電感式感應：WEBENCH? Coil Designer 現(xiàn)在設計用于開關應用的堆疊線圈

在我的上一篇文章中，我逐步展示了WEBENCH® Coil Designer如何為電感傳感應用生成傳感器計算機輔助設計 (CAD) 文件。此方法適用于 LDC1614 等單線圈電感式傳感器，但 LDC0851 電感式開關需要兩個傳感器，可以并排或堆疊。

隨著最新的 WEBENCH 更新，不再需要手動繪制線圈；WEBENCH Coil Designer 可在五分鐘內(nèi)完成線圈設計。今天，我將向您展示如何在 WEBENCH 工具中設計堆疊線圈。

先了解一下，LDC0851 是一款近距離感應開關， 是存在檢測、 事件計數(shù)和簡易按鈕等應用的理想選擇。
當導電物體進入感應線圈的接近范圍內(nèi)時將觸發(fā)開關。該器件包含的滯后功能可保證一個可靠的開關閾值， 從而不受機械振動的影響。 差分實現(xiàn)方案可防止因溫度變化或濕度影響等環(huán)境因素而導致誤觸發(fā)。
電感式傳感技術即使在有塵土、 油污或潮氣的環(huán)境中也可實現(xiàn)可靠而準確的感應， 因此非常適合嚴苛或臟污的環(huán)境。 固態(tài)開關消除了磁簧、 機械或接觸開關常會引發(fā)的失敗。 與同類競爭產(chǎn)品不同的是， LDC0851 無需使用磁體， 而且不受直流磁場的影響。

堆疊線圈和并排線圈有什么區(qū)別？

如圖 1 所示，并排布置可實現(xiàn)最大靈敏度，并且很容易用于兩層印刷電路板 (PCB)。從 WEBENCH 工具導出兩個相同的線圈并將它們連接到一個 PCB 上是一種足夠的并排線圈實現(xiàn)。

另一種布置是堆疊線圈布置，其中線圈在四層 PCB 上相互堆疊。將感應線圈置于頂部可確保目標對感應線圈電感的影響始終強于對參考線圈電感的影響。這種方法通常用于空間受限的接近感應應用，例如門開/關檢測。

圖 1：并排線圈布置（左）與堆疊線圈布置（右）

如何使用 WEBENCH Coil Designer 設計堆疊線圈？

要使用WEBENCH Coil Designer設計堆疊線圈，請遵循圖 2 中所示的五個步驟。

圖 2：在 WEBENCH Coil Designer 中設計堆疊線圈的五個步驟

您可以將線圈導出為以下任何 CAD 格式：

· Altium 設計師。

· 節(jié)奏快板 16.0-16.6。

· CadSoft EAGLE PCB（v6.4 或更新版本）。

· 設計火花印刷電路板。

· 導師圖形墊 PCB。

我使用了默認設置，代表LDC0851 評估模塊上的線圈。這種配置特別適合感測較大的目標。請注意，如果您正在感應小目標（例如螺絲頭）的存在，則應增加更多匝數(shù)，以使線圈填充比 (d IN /d OUT ) 小于 0.3。

圖 3 顯示了 Altium Designer 中的布局。頂層和中間層 1 包含感應線圈，而參考線圈從中間層 2 跨越到底層。

圖 3：Altium Designer 格式的成品線圈

切換點在哪里？

最大開關點與線圈直徑成比例。您可以使用 ADJ 引腳降低切換點以微調(diào)切換距離。對于堆疊線圈，將 LDC0851 置于閾值調(diào)整模式。圖 4 顯示了我設計的 20mm 堆疊線圈的開啟和關閉點。對于 1 的 ADJ 設置，最大切換距離約為 6.8 毫米，對于 15 的 ADJ 設置，最大切換距離可縮小至約 1.2 毫米。

圖 4：閾值設置和釋放點

為感應開關應用設計堆疊線圈不需要花費太多時間。按照我在這篇文章中描述的方法，您可以在不到五分鐘的時間內(nèi)設計一個線圈并將其導出到您選擇的 PCB CAD 工具中。

您覺得我們用于感應傳感的 WEBENCH 工具有用嗎？是否有其他 WEBENCH 工具功能可以讓您的 LDC 系統(tǒng)設計更容易？