TDK推出高速電機用霍爾效應位置傳感器

· TDK 借助經優化的傳感器來擴展其創新抗雜散磁場傳感器產品系列，適用于高速、低延遲電機位置應用場景

· 極端惡劣的機械和電氣條件下仍具備一流的測角精度性能

· 完全符合 ISO 26262 ASIL C 功能安全指導條例

2023 年 4 月 18 日

TDK 株式會社 推出了 Micronas Fast 2D 霍爾效應位置傳感器系列 HAL 302X，以滿足汽車和工業應用場景對抗雜散磁場電機位置檢測以及對符合 ISO/26262 標準的開發的需求。這個新型傳感器系列最初包含兩個成員：HAL 3020 和 HAL 3021，具有差分和單端正弦和余弦模擬輸出，適用于外部微控制器/ECU 的標準角度計算。HAL 3020 適用于電泵或電動閥門等高性價比應用場景。針對這些類型的應用場景，該傳感器可以輕松與 TDK 的 Micronas 嵌入式電機控制器產品系列集成，以實現更精確、更安全的電機控制。HAL 3021 適合要求嚴苛的高速傳感應用場景，如電動助力轉向、電機（e 軸）、電動制動助力器和機電制動（EMB）。*樣品現已面市，計劃于 2024 年上半年開始生產。

HAL 302x 傳感器可以通過評估垂直磁場分量（BZ）來測量 360°的完整旋轉角度。HAL 3020 使用三個水平霍爾板陣列，而 HAL 3021 使用六個。這兩種傳感器均能抑制外部直流和交流雜散場（ISO 11452-8）。通過設備內部計算抑制刺激信號中的諧波干擾，一個簡單且經濟高效的同軸（軸端）配置的兩極鐵氧體磁鐵足以測量絕對角位置。固有的雜散場穩健性消除了對昂貴的磁屏蔽和使用更強的靶磁體的需求。這為用于混合動力和電動汽車的下一代電機的設計和生產提供了更大的靈活性。

HAL 3021 的一個關鍵優勢在于，該設備針對靜態和動態機械失調提供了一流的穩健性，例如離軸位移、氣隙變化和傾斜。這可以確保電機在其使用壽命內的高度可靠性和高效的磁場定向控制力。為了降低 ECU 的負載，傳感器可以對主要傳感器和系統級的非理想因素進行片上補償，如正弦和余弦幅角不匹配、偏移誤差、（絕對）0 角度誤差和正交誤差。

根據 ISO 26262 標準，HAL 302X 已定義為獨立安全元件（SEooC）ASIL C 級，支持高達 ASIL D 級的系統級集成。該傳感器集成了各種安全監控功能，有助于提高診斷覆蓋率，并簡化 ECU 端的外部安全監管。該傳感器的工作結溫范圍在 -40℃ 至 +170℃ 之間，并采用小型八針 SOIC8 SMD 包裝。

術語表

· 雜散場補償：現代霍爾效應傳感器必須對混合動力或電動汽車（xEV）中的電機或電源線產生的干擾場不敏感

主要應用場景*

· 安全相關環境中的無刷直流（BLDC）和永磁同步電機（PMSM）換向

· 電動制動助力器

· 機電制動（EMB）

· 離合器和變速器執行器

· 起動機/發電機系統

· 電泵

· 電動閥門

主要功能和優勢**

· 高速 360°非接觸式測角

· 抗直流和交流雜散場的穩健性（依照 ISO 11452-8:2015)

· 依照 ISO 26262:2018 的 SEooC ASIL C 級，支持功能安全應用場景（該設備可集成至汽車安全相關系統中，最高可達 ASIL D 級）

· EMC 穩健的差分和單端 SIN/COS 模擬輸出信號

· 片上校準功能和集成的安全監控減少了 ECU 層面的工作量

· 客戶可編程的寬磁場范圍在 5 至 250 mT 之間，可根據不同的機械要求和磁場進行調整

· 工作電壓為 3.0 V 至 5.5 V

· 高達 150,000 rpm 的應用場景快速響應時間和高輸出帶寬

· 工作結點溫度范圍在 -40℃ 至 +170℃ 之間

· 通過傳感器的輸出引腳進行編程。可在模塊級編程，無需額外的編程引腳

· 過壓和反向電壓保護

主要數據