通过WEBENCH轻松搞定开关应用

当客户使用LDC0851等电感式传感设备设计接近开关应用时，他们经常向我咨询如何设计出适合特定感应距离的线圈。今天，我要向大家介绍如何利用TI的新型WEBENCH?工具来进行这些计算，并绘制线圈布局计算机辅助设计(CAD)图，然后通过三个简单的步骤来构建和测试接近应用的原型。

我将使用此前博客中的打开/关闭盖子应用的示例。下方的简图可供参考。

图 1：采用LDC0851感测盖子开/关

 

 

要访问WEBENCH工具，请转到LDC0851产品页面，然后导航到右侧的开/关感应工具，如图2所示。或者，只需在浏览器中输入　　图2：用于接近开关应用的电感式传感WEBENCH工具

1. 输入相关参数，然后单击“开始设计”。

a. 感应距离：这是您希望LDC0851在出现金属目标时改变输出状态的距离。对于此应用，开关点应发生在3mm处。

b. 最近目标距离：由于这是一种非接触式开关技术，坚固的设计将可以让金属目标在它越过开关点之后继续移动更靠近线圈。输入此参数将确定传感器线圈的最小电感。对于此应用，盖子完全关闭后，会停在1mm厚的塑料垫上。

c. 最大线圈直径：这是您在印刷电路板(PCB)上可提供空间的最大直径。更长的感应距离将需要更大的线圈直径。如果您想要查看更多的结果，请增加此参数。此应用空间允许的线圈最大直径为15mm。

d. 电源电压：此参数影响可支持的最小电感。使用3.3V的电源可以支持低于1.8V的传感器电感。本应用支持使用3.3V电源。有关详细信息，请参见图9和10 LDC0851数据表。在该电感式传感设计计算工具的“LDC0851_calc”选项卡上还有一个设计空间计算器。

e. 单击开始设计。

 

 

2. 通过筛选，然后点击“打开设计”，选择合适的线圈。按照图3中所示的编号框操作：

a. 解决方案类型：堆叠线圈可以提供更紧凑的布局，但是在相同直径下通常比并排线圈提供更短的感应距离。如果堆叠线圈设计没有显示结果，请选择“并排”或“全选”，然后单击“重新计算”。此应用可支持四层PCB设计，但由于有限的可用PCB面积，需要堆叠线圈布局。

b. 请参见右上方的过滤器结果，以查看PCB供应商可以支持的设置。对于选定的应用，使用走线宽度为5mil和四层PCB。

c. 单击打开设计。

 

 

图3：选择设计

3.导出CAD文件并发送PCB以供报价。

验证应用的工作值是否正确，如图4的左下方所示。

 

 

图4：打开设计

b. 单击CAD文件导出，如图4右下方所示，并从各种CAD工具中进行选择以打开设计，如图5所示。

图5：CAD导出工具

c. 下载并打开文件。进行最后的处理，如图6所示。

 

 

图6：打开线圈布局并进行最后的处理

 

 

d. 最后，设计可进行打包发送报价。

原型和测试阶段

收到线圈设计后，就可以将其连接到如LDC0851EVM等我们的原型开发工具，开始原型开发，如图7所示。

为了测试感应距离，我将平金属目标连接到线性位置电机，并且在我们的原型上来回晃动目标金属以找到相对于调节(ADJ)代码的感应距离。图8显示，对于ADJ设置为1，我实现了3mm的感应距离。设置此ADJ值的一种简单方法是使用LDC0851数据表中的表1。对于ADJ设置为1，建议使用通用电阻值为49.9 kΩ和3.32 kΩ的电阻分压器。

 

 

图8：感应距离曲线

该设计可以在我们的盖子开/关应用中使用，并满足我们指定的PCB约束条件下3mm感应距离的原始要求。