电感式感应：WEBENCH® Coil Designer 现在设计用于开关应用的堆叠线圈

在我的上一篇文章中，我逐步展示了WEBENCH® Coil Designer如何为电感传感应用生成传感器计算机辅助设计 (CAD) 文件。此方法适用于 LDC1614 等单线圈电感式传感器，但 LDC0851 电感式开关需要两个传感器，可以并排或堆叠。

随着最新的 WEBENCH 更新，不再需要手动绘制线圈；WEBENCH Coil Designer 可在五分钟内完成线圈设计。今天，我将向您展示如何在 WEBENCH 工具中设计堆叠线圈。

先了解一下，LDC0851 是一款近距离感应开关， 是存在检测、 事件计数和简易按钮等应用的理想选择。
当导电物体进入感应线圈的接近范围内时将触发开关。该器件包含的滞后功能可保证一个可靠的开关阈值， 从而不受机械振动的影响。 差分实现方案可防止因温度变化或湿度影响等环境因素而导致误触发。
电感式传感技术即使在有尘土、 油污或潮气的环境中也可实现可靠而准确的感应， 因此非常适合严苛或脏污的环境。 固态开关消除了磁簧、 机械或接触开关常会引发的失败。 与同类竞争产品不同的是， LDC0851 无需使用磁体， 而且不受直流磁场的影响。

堆叠线圈和并排线圈有什么区别？

如图 1 所示，并排布置可实现最大灵敏度，并且很容易用于两层印刷电路板 (PCB)。从 WEBENCH 工具导出两个相同的线圈并将它们连接到一个 PCB 上是一种足够的并排线圈实现。

另一种布置是堆叠线圈布置，其中线圈在四层 PCB 上相互堆叠。将感应线圈置于顶部可确保目标对感应线圈电感的影响始终强于对参考线圈电感的影响。这种方法通常用于空间受限的接近感应应用，例如门开/关检测。

图 1：并排线圈布置（左）与堆叠线圈布置（右）

如何使用 WEBENCH Coil Designer 设计堆叠线圈？

要使用WEBENCH Coil Designer设计堆叠线圈，请遵循图 2 中所示的五个步骤。

图 2：在 WEBENCH Coil Designer 中设计堆叠线圈的五个步骤

您可以将线圈导出为以下任何 CAD 格式：

· Altium 设计师。

· 节奏快板 16.0-16.6。

· CadSoft EAGLE PCB（v6.4 或更新版本）。

· 设计火花印刷电路板。

· 导师图形垫 PCB。

我使用了默认设置，代表LDC0851 评估模块上的线圈。这种配置特别适合感测较大的目标。请注意，如果您正在感应小目标（例如螺丝头）的存在，则应增加更多匝数，以使线圈填充比 (d IN /d OUT ) 小于 0.3。

图 3 显示了 Altium Designer 中的布局。顶层和中间层 1 包含感应线圈，而参考线圈从中间层 2 跨越到底层。

图 3：Altium Designer 格式的成品线圈

切换点在哪里？

最大开关点与线圈直径成比例。您可以使用 ADJ 引脚降低切换点以微调切换距离。对于堆叠线圈，将 LDC0851 置于阈值调整模式。图 4 显示了我设计的 20mm 堆叠线圈的开启和关闭点。对于 1 的 ADJ 设置，最大切换距离约为 6.8 毫米，对于 15 的 ADJ 设置，最大切换距离可缩小至约 1.2 毫米。

图 4：阈值设置和释放点

为感应开关应用设计堆叠线圈不需要花费太多时间。按照我在这篇文章中描述的方法，您可以在不到五分钟的时间内设计一个线圈并将其导出到您选择的 PCB CAD 工具中。

您觉得我们用于感应传感的 WEBENCH 工具有用吗？是否有其他 WEBENCH 工具功能可以让您的 LDC 系统设计更容易？