ZHCAC51A February   2017  – February 2023 LDC2112 , LDC2114 , LDC3114 , LDC3114-Q1

 

  1.   适用于 HMI 按钮应用的电感式触控系统设计指南
  2. 1机械设计
    1. 1.1 工作原理
    2. 1.2 按钮结构
    3. 1.3 机械偏转
    4. 1.4 影响灵敏度的机械因素
      1. 1.4.1 目标材料选择
        1. 1.4.1.1 材料刚度
        2. 1.4.1.2 材料导电性
      2. 1.4.2 按钮几何形状
      3. 1.4.3 目标和传感器之间的间距
    5. 1.5 触控按钮层堆叠
      1. 1.5.1 导电表面
      2. 1.5.2 非导电表面
    6. 1.6 传感器安装参考
    7. 1.7 传感器安装技术
      1. 1.7.1 基于粘合剂
      2. 1.7.2 基于弹簧
      3. 1.7.3 基于插槽
    8. 1.8 机械隔离
  3. 2传感器设计
    1. 2.1 概述
      1. 2.1.1 传感器电气参数
      2. 2.1.2 传感器频率
      3. 2.1.3 传感器 RP 和 RS
      4. 2.1.4 传感器电感
      5. 2.1.5 传感器电容
      6. 2.1.6 传感器品质因数
    2. 2.2 电感式触控
    3. 2.3 LDC211x/LDC3114 设计边界条件
    4. 2.4 传感器物理结构
      1. 2.4.1 传感器物理尺寸
      2. 2.4.2 传感器电容器位置
      3. 2.4.3 屏蔽 INn 走线
      4. 2.4.4 屏蔽电容
      5. 2.4.5 CCOM 容值调整
      6. 2.4.6 多层设计
        1. 2.4.6.1 传感器寄生电容
      7. 2.4.7 传感器垫片
      8. 2.4.8 传感器加固基板
      9. 2.4.9 跑道式电感器形状
    5. 2.5 示例传感器
  4. 3总结
  5. 4修订历史记录

2.4.6 多层设计

传感器的电感是面积、绕组数量和目标距离的函数。对于许多电感式触控应用，按钮的物理尺寸需要为直径 3mm 或更小。较小传感器的总电感较低，可能导致传感器频率超出 LDC 的设计范围。使用多层交替旋转传感器时，由于各层之间存在额外的互感，因此总电感明显高于单层设计。

GUID-798C6A2E-E82B-4211-92F5-660E74FDA2A6-low.png图 2-8 2 层传感器设计

对于大多数应用而言，2 层或 4 层设计就已足够。虽然与几何形状类似的 2 层传感器相比，4 层传感器更复杂且成本更高，但 LDC211x 和 LDC3114 可以有效地驱动物理尺寸更小的 4 层传感器，如#GUID-1D47ED31-A7E1-4356-B584-99B68CC4AF6D/T4726003-68 所示。

使用单层传感器通常效果不佳，因为多层传感器中各层之间的相互耦合会显著增加传感器电感。此外，需要通过第二条布线将传感器电流从传感器中心引回 LDC。

表 2-1 近似最小传感器宽度与制造限制
各匝之间的可用间距层数最小过孔尺寸最小传感器宽度
4mil (0.1016mm)215mil (0.4mm)2.85mm
4mil (0.1016mm)415mil (0.4mm)2.30mm
3mil (0.076mm)215mil (0.4mm)2.05mm
3mil (0.076mm)415mil (0.4mm)1.91mm
2mil (0.051mm)215mil (0.4mm)1.65mm
2mil (0.051mm)415mil (0.4mm)1.53mm
2mil (0.051mm)412mil (0.305mm)1.38mm

目标距离为 0.2mm 时固定 8mm 传感器长度的最小传感器宽度。尚未对这些传感器进行性能评估。这些传感器假设各层之间的电介质厚度为 1mil (25μm)。