【导语】随着科技日新月异的发展，智能家居已成为现代生活的新风尚，其中扫地机器人市场更是迎来了爆发式增长。为满足这一市场需求，上海贝岭凭借其在高性能模拟、数模混合集成电路和功率器件领域的深厚积累，为扫地机器人提供了一系列关键组件解决方案。从直流有刷电机驱动到运放、模拟开关、电平转换、音频功放、电源管理、X电容放电芯片、LED驱动以及MOS管，上海贝岭的产品全面覆盖扫地机器人的核心需求，助力打造更高效、智能、可靠的扫地机器人产品。本文将详细介绍这些解决方案及其应用(yòng)优势。
近年来，随着科技的飞速发展，人们对生活品质的要求越来越高，智能家居的需求日益旺盛。这种需求推动了人工智能和物联(lián)网(wǎng)等(děng)技(jì)术(shù)的(de)革(gé)命(mìng)性(xìng)飞(fēi)跃(yuè)，使(shǐ)得(de)“解(jiě)放(fàng)双(shuāng)手(shǒu)”的(de)理(lǐ)念(niàn)逐(zhú)渐(jiàn)深入人心，成为了一种新的生活方式。据中国家电网权威发布的《2024年扫地机器人市场发展白皮书》揭示，中国扫地机器人市场呈现出爆发式增长，一举成为全球最大的扫地机器人消费国。
上海贝岭可提供一系列高性能模拟、数模混合集成电路和(hé)功(gōng)率(lǜ)器件，其中直流有刷电机驱动、运放、模拟开关、电平转换、音频功放、电源管理、X电容放电芯片、LED驱动、MOS管等可应用于扫地机器人。
方案介绍
图1 扫地机器人(rén)应(yīng)用(yòng)框图
上海贝岭已有直流有刷电机驱动、运放、模拟开关、电平转换、音频功放、电源管理、X电容放电芯片、LED驱动、MOS管等一系列产品可满足扫地机器人应用。
直流有刷电机驱动
一台扫地机器人中一般包含5～7个电机，按照功能区分一般分为1～2个行走电机、1～2个边刷电机、1个滚刷电机、1个吸尘电机、1个激光电机。其中除吸(xī)尘(chén)电(diàn)机(jī)对(duì)电(diàn)机(jī)的(de)转(zhuǎn)速(sù)以(yǐ)及(jí)效(xiào)率(lǜ)要(yào)求(qiú)较(jiào)高(gāo)，需(xū)选(xuǎn)择(zé)直(zhí)流(liú)无(wú)刷(shuā)电(diàn)机(jī)外(wài)，其(qí)余(yú)电(diàn)机(jī)多(duō)采用(yòng)单(dān)个(gè)或(huò)双(shuāng)个(gè)（步(bù)进(jìn)电(diàn)机(jī)）直(zhí)流(liú)有(yǒu)刷(shuā)电(diàn)机(jī)。上(shàng)海(hǎi)贝(bèi)岭(lǐng)可提供全系列直流有刷电机驱动芯片（产品优势介绍如下），选型如表1所示。
高集成度、简化了系统设计中所需要的外围元器件；
高可(kě)靠(kào)性(xìng)、集成(chéng)OTP、OCP等(děng)保(bǎo)护(hù)功(gōng)能(néng)为(wèi)系(xì)统(tǒng)安(ān)全、可(kě)靠(kào)的(de)运(yùn)行(xíng)保(bǎo)驾(jià)护(hù)航(háng)；
覆盖型号广，可根据电机的工作电压、电流选择性价比更高的电机驱动解决方案；
封装种类多，可提供多款小型化封装产品，节约PCB设计面积。
表1 直流有刷电机驱动芯片选型表
运放
为保证扫地机器人在运行过程的安全、可靠，电机部分的过流采样、堵转等功能都需要通过运放采集和放大信号，多采用通用或低噪声系列运算放大器实现此(cǐ)功(gōng)能(néng)。另(lìng)外(wài)，在扫地机器人中的激光定位模块中，对信号的采样精确度要求较高，一般采用高精度运算放大器。上海贝岭可提供一系列高可靠性的运算放大器如表2所示，其中低噪声运算放大器系列BL37XX具有较低的噪声性能，噪声参数对比如表3所示。
表2 运算放大器选型表
表3 BL37XX噪声参数对比表
模拟开关
在部分扫地机器中，由于需要处理的传感器信号比较多，MCU的IO资源紧张，需要对IO口进行复用。此类应用一般只走信号传输，对模拟开关的导通内阻没有过高要求。上海贝岭可提供一系列工业级、高可靠性性、低功耗、高带宽的模拟开关，选型表如表4所示。
表4 模拟开关选型表
电平转换
在部分扫地机器人中，由于外设的I/O电压和MCU的I/O口电压不一样，导致两者之间无法直接通讯。一般会在外设和MCU之间增加电平转换芯片。低功耗、高性价比的两通道电平转换芯片BL15102可以满足此类应用，参数对比参见表5。BL15102典型应用图如图2所示。
表5 BL15102静态电流测试对比表
图2 BL15102典型应用原理图
音频功放
另扫地机器人的语音模块中，通常需要根据实际需求选用AB类或D类音频功放来驱动其中的扬声器。上海贝岭可提供一系列针对此应用的音频功放，选型表如表6所示。
表6 音频功放选型表
电源管理
扫(sǎo)地(de)机(jī)器(qì)人(rén)供(gōng)电(diàn)电(diàn)压(yā)一(yī)般(bān)采用(yòng)4节(jié)锂(lǐ)电(diàn)池(chí)，无(wú)法(fǎ)直(zhí)接(jiē)给(gěi)模(mó)块(kuài)和(hé)MCU等(děng)供电，需要采用DC/DC、 LDO降压后给各子模块供(gōng)电(diàn)。上(shàng)海(hǎi)贝(bèi)岭(lǐng)电(diàn)源(yuán)管(guǎn)理(lǐ)芯(xīn)片(piàn)选(xuǎn)型(xíng)表(biǎo)如(rú)表(biǎo)7所(suǒ)示(shì)。
表(biǎo)7 电(diàn)源(yuán)管(guǎn)理(lǐ)芯(xīn)片选型表
X电容放电芯片
在部分扫地机器人的大功率充电座电路中，对待机功耗以及安规漏电有一定的要求，需要在X电容端增加X电容放电芯片以满足节能（低待机功耗）、安全保护(低安规漏电）等要求。上海贝岭推出的ME8701是一款X电容自动放电芯片，当230VAC输入时，会有极低的电流流进芯片，将功耗降至5mW以内。当230VAC断电后，ME8701与串联放电电阻相连，可自动对X电容进行放电。这种工作方法有助于灵活选择安规电容，优化EMIπ型滤波电路，降低电感成本。ME8701可满足此类扫地机器人的应用需求，典型应用图如图3所示。
图3 ME8701典型应用原理图
LED驱动
在部分高端扫地机器人应用中，为了给用户提供更好的使用体验以及视觉感受，需要通过LED驱动芯片控制LED的恒流精度、亮暗、颜色变化以及图案组合等效果。上海贝岭推出
ME7502是一款采用I2C通讯的恒流LED驱动芯片，具有32阶电流统调功能。由16根段输出、12根位输出组成192个点阵，每一个点具有256阶PWM占空比调整可满足此类应用需求，典型应用图如图4所示。
图4 ME7502典型应用原理图
MOS管
上海贝岭可提供一系列应用于扫地机器人的高可靠性的(de)MOS管(guǎn)，选(xuǎn)型(xíng)表(biǎo)如(rú)表(biǎo)8所(suǒ)示(shì)。
表8 MOS管选型表
