頻率為76.4赫茲。

典型應(yīng)用

應(yīng)用曲線

電源建議

DRV201A設(shè)備設(shè)計(jì)為在2.5至4.8 V的輸入電壓供應(yīng)VBAT下工作。用戶必須在VBAT和GND引腳附近放置至少一個(gè)額定電壓至少為6.3 V的1-uF陶瓷旁路電容器。

布局

布局指南

應(yīng)使用低ESR陶瓷旁路電容器將VBAT引腳旁路至GND，建議值至少為1-μF，額定值至少為6.3V。將該電容器放置在盡可能靠近VBAT和GND引腳的地方，并將其與設(shè)備GND引腳進(jìn)行粗線或接地平面連接。

布局示例

　　安芯科創(chuàng)是一家國(guó)內(nèi)芯片代理和國(guó)外品牌分銷的綜合服務(wù)商,公司提供芯片ic選型、藍(lán)牙WIFI模組、進(jìn)口芯片替換國(guó)產(chǎn)降成本等解決方案,可承接項(xiàng)目開(kāi)發(fā),以及元器件一站式采購(gòu)服務(wù),類型有運(yùn)放芯片、電源芯片、MO芯片、藍(lán)牙芯片、MCU芯片、二極管、三極管、電阻、電容、連接器、電感、繼電器、晶振、藍(lán)牙模組、WI模組及各類模組等電子元器件銷售。（關(guān)于元器件價(jià)格請(qǐng)咨詢?cè)诰€客服黃經(jīng)理：15382911663）

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