如今智能手機已成生活剛需，用戶影像需求持續(xù)升級，大底傳感器、高速 AF、OIS 等配置不斷普及，大幅提升拍攝體驗。但影像控制系統(tǒng)愈發(fā)復雜，高功耗問題愈發(fā)突出。高功耗不僅加劇耗電、引發(fā)電量焦慮，拍攝高清照片與 4K 視頻時還易造成機身發(fā)熱，既影響握持手感，還會觸發(fā)過熱降頻、中斷拍攝，破壞創(chuàng)作體驗。

同時手機輕薄化設計趨勢下，高功耗加大散熱難度與成本，尤其超薄鏡頭發(fā)熱更明顯。因此，優(yōu)化影像驅動、降低功耗，既是保障續(xù)航的基礎，更是釋放高端影像性能的關鍵，艾為針對這類問題提供了新方案。

一、VCM控制系統(tǒng)功耗之殤

從馬達結構，結合控制方案差異來看，大致可以分為兩類：彈片類馬達和滾珠類（包含導桿式）馬達；兩種馬達有各自不同的功耗之殤：

1、彈片類馬達的“維持電流”損耗：

彈片類VCM依靠電磁力與彈片彈力的平衡實現(xiàn)鏡頭位置控制。當鏡頭到達目標位置并需要“保持”時，系統(tǒng)必須持續(xù)提供“維持電流”以抵消彈片的回彈力。在恒流驅動模式下（市面主流的驅動方案），傳統(tǒng)方案恒流源驅動電路工作在固定的外供電壓下，此時，即使負載電流I（即維持電流）不大，驅動電路本身也會因為恒流控制電路上的壓降而產(chǎn)生無謂的功率耗散,這種損耗在長時間保持狀態(tài)下累積顯著。

圖1 絕對無效功耗P vs 維持電流I

可知：恒流驅動在恒壓電路下，必然出現(xiàn)無謂的功耗損失，且功耗損失和維持電流呈倒扣二次曲線關系。

2、滾珠類馬達的“靜摩擦”挑戰(zhàn)：

滾珠類利用滾珠或軸承結構實現(xiàn)鏡頭的懸浮支撐。此類馬達在靜止狀態(tài)下存在“靜摩擦力”。在實際的運動控制中，為了克服靜摩擦并啟動鏡頭移動，系統(tǒng)需要瞬間提供較大的電流脈沖。然而，在鏡頭到達目標位置并進入“保持”狀態(tài)后，理論上不需要電流維持位置（靠摩擦力或其他機械力自鎖）。但傳統(tǒng)控制系統(tǒng)往往無法精細區(qū)分“啟動”和“保持”狀態(tài)，或者為了維持環(huán)路穩(wěn)定性，即使在保持狀態(tài)下也可能維持一個并非絕對必要的電流水平，以隨時準備克服靜摩擦力。這部分看似不大但持續(xù)存在的“保持電流”同樣會在驅動電路上產(chǎn)生損耗。

二、VCM場景Awinic低功耗解決方案

艾為電子深耕手機核心器件領域，深刻洞察上述行業(yè)痛點，并通過持續(xù)的技術創(chuàng)新，在VCM驅動效率提升方面取得了顯著突破。我們的方案正是針對這些根源性問題展開：

1、動態(tài)調(diào)壓方案賦能：按需供電，精準節(jié)能

針對維持電流，尤其是彈片類馬達恒流控制電路產(chǎn)生的損耗，艾為首創(chuàng)動態(tài)調(diào)壓方案：恒流動態(tài)調(diào)壓技術（SmartDynaVolt）。

該方案通過集成在驅動芯片內(nèi)部或與外部AP/MCU協(xié)同的預測算法，實時感知VCM所需的實際驅動電流。結合高效的調(diào)壓芯片（如BUCKBOOST），動態(tài)調(diào)整供給VCM驅動電路的電壓，實現(xiàn)“按需供電”。當負載電流降低時（如維持狀態(tài)），系統(tǒng)自動降低供電電壓，從而顯著減小驅動電路上的壓降損耗：

圖2 恒流驅動電路原理

實測收益：

在保證OIS性能（如SR值）不受影響的前提下，該技術可為OIS子系統(tǒng)不同場景節(jié)省30%~50%的功耗，在維持穩(wěn)定性的同時大幅降低能耗。特別適用于需要持續(xù)維持電流的彈片類AF/OIS控制系統(tǒng)。

Awinic支持動態(tài)調(diào)壓的VCM芯片有：

AW86033ACSR：

第二代高精度分離式OIS控制芯片，1.8V~3.6V動態(tài)調(diào)壓范圍，集成Awinic 2rd閉環(huán)控制算法。

AW86066CSR、AW86068CSR：

第二代高精度2~3軸集成式OIS控制芯片，1.5V~3.6V動態(tài)調(diào)壓范圍，支持Awinic最新算法和客戶算法二次開發(fā)集成。

AW86008CSR：

高精度4軸集成式OIS控制芯片，1.8V~3.6V動態(tài)調(diào)壓范圍，支持Awinic最新算法和客戶算法二次開發(fā)集成。

AW86022CSR：

第二代高精度閉環(huán)控制芯片，1.7V~3.6V動態(tài)調(diào)壓范圍，集成Awinic 2rd閉環(huán)控制算法。

AW86026CSR：

第二代高精度長行程閉環(huán)控制芯片，1.7V~3.6V動態(tài)調(diào)壓范圍，集成Awinic 2rd+閉環(huán)控制算法。

AW86026HCSR：

第二代高精度長行程大電流閉環(huán)控制芯片，1.7V~5.25V動態(tài)調(diào)壓范圍，支持300mA電流擋位，集成Awinic 2rd+閉環(huán)控制算法。

圖3OIS動態(tài)調(diào)壓系統(tǒng)框架

為匹配Awinic動調(diào)壓方案，我司針對性推出了專用的動態(tài)調(diào)壓DCDC芯片——AWP37702CSR：

輸入電壓范圍：2.2V ~ 5.5V

輸出電壓范圍：1.4V ~ 4.575V

支持動態(tài)電壓調(diào)節(jié)控制(斜率:2V/ms, 5V/ms, 10V/ms, 20V/ms

自動選擇PFM模式和強制PWM模式

不同工況最大連續(xù)輸出電流：800mA~1.5A

封裝：WLCSP 1.3mmX1.3mm-9B

圖4 AWP37702CSR典型應用原理圖

智能算法加持：場景優(yōu)化，深度休眠

(尤其針對滾珠類馬達的保持狀態(tài))

特定場景痛點：

在類滾珠馬達應用場景，由于維持一個保持電流抵抗不必要的靜摩擦力產(chǎn)生的功耗損失，艾為開發(fā)了SmartHolding智能算法。該算法通過創(chuàng)新的算法控制環(huán)路機制，顯著降低不必要的用于抵抗靜摩擦力的驅動電流，進而顯著降低功耗。

實測收益：

測試數(shù)據(jù)顯示，采用SmartHolding算法后，滾珠類馬達的Holding狀態(tài)電流可從大幅度，實現(xiàn)了近乎“深度休眠”的超低功耗狀態(tài)。這直接解決了滾珠類馬達因靜摩擦擔憂而產(chǎn)生的保持電流浪費問題。

表1 SmartHolding算法實測效果

前述支持動態(tài)調(diào)壓的VCM控制

和SmartHolding算法的芯片有：

AW86066CSR、AW86068CSR、AW86008CSR、AW86022CSR、

AW86026CSR、AW86026HCSR等。

三、VCM場景Awinic低功耗解決方案長期探索

長遠看，Awinic會持續(xù)在VCM低功耗控制技術上探索更優(yōu)的解決方案：優(yōu)化馬達控制性能的同時，極致降低功耗代價。除本文描述的動態(tài)調(diào)壓和智能算法外，Awinic將在PWM控制和先進制程降低基底電流方向上持續(xù)投入并產(chǎn)品化，為行業(yè)提供更多的低功耗VCM控制解決方案。