오늘날 스마트 폰은 일상 생활의 필수적인 부분이되었으며 사용자의 이미징 요구는 끊임없이 진화하고 있습니다. 대형 센서, 고속 자동 초점 및 광학 이미지 안정화와 같은 기능이 점차 널리 보급되어 사진 촬영 경험이 크게 향상되었습니다. 그러나 이미지 제어 시스템이 점점 더 복잡해지면서 높은 전력 소비 문제가 더욱 두드러졌습니다. 높은 전력 소비는 배터리 소모를 가속화하고 범위 불안을 유발할 뿐만 아니라 고해상도 사진 및 4K 비디오를 촬영할 때 카메라 본체가 과열되는 경향이 있습니다.그립 편안함뿐만 아니라 열 조절 및 촬영 중단을 유발하여 창의적인 경험을 저해합니다.
한편, 스마트폰이 더 얇고 가벼운 디자인을 지향함에 따라 높은 전력 소비는 열 관리 문제를 악화시키고 비용을 높이며, 초박형 카메라 모듈은 특히 뚜렷한 난방을 경험합니다. 따라서 전력 소비를 줄이면서 이미지 중심의 성능을 최적화하면 배터리 수명이 길어질 뿐만 아니라 고급 이미징 기능의 잠재력을 최대한 발휘할 수 있습니다. Aiwei는 이러한 문제를 해결하기위한 새로운 솔루션을 도입했습니다.
I. VCM 제어시스템의 전력소비량 예측
모터 구조와 제어 방식 차이의 관점에서 볼 때 스프링 스트립 모터와 볼베어링 모터 (가이드 로드 유형 포함) 의 두 가지 범주로 크게 분류할 수 있습니다.
1. 스프링 형 모터의 "전류 유지" 손실:
파편 형 VCM은 전자기력과 파편 탄성력의 균형을 맞춰 렌즈 위치를 제어합니다. 렌즈가 목표 위치에 도달하여 "고정" 해야 할 경우 시스템은 스프링 플레이트의 복원력에 대항하기 위해 지속적으로 "유지 전류" 를 공급해야 합니다. 정전류 구동 모드 (시장의 주류 접근 방식) 에서 기존의 정전류 드라이버 회로는 고정 된 외부 공급 전압에서 작동하며,이 시점에서 부하 전류 I (i.e., 유지 전류) 가 작 으면 구동 회로 자체가 정전류 제어 단계에서 전압 강하로 인해 불필요한 전력을 여전히 발산하며, 이 손실은 장기간 유지 상태 작동에 비해 상당히 누적됩니다.
그림 1 절대 분산 전력 P 대 유지 전류 I
따라서 정전압 회로에서 정전류 드라이브는 필연적으로 불필요한 전력 손실을 초래하고 이러한 손실은 유지 전류와 역 2 차 관계를 나타냅니다.
2. 볼 베어링 모터의 "정적 마찰" 문제:
볼형 시스템은 볼 베어링 또는 베어링 메커니즘을 사용하여 렌즈를 부양 지원합니다. 이러한 모터는 정지 할 때 "정적 마찰" 을 나타냅니다. 실제 동작 제어에서 정적 마찰을 극복하고 렌즈의 움직임을 시작하려면 시스템이 순간적으로 고전류 펄스를 전달해야 합니다. 그러나 카메라가 대상 위치에 도달하고 "보류" 상태가 되면이론적으로 위치를 유지하기 위해 전류가 필요하지 않습니다 (마찰 또는 기타 기계적 힘을 통해 자체 잠금이 이루어집니다). 그러나 기존의 제어 시스템은 종종 "시작" 과 "보류" 상태를 정확하게 구별하지 못하고 루프 안정성을 보장하기 위해, 정적 마찰을 극복하기 위해 항상 준비되기 위해 엄격하게 필요하지 않은 홀드 상태에서 현재 레벨을 유지할 수도 있습니다.겉으로보기에는 작지만 지속적으로 존재하는 "유지 전류" 는 또한 구동 회로에 손실을 발생시킵니다.
II. VCM 시나리오를위한 Awinic 저전력 솔루션
Aiwei Electronics 는 오랫동안 휴대 전화의 핵심 부품 부문에 전념해 왔습니다. 업계의 주요 취약점에 대한 깊은 이해와 지속적인 기술 혁신을 통해 회사는 VCM 드라이브 효율성을 향상시키는 획기적인 발전을 이루었습니다. 당사의 솔루션은 이러한 근본 원인을 해결하도록 정확하게 설계되었습니다.
1. 동적 전압 조절 솔루션: 정확한 에너지 절감을위한 주문형 전원 공급 장치.
현재의 전류, 특히 파편형 모터의 정전류 제어 회로에 의해 발생하는 손실을 유지하는 것을 목표로 하여, Ai는 최초의 동적 전압 조정 방식인 정전류 동적 전압 조정 기술(스마트다이나발트)을 제안한다.
이 솔루션은 VCM의 실제 필요한 드라이브 전류를 실시간으로 동적으로 모니터링하기 위해 드라이버 IC 내에 통합되거나 외부 AP/MCU와 조정 된 예측 알고리즘을 사용합니다. 고효율 전압 조절 칩 (예: BUCK-BOOST 변환기) 을 통합하여 VCM 드라이버 회로의 공급 전압을 동적으로 조정하여 온디맨드 전력 공급을 실현합니다. 부하 전류가 감소 할 때 (예: 홀드 상태에서),시스템은 자동으로 공급 전압을 감소시켜 드라이브 회로의 전압 강하 손실을 크게 최소화합니다.
그림 2: 정전류 드라이버 회로의 개략도
실제 측정 된 수율:
SR 값과 같은 OIS 성능은 영향을 받지 않지만 이 기술은 다양한 OIS 서브시스템 시나리오에서 전력 소비를 30% 에서 50% 까지 줄여 안정성을 유지하면서 에너지 사용량을 크게 낮출 수 있습니다. 이 제품은 지속적인 전류 유지가 필요한 파편형 AF/OIS 제어 시스템에 특히 적합합니다.
동적 전압 조절을 지원하는 Awinic의 VCM 칩은 다음과 같습니다.
AW86033ACSR:
동적 전압 배율 범위가 1.8V ~ 3.6V 이고 Awinic의 2 세대 클로즈드 루프 제어 알고리즘을 사용하는 2 세대 고정밀 분할형 OIS 컨트롤 칩입니다.
AW86066CSR, AW86068CSR:
동적 전압 스케일링 범위가 1.5V ~ 3.6V 인 2 세대 고정밀 2-3 축 통합 OIS 컨트롤 칩 awinic의 최신 알고리즘과 고객별 알고리즘의 2 차 개발 및 통합을 지원합니다.
AW86008CSR:
1.8V 에서 3.6V 의 동적 전압 확장 범위를 가진 고정밀 4 축 통합 OIS 컨트롤 칩으로, Awinic의 최신 알고리즘은 물론 고객 맞춤형 알고리즘의 2 차 개발 및 통합을 지원합니다.
AW86022CSR:
동적 전압 조절 범위가 1.7V ~ 3.6V 이며 Awinic 2 세대 폐쇄 루프 제어 알고리즘을 갖춘 2 세대 고정밀 폐쇄 루프 제어 칩입니다.
AW86026CSR:
1.7V ~ 3.6V 의 동적 전압 조절 범위를 갖는 2 세대 고정밀 롱 스트로크 폐쇄 루프 제어 칩, awinic 2nd + 폐쇄 루프 제어 알고리즘이 특징입니다.
AW86026HCSR:
동적 전압 조절 범위가 1.7V ~ 5.25 V 인 2 세대 고정밀 롱 스트로크 고 전류 폐쇄 루프 제어 칩은 300mA 전류 설정을 지원합니다. Awinic의 2 세대 + 폐쇄 루프 제어 알고리즘을 통합합니다.
그림 3: OIS 동적 압력조절 시스템의 틀
Awinic사의 동적 전압 조정 솔루션에 부합하기 위해 당사는 특별히 동적 전압 조정 전용 DC-DC 컨버터 칩인 AWP37702CSR 을 출시했습니다.
그림 4: AWP37702CSR 의 일반적인 적용 개략도
지능형 알고리즘으로 구동: 장면 최적화, 딥 슬립 모드
(특히 볼 타입 모터의 유지 상태와 관련하여)
특정 시나리오의 고통 지점:
볼 모터 응용 시나리오에서 원치 않는 정적 마찰에 대항하는 유지 전류를 유지하여 발생하는 전력 손실을 완화하기 위해 Aiwei는 SmartHolding 지능형 알고리즘을 개발했습니다. 이 알고리즘은 정적 마찰을 극복하는 데 필요한 구동 전류를 크게 줄여 전력 소비를 크게 줄이는 혁신적인 제어 루프 메커니즘을 사용합니다.
실제 측정 된 수율:
테스트 결과에 따르면 SmartHolding 알고리즘을 사용하면 볼형 모터의 홀딩 상태 전류를 크게 감소시켜 "딥 슬립" 과 유사한 초저전력 상태를 얻을 수 있습니다. 이것은 정적 마찰에 대한 우려로 인한 볼형 모터의 유지 전류 낭비 문제를 직접 해결합니다.
표 1 스마트홀딩 알고리즘의 측정 성능
앞서 언급한 동적 압력 제어 VCM 제어 및 SmartHolding 알고리즘을 지원하는 칩은 다음과 같습니다.
AW86066CSR, AW86068CSR, AW86008CSR, AW86022CSR,
AW86026CSR, AW86026HCSR 및 기타.
III. 아위닉의 VCM 애플리케이션을 위한 저전력 솔루션: 장기적인 노력
앞으로 Awinic은 VCM 저전력 제어 기술의 고급 솔루션을 계속 탐색하여 모터 제어 성능을 최적화하면서 전력 소비를 최대한 최소화 할 것입니다. 이 백서에 설명 된 동적 전압 조절 및 지능형 알고리즘 외에도 Awinic은 PWM 제어 및 고급 프로세스 기술을 활용하여 정지 전류를 줄이는 시장 솔루션에 계속 투자하고 가져올 것입니다.업계에 더 많은 저전력 VCM 제어 솔루션을 제공합니다.
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