【技术帖】拍照发热、掉电快？动态调压 +艾为SmartHolding智能算法，从根源解决VCM功耗痛点

如今智能手机已成生活刚需，用户影像需求持续升级，大底传感器、高速 AF、OIS 等配置不断普及，大幅提升拍摄体验。但影像控制系统愈发复杂，高功耗问题愈发突出。高功耗不仅加剧耗电、引发电量焦虑，拍摄高清照片与 4K 视频时还易造成机身发热，既影响握持手感，还会触发过热降频、中断拍摄，破坏创作体验。

 

同时手机轻薄化设计趋势下，高功耗加大散热难度与成本，尤其超薄镜头发热更明显。因此，优化影像驱动、降低功耗，既是保障续航的基础，更是释放高端影像性能的关键，艾为针对这类问题提供了新方案。

 

一、VCM控制系统功耗之殇
 

 

从马达结构，结合控制方案差异来看，大致可以分为两类：弹片类马达和滚珠类（包含导杆式）马达；两种马达有各自不同的功耗之殇：

 

1、弹片类马达的“维持电流”损耗： 

 

弹片类VCM依靠电磁力与弹片弹力的平衡实现镜头位置控制。当镜头到达目标位置并需要“保持”时，系统必须持续提供“维持电流” 以抵消弹片的回弹力。在恒流驱动模式下（市面主流的驱动方案），传统方案恒流源驱动电路工作在固定的外供电压下，此时，即使负载电流I（即维持电流）不大，驱动电路本身也会因为恒流控制电路上的压降而产生无谓的功率耗散, 这种损耗在长时间保持状态下累积显著。

 

图1 绝对无效功耗P vs 维持电流I

 

 

可知：恒流驱动在恒压电路下，必然出现无谓的功耗损失，且功耗损失和维持电流呈倒扣二次曲线关系。

 

2、滚珠类马达的“静摩擦”挑战： 

 

滚珠类利用滚珠或轴承结构实现镜头的悬浮支撑。此类马达在静止状态下存在“静摩擦力”。在实际的运动控制中，为了克服静摩擦并启动镜头移动，系统需要瞬间提供较大的电流脉冲。然而，在镜头到达目标位置并进入“保持”状态后，理论上不需要电流维持位置（靠摩擦力或其他机械力自锁）。但传统控制系统往往无法精细区分“启动”和“保持”状态，或者为了维持环路稳定性，即使在保持状态下也可能维持一个并非绝对必要的电流水平，以随时准备克服静摩擦力。这部分看似不大但持续存在的“保持电流”同样会在驱动电路上产生损耗。

 

 

二、VCM场景Awinic低功耗解决方案
 

 

艾为电子深耕手机核心器件领域，深刻洞察上述行业痛点，并通过持续的技术创新，在VCM驱动效率提升方面取得了显著突破。我们的方案正是针对这些根源性问题展开：

 

1、动态调压方案赋能：按需供电，精准节能 

 

针对维持电流，尤其是弹片类马达恒流控制电路产生的损耗，艾为首创动态调压方案： 恒流动态调压技术（SmartDynaVolt）。

 

该方案通过集成在驱动芯片内部或与外部AP/MCU协同的预测算法，实时感知VCM所需的实际驱动电流。结合高效的调压芯片（如BUCKBOOST），动态调整供给VCM驱动电路的电压，实现“按需供电”。当负载电流降低时（如维持状态），系统自动降低供电电压，从而显著减小驱动电路上的压降损耗：

 

 

 

图2 恒流驱动电路原理

 

实测收益：

在保证OIS性能（如SR值）不受影响的前提下，该技术可为OIS子系统不同场景节省30%~50%的功耗，在维持稳定性的同时大幅降低能耗。特别适用于需要持续维持电流的弹片类AF/OIS控制系统。

 

 

Awinic支持动态调压的VCM芯片有：

AW86033ACSR：

第二代高精度分离式OIS控制芯片，1.8V~3.6V动态调压范围，集成Awinic 2rd闭环控制算法。

 

AW86066CSR、AW86068CSR：

第二代高精度2~3轴集成式OIS控制芯片，1.5V~3.6V动态调压范围，支持Awinic最新算法和客户算法二次开发集成。

 

AW86008CSR：

高精度4轴集成式OIS控制芯片，1.8V~3.6V动态调压范围，支持Awinic最新算法和客户算法二次开发集成。

 

AW86022CSR：

第二代高精度闭环控制芯片，1.7V~3.6V动态调压范围，集成Awinic 2rd闭环控制算法。

 

AW86026CSR：

第二代高精度长行程闭环控制芯片，1.7V~3.6V动态调压范围，集成Awinic 2rd+闭环控制算法。

 

AW86026HCSR：

第二代高精度长行程大电流闭环控制芯片，1.7V~5.25V动态调压范围，支持300mA电流挡位，集成Awinic 2rd+闭环控制算法。

 

 

 

 

 

 

图3 OIS动态调压系统框架

 

 

为匹配Awinic动调压方案，我司针对性推出了专用的动态调压DCDC芯片——AWP37702CSR：

 

输入电压范围：2.2V ~ 5.5V

输出电压范围：1.4V ~ 4.575V

支持动态电压调节控制(斜率:2V/ms, 5V/ms, 10V/ms, 20V/ms

自动选择 PFM 模式和强制 PWM 模式

不同工况最大连续输出电流：800mA~1.5A

封装：WLCSP 1.3mmX1.3mm-9B

 

 

 

图4 AWP37702CSR典型应用原理图

 

 

 

智能算法加持：场景优化，深度休眠 

(尤其针对滚珠类马达的保持状态)

 

特定场景痛点：

 

在类滚珠马达应用场景，由于维持一个保持电流抵抗不必要的静摩擦力产生的功耗损失，艾为开发了SmartHolding智能算法。该算法通过创新的算法控制环路机制，显著降低不必要的用于抵抗静摩擦力的驱动电流，进而显著降低功耗。

 

 

实测收益： 

 

测试数据显示，采用SmartHolding算法后，滚珠类马达的Holding状态电流可从大幅度，实现了近乎“深度休眠”的超低功耗状态。这直接解决了滚珠类马达因静摩擦担忧而产生的保持电流浪费问题。

 

      表1 SmartHolding算法实测效果

 

前述支持动态调压的VCM控制

和SmartHolding算法的芯片有：

 

AW86066CSR、AW86068CSR、AW86008CSR、AW86022CSR、

AW86026CSR、AW86026HCSR等。

 

 

三、VCM场景Awinic低功耗解决方案长期探索

 

长远看，Awinic会持续在VCM低功耗控制技术上探索更优的解决方案：优化马达控制性能的同时，极致降低功耗代价。除本文描述的动态调压和智能算法外，Awinic将在PWM控制和先进制程降低基底电流方向上持续投入并产品化，为行业提供更多的低功耗VCM控制解决方案。