音圈马达驱动芯片及智能终端的制作方法

本实用新型属于集成电路领域，尤其涉及一种音圈马达驱动芯片及智能终端。

背景技术：

音圈马达(voicecoilmotor)，是一种将电能转化为机械能的装置，并实现直线型及有限摆角的运动。音圈马达驱动芯片主要应用于移动终端、个人电脑等设备中，最常见的音圈马达驱动芯片应用于智能手机摄像头模组中。音圈马达驱动芯片工作原理是通过电流改变音圈马达的线圈位置，实现摄像头模组焦距的调节功能。

现有技术中音圈马达驱动芯片的封装形式通常为6个引脚的wlcsp(晶圆片级芯片规模封装)封装，如图1所示，音圈马达驱动芯片包括6个管脚：电流输出管脚isink、接地管脚gnd、电源电压管脚vdd、i²c(inter-integratedcircuitbus)总线时钟管脚scl、i²c总线数据管脚sda和片选管脚cs。然而，这种芯片电路结构存在电路设计复杂、芯片面积较大、生产成本较高等缺陷。

技术实现要素：

本实用新型要解决的技术问题是为了克服现有技术中音圈马达驱动芯片电路设计复杂和芯片面积大的缺陷，提供一种音圈马达驱动芯片及智能终端。

本实用新型是通过下述技术方案来解决上述技术问题：

一种音圈马达驱动芯片，所述音圈马达驱动芯片包括：电流输出管脚、接地管脚、总线时钟管脚、总线数据管脚和内部电路；

所述内部电路包括：总线接口单元、数模转换单元、运算放大单元、nmos管(一种晶体管)、参考电压单元和电压转换单元；

所述总线接口单元的第一输入端与所述总线时钟管脚电连接，所述总线接口单元的第二输入端与所述总线数据管脚电连接；

所述总线接口单元的输出端与所述数模转换单元的输入端电连接，所述数模转换单元的输出端与所述运算放大单元的第一输入端电连接；

所述运算放大单元的输出端与所述nmos管的栅极电连接，所述nmos管的源极与所述电流输出管脚电连接，所述nmos管的漏极分别与所述运算放大单元的第二输入端和所述接地管脚电连接；

所述电流输出管脚与外部电压端电连接；

所述电压转换单元的输入端与所述电流输出管脚电连接，所述电压转换单元的第一输出端与所述参考电压单元的输入端电连接；

所述参考电压单元的输出端与所述数模转换单元的参考电压输入端电连接；

所述总线接口单元用于接收所述总线时钟管脚输入的时钟信号；

所述总线接口单元还用于基于所述时钟信号接收所述总线数据管脚输入的控制信号并发送至所述数模转换单元；

所述数模转换单元用于将接收到的所述控制信号转换成模拟电压信号，并输出至所述运算放大单元的第一输入端；

所述运算放大单元用于对所述模拟电压信号进行放大处理并输出至所述nmos管；

所述nmos管用于根据放大处理后的所述模拟电压信号输出目标电流；

所述电压转换单元用于将所述外部电压端输入的第一电压转换成第二电压给所述参考电压单元供电；

所述参考电压单元用于生成参考电压并发送至所述数模转换单元。

较佳地，所述音圈马达驱动芯片还包括电阻；

所述电阻的一端分别与所述nmos管的漏极、所述运算放大单元的第二输入端电连接，所述电阻的另一端与所述接地管脚电连接。

较佳地，所述音圈马达驱动芯片还包括存储单元；

所述存储单元分别与所述电压转换单元、所述总线接口单元电连接；

所述电压转换单元给所述存储单元供电；

所述存储单元用于存储所述总线接口单元输出的数据。

较佳地，所述存储单元为eeprom(带电可擦可编程只读存储器)。

较佳地，所述数模转换单元为10位电压的数模转换器。

较佳地，所述总线接口单元为i²c总线接口。

一种智能终端，所述智能终端包括上述的音圈马达驱动芯片。

本实用新型的积极进步效果在于：

(1)音圈马达驱动芯片中通过内部电路结构和4个管脚：电流输出管脚isink、接地管脚gnd、i²c总线时钟管脚scl、i²c总线数据管脚sda，在保证驱动效果的同时，缩小了芯片面积，简化了电路设计；

(2)将音圈马达驱动芯片和eeprom二合一封装，芯片内部包含存储部件，进一步增加了芯片的使用性能。

附图说明

图1为现有技术中音圈马达驱动芯片的wlcsp封装示意图。

图2为本实用新型实施例1的音圈马达驱动芯片的wlcsp封装示意图。

图3为本实用新型实施例1的音圈马达驱动芯片的电路结构示意图。

图4为本实用新型实施例2的音圈马达驱动芯片的电路结构示意图。

图5为本实用新型实施例2的音圈马达驱动芯片的测试电路结构示意图。

图6为现有的6管脚音圈马达驱动芯片的第一测试结果示意图。

图7为本实用新型的4管脚音圈马达驱动芯片的第一测试结果示意图。

图8为现有的6管脚音圈马达驱动芯片的第二测试结果示意图。

图9为本实用新型的4管脚音圈马达驱动芯片的第二测试结果示意图。

图10为现有的6管脚音圈马达驱动芯片的第三测试结果示意图。

图11为本实用新型的4管脚音圈马达驱动芯片的第三测试结果示意图。

具体实施方式

下面通过实施例的方式进一步说明本实用新型，但并不因此将本实用新型限制在所述的实施例范围之中。

实施例1

如图2所示，本实施例的音圈马达驱动芯片包括4个管脚：电流输出管脚isink、接地管脚gnd、总线时钟管脚scl和总线数据管脚sda，其中左图对应驱动芯片封装的正面，右图对应驱动芯片封装的背面。

如图3所示，本实施例的音圈马达驱动芯片还包括内部电路，内部电路包括以下单元：总线接口单元1、数模转换单元2、运算放大单元3、nmos管、参考电压单元4和电压转换单元5。

总线接口单元1的第一输入端与总线时钟管脚scl电连接，总线接口单元1的第二输入端与总线数据管脚sda电连接；

总线接口单元1的输出端与数模转换单元2的输入端电连接，数模转换单元2的输出端与运算放大单元3的第一输入端电连接；

运算放大单元3的输出端与nmos管的栅极电连接，nmos管的源极与电流输出管脚isink电连接，nmos管的漏极分别与运算放大单元3的第二输入端和接地管脚gnd电连接；

电流输出管脚isink与外部电压端电连接；

电压转换单元5的输入端与电流输出管脚isink电连接，电压转换单元5的第一输出端与参考电压单元4的输入端电连接；

参考电压单元4的输出端与数模转换单元2的参考电压输入端电连接；

总线接口单元1用于接收总线时钟管脚scl输入的时钟信号；

总线接口单元1还用于基于时钟信号接收总线数据管脚sda输入的控制信号并发送至数模转换单元2；

数模转换单元2用于将接收到的控制信号转换成模拟电压信号，并输出至运算放大单元3的第一输入端；

运算放大单元3用于对模拟电压信号进行放大处理并输出至nmos管；

nmos管用于根据放大处理后的模拟电压信号输出目标电流；

电压转换单元5用于将外部电压端输入的第一电压转换成第二电压给参考电压单元4供电；

参考电压单元4用于生成参考电压并发送至数模转换单元2；

其中，第一电压大于第二电压。

本实施例的音圈马达驱动芯片内部的电压转换单元5的输入端与电流输出管脚isink电连接，同时电流输出管脚isink与外部电压端电连接，外部电源通过音圈马达的音圈对该音圈马达驱动芯片供电。由于音圈马达驱动芯片本身的耗流非常小，在待机状态和电流输出管脚isink电流稳定的状态下均小于1ua，相对于电流输出管脚isink电流最小分辨率的97.75ua可以忽略，所以，通过电流输出管脚isink利用外部电压对音圈马达驱动芯片供电对音圈马达驱动不会造成不良影响。另外，音圈马达驱动芯片待机耗流小于1ua，对于整个系统的待机耗流(ma级)也可以忽略不计，因此，可以取消现有的音圈马达驱动芯片中的片选管脚cs。去掉片选管脚cs后，音圈马达驱动芯片通过总线数据管脚sda输入的指令进入待机状态。

本实施例的音圈马达驱动芯片通过取消片选管脚cs、并将电流输出管脚isink和电源电压管脚vdd复用，缩小了芯片面积，简化了电路设计。

实施例2

如图4所示，本实施例的音圈马达驱动芯片是对实施例1的进一步限定，具体地：

总线接口单元1具体为i²c总线接口11；

数模转换单元2具体为10位数模转换器；

运算放大单元3具体为运算放大器31；

本实施例的音圈马达驱动芯片的内部电路还包括存储单元eeprom6，电阻r；

存储单元eeprom6的输入端与电压转换单元5电连接，存储单元eeprom6的输入输出端与i²c总线接口11的第三输入端电连接；

存储单元eeprom6用于存储i²c总线接口11输出的输入数据；

电阻r的一端与nmos管的漏极电连接，电阻r的另一端与接地管脚gnd电连接；nmos管的漏极与运算放大器31的第二输入端电连接；

电阻r用于检测输出端的电流，并正反馈给运算放大器31,电阻r的阻值是0.5欧姆。

电流输出管脚isink与外部电压端电连接，外部电压是2.8v，经电压转换单元5转换后输出1.8v电压给存储单元eeprom6和参考电压单元4供电。

如图5所示，本实施例的音圈马达驱动芯片的测试电路。本实施例的音圈马达驱动芯片vcm(voicecoilmotor)用作slave(从动装置)，总线时钟管脚scl和总线数据管脚sda连接上位机master(控制装置)的i²c接口，总线数据管脚sda上连接有上拉电阻r1，上拉电阻r1的另一端接1.8v电源，上拉电阻r1的阻值是1.5kω；总线时钟管脚scl上连接有上拉电阻r2，上拉电阻r2的另一端接1.8v电源，上拉电阻r2的阻值是1.5kω；电流输出管脚isink与音圈马达线圈vcm的一端电连接，音圈马达线圈vcm的另一端电连接2.8v电源。本实施例的音圈马达驱动芯片的测试电路，上位机master通过总线时钟管脚scl发送时钟信号，通过总线数据管脚sda发送指令数据和测试数据给音圈马达驱动芯片vcm，指令数据用于控制音圈马达驱动芯片vcm的工作模式，测试数据用于控制音圈马达驱动芯片vcm的电流输出管脚isink输出的电流大小，电流输出管脚isink输出的电流用于控制音圈马达线圈vcm的位置。其中，可以利用激光测距仪测试音圈马达线圈vcm的位移。

本实施例中上位机master可以为智能终端中的cpu(中央处理器)。

当输出电流为18ma-22ma时，分别获取现有的6管脚的音圈马达驱动芯片和本实施例的4管脚的音圈马达驱动芯片的测试结果。如图6所示，为现有的6管脚的音圈马达驱动芯片对应的测试结果(其中l1为isink电流波形、l2对应音圈马达线圈位移波形)，如图7所示，为现有的6管脚的音圈马达驱动芯片对应的测试结果(其中l3为isink电流波形、l4对应音圈马达线圈位移波形)，可以得知，本实施例的4管脚的音圈马达驱动芯片对音圈马达的驱动效果与6管脚的音圈马达驱动芯片对音圈马达的驱动效果完全一致。

当输出电流为22ma-26ma时，分别获取现有的6管脚的音圈马达驱动芯片和本实施例的4管脚的音圈马达驱动芯片的测试结果。如图8所示，为现有的6管脚的音圈马达驱动芯片对应的测试结果(其中l5为isink电流波形、l6对应音圈马达线圈位移波形)，如图9所示，为现有的6管脚的音圈马达驱动芯片对应的测试结果(其中l7为isink电流波形、l8对应音圈马达线圈位移波形)，可以得知，本实施例的4管脚的音圈马达驱动芯片对音圈马达的驱动效果与6管脚的音圈马达驱动芯片对音圈马达的驱动效果完全一致。

当输出电流为26ma-30ma时，分别获取现有的6管脚的音圈马达驱动芯片和本实施例的4管脚的音圈马达驱动芯片的测试结果。如图10所示，为现有的6管脚的音圈马达驱动芯片对应的测试结果(其中l9为isink电流波形、l10对应音圈马达线圈位移波形)，如图11所示，为现有的6管脚的音圈马达驱动芯片对应的测试结果(其中l11为isink电流波形、l12对应音圈马达线圈位移波形)，可以得知，本实施例的4管脚的音圈马达驱动芯片对音圈马达的驱动效果与6管脚的音圈马达驱动芯片对音圈马达的驱动效果完全一致。

可测试结果可知，对于相同的电流输出管脚isink电流值，本实施例的4管脚的音圈马达驱动芯片驱动的音圈马达线圈vcm的位移与现有的6管脚的音圈马达驱动芯片驱动的音圈马达线圈vcm的位移相同。

本实施例的音圈马达驱动芯片将音圈马达驱动芯片和eeprom二合一封装，芯片内部包含存储部件，进一步增加了芯片功能的使用性能。

实施例3

本实施例的智能终端，包括上述实施例1或2的音圈马达驱动芯片。

本实施例的智能终端通过使用4个管脚的音圈马达驱动芯片驱动摄像头模组，缩小了芯片面积，简化了电路设计；通过将音圈马达驱动芯片和eeprom二合一封装，芯片内部包含存储部件，减少了终端电路设计复杂度。

虽然以上描述了本实用新型的具体实施方式，但是本领域的技术人员应当理解，这仅是举例说明，本实用新型的保护范围是由所附权利要求书限定的。本领域的技术人员在不背离本实用新型的原理和实质的前提下，可以对这些实施方式做出多种变更或修改，但这些变更和修改均落入本实用新型的保护范围。