转子马达和线性马达

转子马达和线性马达

AirCity 2019.10.26
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1 常用的手机马达类型

从原理上划分，手机上常用的马达分为转子马达和线性马达。
转子马达英文名为Eccentric Rotating Mass，简称ERM；
线性马达英文名为Linear Resonant Actuator，简称LRA。
两者形状如下：

转子马达通常有圆柱形(上图左)和纽扣形（和上右图长的一样哦）；
线性马达通常有长方体形（iphone的Haptics）和纽扣形（上图右）。

虽然转子马达和线性马达都能做成纽扣形，但是线性马达比较复杂，通常比转子马达要厚。

马达供应商通常有三洋，安和，金龙，玲珑，东磁，MPLUS，AAC, Bluecom等。

2 马达的功能

马达用于事件提醒，这些事件包括来电，短信，闹铃，危险报警，计时器，导航方向提醒等。

马达还用于交互反馈，例如开机解锁，虚拟按键，键盘输入，指纹识别，压力感应。在手游越来越多的今天，游戏中需要震动反馈的场景也越来越多，这让马达的应用场合越来越多。

3 基本原理

皮肤的感觉主要有如下几种，其中触觉，压觉，震动觉是广义触觉，由皮肤中的Paciniant小体感受。Paciniant小体对物体加速度非常敏感，震动器件就是产生加速度，刺激Paciniant小体产生“震动”的感觉。
 触觉
 压觉
 震动觉
 痛觉
 温度觉

3.1 转子马达

转子马达就是传统的马达，有定子和转子以及偏心轮。偏心轮的重量和转速决定了震动幅度和频率。转子马达供电通常为1V至5V，小尺寸圆柱形马达供电一般为2.7V，内阻35欧姆，如下是转子内部结构：

以三洋转子马达BRE-3728为例，其关键参数如下：

指标	参数	备注
工作电压	DC 2.3~3.2V
工作电流	90mA（Max）
启动电压	2.3V
内阻	33±6Ω
转速	14000rpm
机械噪音	50dB	距离10cm

转子马达为直流驱动，电压越高，震动频率越快，如果要停止震动，需要加一个反向电压。下图是一个典型的转子马达驱动电压波形。

3.2 线性马达

线性马达相当于把转子马达定子展平，转子在展平的定子上运动。举个形象的例子，磁悬浮列车就是转子，带线圈的轨道是定子。

通电后，转子在定子上运动，但在线性马达里，转子上有永磁体和配重，并且用弹簧与马达壳体连接。通电后，转子开始共振，也叫谐振。每个马达都有它的谐振频率，这个谐振频率也受马达实际应用场景的影响。

我们可以把手机上用的线性马达简单的理解为一个弹簧+配重+磁铁+线圈的，通电后配重被推出后吸回，也可以理解为抵抗或者释放弹簧的能量，形成共振。

线性马达供电为交流电，通常为2Vrms。驱动频率是马达的谐振频率。由于谐振特点，线性马达只要给与适当的驱动，即可实现震动效果，功耗比转子马达小，而且启动快。TI曾经做过测试，线性马达功耗是转子马达的一半。如果想要实现更好的触觉效果，可以搭配专用的马达驱动IC，产生快速的高压波形，获得更好的启动和停止速度。