Nouveau CI Melexis de commande de moteurs vibreurs pour téléphones portables.

De nouvelles possibilités en matière de conditionnement et de performance énergétique pour cette fonction très répandue.

Les sonneries sont un moyen communément utilisé pour personnaliser les téléphones portables, PDA ou IPhone, mais le vibreur constitue souvent le système d’avertissement le plus discret en cas d'appel ou d’événements programmés. Malheureusement, ce système représentait jusqu’ici une fonction très gourmande en énergie, basée sur un moteur CC microminiaturisé faisant tourner un poids excentrique à haute vitesse. Le lancement du Melexis MLX90283 ouvre de nouvelles possibilités en matière de conditionnement et de performance énergétique de cette fonction très répandue. Ce circuit de commande de moteur vibreur monophasé sans balais permettra de prolonger la vie de la batterie tout en continuant à produire de fortes vibrations nettement perceptibles. Il peut également être avantageusement utilisé pour le retour de force ou l'interfaçage haptique dans les systèmes de jeux vidéo portables ou les consoles de jeux.

Haut Rendement Moteur

Le MLX90283 intègre un capteur à effet Hall, un circuit numérique et un driver de puissance dans un boîtier QFN ultramince et introduit le nouveau concept propriétaire ‘Active Start’ pour améliorer la fiabilité au démarrage du moteur vibreur monophasé. La plage de tension de fonctionnement de 1,8V à 3,6V est parfaitement adaptée aux applications alimentées par piles.

Les moteurs vibreurs sont généralement alimentés par batterie et soumis à des exigences très rigoureuses en matière de puissance. Si la réduction de consommation énergétique à des fins d'économie de la batterie constitue un élément fondamental, elle est toutefois soumise à la nécessité de fournir de fortes vibrations, et donc une vitesse de rotation élevée.

Le MLX90283 applique efficacement le principe de la ‘roue libre’ aux moteurs vibreurs en exploitant les caractéristiques des moteurs monophasés. En rotation normale, un circuit d’excitation conventionnel alimente le moteur même lorsque le couple angulaire sinusoïdal rectifié devient nul. Ceci est en contradiction avec les objectifs de gestion d’énergie étant donné que le moteur consomme inutilement de l’énergie. A l’inverse, le MLX90283 coupe sa tension de sortie lorsque le couple devient nul et retarde la commutation suivante en appliquant une 'temporisation de roue libre' de 92 µs (typique). Quand le dispositif active la ‘roue libre’ lorsque le couple est proche de zéro, la vitesse de rotation reste inchangée.

Ce pilotage intelligent du système ‘roue libre’ par le MLX90283 permet de réduire à 10 mA la consommation moyenne du moteur, tout en conservant la même vitesse de rotation. Tel est le secret des haut rendements obtenus grâce au MLX90283.

Meilleur démarrage des moteurs vibreurs.

Un autre problème chronique des moteurs monophasés sans balais est lié à leur position de départ incorrecte, une caractéristique connue sous le nom de ‘problème du point mort’. Ces moteurs CC sans balais simples utilisent souvent un système de détente mécanique, appelé ‘cogging plate’, pour empêcher le rotor de s’arrêter au ‘point mort’. La miniaturisation des moteurs à vibrations réduit inévitablement l’efficacité de cette ‘cogging plate’, ce qui peut créer des conditions de démarrage difficiles, voire un blocage du moteur, et donc empêcher le fonctionnement du vibreur.

Le MLX90283 détecte toute condition de blocage dans un délai de 110 ms (typique) en analysant le champ magnétique du rotor. Une fois cette période de détection écoulée, le dispositif entre en phase de ‘démarrage actif’ (Active Start) et applique une fréquence de 55 Hz (typique) à la bobine du moteur. Cette oscillation électrique est convertie en vibration mécanique, produisant un rapide mouvement avant-arrière du rotor. Les moteurs vibreurs monophasés sont généralement optimisés pour une direction de rotation. La rotation en sens inverse diminue la vitesse et augmente la consommation. Le système “Active Start” du MLX90283 fait osciller le rotor sept fois plus longtemps en direction avant qu’en direction arrière (15,9 ms (typique) vers l’avant et 2,2 ms (typique) vers l'arrière). Ce rapport est optimal pour assurer un démarrage fiable en direction avant. Grâce à ce cycle de fonctionnement 7/8, le MLX90283 conserve un couple positif, favorisant ainsi la direction de rotation initiale tout en préservant les performances nominales du moteur. Le dispositif sort du mode ‘Active Start’ dès que le capteur Hall du CI a détecté la rotation.

‘Active Start’ de Melexis est une technologie innovatrice, exclusivement développée et mise en œuvre par Melexis, qui résout le problème du ‘point mort’ tout en favorisant la direction de rotation initiale du moteur.

Conditionnement

Le dispositif MLX90283 est fourni dans un ‘Chip Scale Package’ (CSP), le plus petit boitier existant.. Permettant un gain de place non négligeable, le CSP autorise une intégration plus compacte des circuits et de leur boîtier. L’encombrement du nouveau package Ultra-Thin QFN (Quad Flat No leads) n’est que de 3 mm² (1,5 x 2 mm), avec une épaisseur de 0,43 mm (maximum). Ceci est particulièrement important pour les moteurs vibreurs utilisés dans les téléphones mobiles et les applications grand public où la tendance est à une miniaturisation toujours plus importante et aux designs ultraplats.