家用电器中的电容式触摸感应技术

购买家用电器时,最重要的因素包括产品的外观及其支持的高端功能。

使用当今高度集成的片上系统(SoC)处理器,设计人员不仅可以引入基于电容感测技术的新用户界面,还可以集成其他系统功能,从而降低了系统成本并节省了电路板空间。

同时,由于构建系统所需的许多组件现在都集成在统一芯片中,因此SoC可以大大加快产品上市过程。

此外,可以大大减少连接多个设备和调试故障所需的时间。

图1显示了电磁炉的方框图。

该电器必须提供以下关键功能:保持锅的温度:需要脉冲宽度调制(PWM)来设置加热线圈的点火持续时间;风扇控制:需要温度传感器和PWM来驱动风扇电机;过流和过压保护:需要ADC和比较器;平移自动检测:需要感应感应功能;基于时间的烹饪功能:需要实时时钟(RTC);用户界面& mdash;& mdash;显示屏:需要LED驱动器或液晶玻璃显示屏;用户界面和按钮:需要电容式触摸感应和检测功能。

图1:电磁炉的方框图电容感应技术基于电容感应技术的按钮使电器的外观时尚美观,消除了磨损问题,比机械按钮更受欢迎。

许多电器必须在靠近液体的环境中使用,因此应考虑具有防水功能,以避免水溅到并引起错误的按钮触发。

图2显示了电容传感器印刷电路板(PCB)的典型布局。

可以通过连接保护电极而不是将传感器周围的阴影部分(蓝色)接地来实现防水功能。

图2:使用保护电极实现防水功能。

驱动该电极的信号与连接到传感器的信号相同。

因此,当水滴落在传感器上时,阴影区域和传感器之间将不会存在电位差,并且不会再有更多的电容耦合到传感器。

,因此可以达到防水效果。

如果传感器完全浸入水中,则保护机制将启动,以禁用传感器的工作。

由于许多电器在大电流下工作,由于负载电流和数字开关的变化,电源通常会产生巨大的噪声/纹波。

数字开关也耦合到电容传感器,这会影响接口的可靠性。

根据正确的示意图和布局指南,我们可以通过诸如接地线布局之类的技术来减少电源中的纹波,以确保没有接地反弹。

但是,我们很难完全消除噪音。

如果使用电源的+ ve线驱动参考电压,则可能会发生电容感应的错误警报。

通过在GND和VREF(内部产生)之间切换传感器,只要电源在指定的产品工作范围之内,电源的任何变化都不会引起误触发。

更高的集成度,更低的成本SoC集成了片上外设和基于硬件的功能,可以帮助设计人员实现大部分或全部电气功能。

在当今竞争激烈的消费市场中,电器必须具有丰富的功能。

集成的SoC不仅可以集成越来越多的应用程序功能,还可以降低总体系统成本,使其成为OEM的最佳选择。

此方法还适用于电磁炉和微波炉等小型电器,以及洗衣机和冰箱等大型电器(当然,大型电器仍需要特殊功能的特殊控制,例如FOC电机控制)。