掃地機器人應(yīng)用解決方案

行業(yè)介紹

掃地機器人，作為智能家居設(shè)備的新興代表，近年來廣泛受到年輕人的青睞和重視，已經(jīng)逐漸成為家庭及辦公環(huán)境中的必需品。隨著各地落實新一輪消費品以舊換新政策，家電市場的換新需求被激活，根據(jù)奧維云數(shù)據(jù)顯示，2024H1中國掃地機銷售額同比增長19%，重回較快增長通道，在整個清潔電器內(nèi)部占比達到41%，穩(wěn)坐清潔賽道頭把交椅。

應(yīng)用案例

掃地機器人的運作主要依靠一系列的芯片和傳感器來實現(xiàn)。這些芯片和傳感器負責導航、避障、路徑規(guī)劃以及吸塵等功能。其中，主控芯片是掃地機器人的大腦，負責協(xié)調(diào)機器人的各項動作，包括吸塵、移動和避障等。而傳感器則負責接收周圍環(huán)境的信息，幫助機器人做出正確的判斷，除了主控芯片和傳感器之外，掃地機器人還需要用到其他一些芯片，如音頻功放芯片、運放芯片、電源管理芯片等。這些芯片共同協(xié)作，使掃地機器人能夠自主地完成清潔工作。

應(yīng)用框圖

LDO

LDO輸出紋波小，噪聲小，有利于掃地機器人系統(tǒng)中的處理器和部分傳感器的穩(wěn)定運行。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。

AiP73XX系列電路輸入電壓范圍寬，最高可達30V,具有多個固定輸出電壓，從1.8V覆蓋至5V，且可提供高達300mA的驅(qū)動電流，電路內(nèi)部設(shè)有過熱、過流及安全工作區(qū)補償?shù)裙δ埽商峁㏒OT-89封裝形式。

AiP76XX是一款高性能、低壓差系列線性穩(wěn)壓器。具有超低噪聲、超快響應(yīng)和高 PSRR 的特點，同時集成了過流保護和熱過載保護，提高了電路的可靠性。AiP76XX提供多種輸出電壓版本選項，包括固定版本和可調(diào)版本，在工作條件下輸出電壓精度為+2%，可提供SOT23-5/DFN4封裝形式。

電源監(jiān)控

看門狗、復位電路一般用于監(jiān)控和保護電子系統(tǒng)的穩(wěn)定運行。在掃地機器人中，看門狗、復位電路可以確保電源存在異常波動或MCU程序跑飛時，及時對MCU進行復位，使其仍能處于正常運行狀態(tài)，避免電機等設(shè)備無法正?？刂贫斐蓳p壞，提高系統(tǒng)穩(wěn)定性。

運放/電流檢測

在掃地機器人的方案中，運放的核心功能是對各類傳感器輸出信號進行放大，方便對模擬信號進行處理和判斷。通過運放精準檢測電池的電壓電流，能夠提供準確的電池容量信息以及系統(tǒng)電流的狀態(tài)，這對于掃地機器人的電池健康狀態(tài)以及系統(tǒng)運行可靠性極為重要。此外，運放產(chǎn)品配合各類傳感器使用，能夠幫助掃地機器人的避障等動作擁有更高的精準度。

AiP321LV/358LV/324LV系列運算放大器可提供低電壓操作和軌到軌輸入輸出特性，具備極好的帶寬和壓擺率。該系列運算放大器的單位增益穩(wěn)定，輸入偏置電流低，非常適用于傳感器接口、有源濾波器等應(yīng)用，提供SOT/SOP/TSSOP/MSOP封裝形式。

AiP86XX系列為納安功耗軌到軌輸入/輸出運算放大器,有單通道、雙通道和四通道三種選擇，增益帶寬積為有5kHz、15kHz和100kHz三種選擇。該系列電路工作電壓低至1.4V，設(shè)有關(guān)斷引腳，靜態(tài)電流低，適合電池電流檢測和傳感器調(diào)節(jié)等低頻應(yīng)用。

AiP8199系列電路是一款零漂移、雙向電流檢測放大器，該系列電路有3種固定增益可選：50V/V，100V/V，200V/V，采用零漂移架構(gòu)，失調(diào)低。典型條件下，AiP8199消耗的電源電流為110μA?？捎糜诟?、低側(cè)電流檢測，提供SOT363封裝。

模擬開關(guān)

模擬開關(guān)主要是采用MOS管的開關(guān)方式實現(xiàn)了對信號鏈路關(guān)斷或者打開，從而完成信號選通及通斷功能。由于其功能類似于開關(guān)，且可以傳輸模擬信號，因此稱為模擬開關(guān)。在方案中模擬開關(guān)負責對各類傳感器信號進行選通，可節(jié)省ADC或IO口的使用數(shù)量。

AiP74HC4051是一款八選一模擬開關(guān)電路，內(nèi)置3個地址選擇端（A0～A2），低有效的使能輸入端（），8路獨立的輸入/輸出端（Y0～Y7）及公共輸入/輸出端（Z）。電路內(nèi)部有8個雙向模擬開關(guān)，每個開關(guān)的一端連接到獨立的輸入/輸出（Y0～Y7）端，另一端連接到公共的輸入/輸出（Z）端。

AiP74LVC1G3157是一款二選一模擬開關(guān)產(chǎn)品，該電路可以用于數(shù)字或模擬信號的多路復用。當AiP74LVC1G3157電路在5V供電電壓下運作，它具有低于6?的導通阻抗，能夠確保信號的高完整性。該芯片可提供超小封裝XSON6以及SOT363和SOT23-6封裝。

LED顯示驅(qū)動

?在掃地機器人、洗地機中，常使用LED進行設(shè)備狀態(tài)指示，同時部分機型也會增加LED氛圍燈效，?為用戶提供更好的使用體驗和視覺效果。??

AiP33504/06/10分別是4通道/6通道/10通道直驅(qū)型恒流LED列驅(qū)動電路，可用于多種場合指示燈驅(qū)動，讓設(shè)備狀態(tài)一目了然。每個通道通過軟件獨立調(diào)節(jié)輸出占空比，從而可以單獨控制通道所驅(qū)動的LED的顯示亮度，提供SOP/MSOP/DFN/QFN等封裝形式。

AiP33629是一款9 GRID×16 SEG的低功耗高亮度恒流LED驅(qū)動芯片，支持兩種電流調(diào)節(jié)方式，單端最大可輸出45mA，單點256級調(diào)光，全局64級調(diào)光，多用于RGB炫彩呼吸顯示?？商峁㏒OP32/ESOP32/LQFP32/QFN32封裝。

功放

掃地機器人擁有豐富的人機交互功能，音頻功放能夠為用戶帶來更好的體驗以及產(chǎn)品附加值。

AiP1350是一款最大輸出4W的單聲道D音頻功率放大器，輸出端無需驅(qū)動耦合電容、自舉電容和緩沖網(wǎng)絡(luò)也可正常工作，內(nèi)置過熱保護模塊。在全帶寬范圍內(nèi)降低了EMI干擾，最大限度地減少對其他部件的影響，可提供ESOP8封裝。

AiP8002D一款單聲道橋式驅(qū)動的音頻放大器，電源5V供電，總諧波失真小于1%時，可向4Ω負載提供2W的平均功率。AiP8002D設(shè)置了SD引腳，當SD腳接至高電平時，芯片進入關(guān)斷模式,靜態(tài)電流典型值為0.5μA。AiP8002D具有較強的射頻抗干擾能力，更適用帶有藍牙和WIFI模塊的應(yīng)用場景。

電機驅(qū)動

馬達驅(qū)動作為掃地機器人的關(guān)鍵組成部分，主要負責提供動力及操控設(shè)備運動方向。普遍采用直流無刷電機作為馬達，該電機具備高效率、低噪音以及長壽命等諸多優(yōu)勢。

中微愛芯推出了雙通道H橋電機驅(qū)動器芯片AiP6133和單通道H橋電機驅(qū)動電路AiP6137/6138，每個H橋的輸出驅(qū)動器由N溝道功率MOSFET組成，用于驅(qū)動直流電機和其他感性負載，廣泛應(yīng)用于運動控制類系統(tǒng)。

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關(guān)于中微愛芯

無錫中微愛芯電子有限公司成立于2004年，是一家以集成電路設(shè)計、測試、方案開發(fā)、銷售和服務(wù)為主的高新技術(shù)企業(yè)，是工信部認定的集成電路設(shè)計企業(yè)、國家規(guī)劃布局內(nèi)的重點集成電路設(shè)計企業(yè)。產(chǎn)品已形成MCU、LCD顯示、LED顯示、通用邏輯、信號鏈、電機驅(qū)動、電源、音響、遙控器、通信、配套等多個系列近千款產(chǎn)品，覆蓋消費電子、網(wǎng)通產(chǎn)品、工業(yè)設(shè)備、新能源、汽車電子等多個領(lǐng)域。