應(yīng)用

掃地機器人

掃地機器人是智能家電的重要產(chǎn)品之一，隨著人們生活水平的提高，它也走進千家萬戶，改善人們的生活質(zhì)量，近年來，國內(nèi)掃地機器人的市場份額以每年30%的速度增長。掃地機器人以其實用性和操作簡單性成為家庭生活中必不可少的智能電器。只要一個按鈕，它就會給你一個干凈整潔的家居環(huán)境。Linearin推出的運放、LDO等系列芯片在掃地機器人領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。

精確的機器人視覺和接近感應(yīng)，實現(xiàn)無縫導(dǎo)航和物體檢測。

可靠且精確的電池保護、電量監(jiān)測、監(jiān)控和充電解決方案。

高速、緊湊且精確的電機控制，實現(xiàn)強大的吸力和輕松移動。

安全、穩(wěn)健且具有低功耗的無線/移動連接。

掃地機器人系統(tǒng)

子系統(tǒng)

掃地機器人系統(tǒng)可以分為以下幾個子系統(tǒng)：

電池管理，電源管理，電機驅(qū)動，傳感器及信號調(diào)理和人機交互界面等部分。我們將逐個為您講解Linearin的運放、LDO解決方案。

01

電池管理

Segment -- 掃地機器人

掃地機器人典型應(yīng)用是四節(jié)鋰電池串聯(lián)使用

運放用于電流檢測，精準(zhǔn)的電流檢測，可以獲得精準(zhǔn)的電池容量，電池信息還能夠通過SMBUS發(fā)送給主機，通過WIFI等方式連接到用戶終端，方便用戶及時了解掃地機器人的電池健康狀況。

LT199 系列是一款高分辨率的檢流放大器，集成精確匹配的薄膜電阻器，支持對電池的充放電電流檢測。共有三種固定增益可供選擇：50V/V、100V/V 和 200V/V。LT199系列器件由 2.5V 至 18V 的單個電源供電，消耗的最大電源電流為 100μA,所有版本的額定溫度均為 –40°C 至 125°C，并且提供了 SC70-6和SOT23-6封裝。

LT199的關(guān)鍵參數(shù)

?共模電壓范圍：-0.3 V~ 26 V

?電源工作范圍：2.5V ~ 18V

?電壓失調(diào)：±150 μV

?精度：

最大0.5 %的增益誤差

最大0.5 μV/℃的失調(diào)漂移

最大10ppm/℃的增益誤差

?增益選擇

LT199G1: 50V/V

LT199G2: 100V/V

LT199G3: 200V/V

? 靜態(tài)電流：100 μA

LTC8331/2是零漂運算放大器，1.8V~5.5V的供電范圍，350KHz帶寬，具有最大15 μ V的輸入失調(diào)電壓，漂移為10nV/°C，具有超低的低頻噪聲，靜態(tài)電流僅26uA, 通過外圍電阻靈活配置增益。

LTC8331/2的關(guān)鍵參數(shù)

?高直流精度:

最大輸入失調(diào)電壓：± 15 μV

最大溫漂：± 50 nV/℃

開環(huán)增益: 130 dB

電源紋波抑制比:126 dB

共模抑制比: 130 dB

噪聲: 1.1 μVpp

?帶寬：350KHz

?靜態(tài)電流：26 μA

?溫度范圍：-40℃ to +125℃

02

電源管理

Segment -- 掃地機器人

掃地機器人中的電源管理典型的電源軌如下框圖所示：系統(tǒng)從4串鋰電池取電，經(jīng)過一級降壓轉(zhuǎn)換為5V，給到外置模塊，部分傳感器以及相關(guān)邏輯電路供電。5V經(jīng)過二級降壓轉(zhuǎn)換為后級系統(tǒng)所需的3.3V，1.8V等。一級降壓電路通常功耗較大，會選擇DCDC變換器，而二級降壓電路通常功耗較小，可根據(jù)用戶實際情況選擇LDO或者DCDC，一個典型的掃地機器人電源樹如下圖所示。

線性穩(wěn)壓相對于降壓型DCDC變換器而言，其輸出紋波會更小，噪聲會更少，有利于掃地機器人系統(tǒng)中的處理器，MCU,還有部分傳感器的穩(wěn)定運行，適合用于第二級降壓電路。因此在輸入輸出壓差不大的情況下，LDO是電源管理方案的優(yōu)選，在不同的輸入輸出電壓，電流，封裝，壓差，靜態(tài)電流，功耗，噪聲指標(biāo)下，Linearin提供高性價比的解決方案。

LTP33xx的關(guān)鍵參數(shù)

?輸入電壓范圍：2.5V~6.0V

?輸出電流：300mA

?輸出電壓：1.1V, 1.2V, 1.8V, 2.5V, 2.8V, 3.0V, 3.3V, 3.6V

(50mV step options between 0.8V and 5.0V)

?低壓差：300mA@190mV

?低噪聲：45 mVrms

?PSRR: 70dB@1KHz

?低靜態(tài)功耗：40μA

?支持過流，短路保護

?輸出電容主動放電

?工作溫度范圍：溫度-40℃ to +125℃

?提供SOT23-3L, SOT23-5L ，SOT89 ，DFN1×1-4L封裝

LTP3637的關(guān)鍵參數(shù)

?輸入電壓范圍：2.0V~5.5V

?輸出電流：300mA

?輸出電壓：1.2V, 1.5V, 1.8V, 2.5V, 2.8V, 3.0V, 3.3V, 3.6V

?低壓差：150mA@170mV

?低靜態(tài)功耗：0.8μA

?支持過流，短路保護

?輸出電容主動放電

?工作溫度范圍：溫度-40℃ to +125℃

?提供SOT23-5L封裝

03

傳感器和信號調(diào)理

Segment -- 掃地機器人

掃地機器人作為智能化的小家電產(chǎn)品，傳感器是其最核心的零部件之一。典型需要傳感器實現(xiàn)的功能包括有：避障傳感，沿墻傳感，懸崖檢測，虛擬墻檢測，碰撞傳感，里程檢測，自動回充檢測，視覺傳感及導(dǎo)航等。除此之外，不同產(chǎn)品根據(jù)不同功能也會有不一樣的傳感器需求，如塵盒/水箱檢測，車輪異常檢測等，會選擇激光傳感器，超聲波傳感器等。

超聲波傳感器用于地毯檢測，超聲波在不同表面回波信號的能量差異來實現(xiàn)材質(zhì)的識別，可以幫助清潔機器人識別地面材質(zhì)，掃地模式下實現(xiàn)地毯增壓功能，拖地模式下實現(xiàn)禁止跨域地毯功能，使清掃過程更加智能化。由于超聲波傳感器的頻率大于20KHz，有用到30KHz，300KHz，對小信號的放大，需要10MHz甚至更高的運放，LTC8832/4, LTC726/8: 11MHz，LTC8876/78:20MHz

LTC883x的關(guān)鍵參數(shù)

?LTC8832 雙通道，LTC8834 四通道

?軌至軌輸入和輸出

?輸入偏移電壓：±3.5mV （Max）

?單位增益帶寬：9 MHz

?低寬帶噪聲：12nV/√Hz

?低輸入偏置電流：1pA

?低靜態(tài)電流：700μA

?單位增益穩(wěn)定

?內(nèi)部射頻干擾 (RFI) 和電磁干擾 (EMI) 濾波器

?供電范圍1.8V ~5.5V

?溫度范圍：–40°C 至 +125°C

LTC887x的關(guān)鍵參數(shù)

?LTC8876 雙通道，LTC8878 四通道

?軌至軌輸入和輸出

?輸入偏移電壓：±0.35mV （Max）

?單位增益帶寬：20 MHz

?低寬帶噪聲：8nV/√Hz

?低輸入偏置電流：1pA

?低靜態(tài)電流：1120μA

?單位增益穩(wěn)定

?內(nèi)部射頻干擾 (RFI) 和電磁干擾 (EMI) 濾波器

?供電范圍1.8V ~5.5V

?溫度范圍：–40°C 至 +125°C

LTC72x的關(guān)鍵參數(shù)

?LTC726 雙通道，LTC728 四通道

?軌至軌輸入和輸出

?輸入偏移電壓：±0.35mV （Max）

?單位增益帶寬：11 MHz

?低寬帶噪聲：8nV/√Hz

?低輸入偏置電流：1pA

?低靜態(tài)電流：750μA

?單位增益穩(wěn)定

?內(nèi)部射頻干擾 (RFI) 和電磁干擾 (EMI) 濾波器

?供電范圍1.8V ~5.5V

?溫度范圍：–40°C 至 +125°C

紅外傳感器信號調(diào)理采用通用運放，如Linearin主推的高性價比通用運放LTC358, LTC6002

LTC358的關(guān)鍵參數(shù)

?軌至軌輸入和輸出

?輸入偏移電壓：±3mV （Max）

?單位增益帶寬：1.2 MHz

?低寬帶噪聲：30nV/√Hz

?低輸入偏置電流：1pA

?低靜態(tài)電流：85μA

?單位增益穩(wěn)定

?內(nèi)部射頻干擾 (RFI) 和電磁干擾 (EMI) 濾波器

?供電范圍1.8V ~5.5V

?溫度范圍：–40°C 至 +125°C

LTC6002的關(guān)鍵參數(shù)

?軌至軌輸入和輸出

?輸入偏移電壓：±2.5mV （Max）

?單位增益帶寬：1.5 MHz

?低寬帶噪聲：25nV/√Hz

?低輸入偏置電流：1pA

?低靜態(tài)電流：75μA

?單位增益穩(wěn)定

?內(nèi)部射頻干擾 (RFI) 和電磁干擾 (EMI) 濾波器

?供電范圍1.8V ~5.5V

?溫度范圍：–40°C 至 +125°C

04

電機驅(qū)動

Segment -- 掃地機器人

典型的掃地機器人產(chǎn)品中有非常多需要用到電機驅(qū)動的場合，如：左右輪子，主刷，邊刷，水泵，吸塵電機，LDS旋轉(zhuǎn)座等。

電池組經(jīng)過LDO線性穩(wěn)壓器LTP3558給微控制器MCU供電，MCU發(fā)出指令控制電機，實現(xiàn)掃地機器人主輪的正轉(zhuǎn)，反轉(zhuǎn)，剎車，空擋滑行等功能。同時通過外置采樣電阻，結(jié)合運放LTC358進行電流檢測，實現(xiàn)堵轉(zhuǎn)檢測等功能。位于電機上的光電計數(shù)器或者霍爾傳感器信號反饋到微控制器，可以實現(xiàn)電機測試歷程記錄等功能。

先積提供高性價比通用運放LTC321,LTC358

LTC321,LTC358是適用于成本敏感型系統(tǒng)的低功耗、軌對軌輸入輸出、1.2MHz 通用運算放大器。包括單通道 (LTC321)、雙通道(LTC358)、 低電壓（1.8V 至5.5V）的運算放大器。

LTC358的關(guān)鍵參數(shù)

?軌至軌輸入和輸出

?輸入偏移電壓：±3mV （Max）

?單位增益帶寬：1.2 MHz

?低寬帶噪聲：30nV/√Hz

?低輸入偏置電流：1pA

?低靜態(tài)電流：85μA

?單位增益穩(wěn)定

?內(nèi)部射頻干擾 (RFI) 和電磁干擾 (EMI) 濾波器

?供電范圍1.8V ~5.5V

?溫度范圍：–40°C 至 +125°C

LTP3558高達30V的輸入，以足夠抵抗電池在熱插拔過程產(chǎn)生的浪涌電壓

LTC3558的關(guān)鍵參數(shù)

?輸入電壓范圍：up to 36V

?輸出電流：200mA

?輸出電壓：1.8V, 2.5V,3.0V,3.3V,3.6V AND 5.0V

?低壓差：100mA@420mV

?低靜態(tài)功耗：1.5μA

?支持過流，短路保護

?工作溫度范圍：溫度-40℃ to +125℃

?提供SOT23-3L, SOT23-5L ，SOT89 ，DFN1×1-4L封裝

05

人機交互界面

Segment -- 掃地機器人

豐富的人機交互功能可以給掃地機器人產(chǎn)品帶來更好的用戶體驗和產(chǎn)品附加值。LED顯示，電容觸摸，語音功放，無線連接等等。

LTP3558通過電池組高壓取電，輸出3.3V給MCU等供電。

LTC3558的關(guān)鍵參數(shù)

?輸入電壓范圍：up to 36V

?輸出電流：200mA

?輸出電壓：1.8V, 2.5V,3.0V,3.3V,3.6V AND 5.0V

?低壓差：100mA@420mV

?低靜態(tài)功耗：1.5μA

?支持過流，短路保護

?工作溫度范圍：溫度-40℃ to +125℃

?提供SOT23-3L, SOT23-5L ，SOT89 ，DFN1×1-4L封裝

審核編輯 黃昊宇