迈瑞特转向柱组合开关中使用的无触点技术

  • 时间:
  • 浏览:0

迈瑞特汽车电子在上海展展示出来的柱向组合开关中使用了无触点技术,这引起全都人的兴趣。      

无触点开关是汽车机电一体化中另另一个最令人困惑的名字。 当某些人儿第一次听到你這個名词时也有问:“开关为啥都可不还可否 不接触,开关的工作原理全都进行接触”为了理解机电一体化中哪几种是非接触,首先都要了解接触开关的含义

图1 ( 上)接触开关的复杂示例

滑块如箭头所示移动,并根据其位置短路或断开印刷电路板(PCB)上的接触区域。 在另另一个区块之间处在的电接触是开关的编码位置,否则 类似于型的开关通常被称为接触开关。 你這個开关是当前最通用的开关技术。 它造价便宜,简单并可靠。 但它真的可靠嘛?它没法有很长的使用寿命。当触点磨损,PCB皮下组织腐蚀,又肯能弹簧失去弹性。当然,哪几种状况是在长时间使用后处在的损坏。接触式开关当然也都可不还可否 制造得更加坚固,但这都要更多的成本也肯能使得PCB板尺寸变大,而开 关的外壳倾向于变得没法 小。

这全都无触点技术的起源,它实现了在不使用电触点的状况下对旋钮、拨杆肯能按钮发现位置的信号全都的操作。你這個类型的开关有全都种, 主次也有其优点和缺点。这里主要呈述一种类型:光学和电磁无触点开关。

光学开关依靠光信号来确定某些人儿的位置。简单的形式中,它们由光源(LED),光敏元件和移动屏幕或反射器制成(请参考图2)当你這個屏幕处在相对光源和光敏元件之间时,起到阻挡光源的作用。 市面上肯能有现成的光学屏障探测器,作为光学开关的组件。否则 ,有的随后无法使用屏障,此时反射器肯能是更好的除理方案。光源和光敏元件相邻放置在PCB板上,在这上方使用反射器,能检测到状况变化的处在。

图2.处在关闭(a)和开启(b)状况的无触点光学开关的示例。屏障在光源和光敏元件之间移动,阻挡光线。

光学开关与接触式开关相比有某些比较突出的优点。某些人儿使用寿命更长,更不容易受到损害,否则 相对便宜,哪怕是与接触式开关相比较。它们磨损得更快,不让出现类似于PCB触点的腐蚀状况。价格方面,某些光学开关我知道你与接触式开关类似于。这我知道你与我某些人儿的直觉不一样,但接触开关通常都要多个精确制造的元件,这会增加整体的价格。

当然,与接触式开关相比,光学开关也有某些明显的缺点。LEDS光源都要比接触开关的滑块更多的电力。当都要唤醒功能时,光学开关肯能不适用。 众所周知,光学开关容易受到随时间推移其元件被污洉和灰尘进覆盖而受到影响,这迫使产品的外壳设计成防尘并进行长时间的验证,这两者都增加最终产品的造价。

接近无触点开关的另外一种除理方案是磁性开关。你這個开关由另另一个作为磁场源的永磁体及另另一个检测磁体位置的磁场传感器。(请见图3示例)

图3. 磁性无触点开关的示例。 圆柱形磁铁在磁场传感器上方移动。

请注意磁铁都可不还可否 在另另一个方向上移动。

IC供应商肯能在过去多年中肯能开发出来多种用于于无触点开关的传感器,磁性无触点开关一种肯能的操作依据 :第一种状况,传感器对磁能量的某个阈值作出反应, 以此单个传感器构造简单的通断开关。 阈值传感器输出通常是开路集电极输出,允许输出直接通过线束连接到ECU。第二种类型的磁性开关使用传感器来报告另另一个或多个轴中的磁通量的连续值。你這個开关通常都要微控制器来除理传感数据并确定磁体位置,否则 通过数字总线传输。你這個依据增加了开关的复杂,但允许它校正温度并实现更复杂的磁铁运动(如X-Y 操纵杆)。

磁性开关具有优于接触式和光学式开关的特点,第另另一个优点是显而易见的:磁铁不受灰尘和环境污染的影响。磁性开关都可不还可否 在较脏的环境中使用,类似于:浸泡于乙炔气 中。 另外另另一个不没法 明显的优点全都能耗。磁传感器通常比光学开关的LED使用更少的电流。这使得磁性开关成为都要唤醒时的首选设备。磁性开关的全都优点来自其机械简单性。它不让在PCB上精确定位滑块,却说让通过探测器缝隙中精确移动的光学屏障。磁体的安装不都要很高的精确性,都可不还可否 在校正过程中进行校准。

当然磁性开关也具有某些缺点,其中之一是肯能通过内部管理磁场干扰其工作。你這個类型的开关都要彻底的EMC/ESC设计验证,否则 肯能都要额外的电路/屏蔽,以便在处在内部管理磁场的状况下使其保持运行。此外,其互近任何磁性材料,无论是金属、塑料甚至油脂,都肯能干扰其正常操作。 最后另另一个缺点是价格,磁性传感器比光学屏障肯能接触开关更贵,否则 肯能都要微型控制器。

总体来说,无触点开关对比接触式开关,其实具有明显的优势但肯能不适合所有的应用场景。 迈瑞特汽车电子作为汽车机电一体化的供应商,都可不还可否 为客户提供无触点和接触式一种开关,以满足客户的肯能出现的任何需求。

本文作者: 

迈瑞特高级软件工程师 Andrzej Wetula