磁传感器

TDK为高要求的电动车电机控制应推出高速的 TMR前端IC

Nov 10, 2022 - Trade News - PR2203

  • 新型的TMR模拟前端ASA 2310为TMR桥角度传感器提供了优化的信号调节,以及增强的应用补偿功能和安全监控
  • 基于ASA 2310的转子位置传感方案具有高鲁棒性的输出缓冲,为遥感应用提供易用的差分或者单端SIN/COS输出,具有一流的电磁兼容表现。
  • 与感应式旋转变压器相比,基于TAS系列和ASA 2310的模拟TMR传感器的转子位置传感解决方案提供了更小、更灵活的传感系统

2022 年11月10日

TDK公司为现有的TMR传感器产品组合补充了新的Micronas信号调节集成电路(IC)ASA 2310,用于高速汽车和工业电机应用。ASA2310是一款温漂低、噪声低、客户可编程的TMR前端IC,具有差分或单端SIN/COS输入和模拟输出。ASA 2310样品现已可提供。计划于2023年底开始生产。

ASA 2310 被设计为高精度模拟信号TAS系列TMR传感器的接口。传感器由ASA 2310供电和监控,检测x-y平面中的磁场方向,并提供SIN/COS模拟电压输出,用作ASA 2310的输入。ASA 2310的传感器接口和信号调节针对TMR桥信号进行了优化。通过对ASA 2310的非易失性存储器进行编程,可以使用集成信道调整增益、偏置、(绝对)0角度和正交性等主要特性。不同的粗调设置确保产品可以支持TDK的各种TMR全桥和半桥。ASA 2310经放大的单端或差分端输出信号可通过外部A/D转换器和电子控制单元(ECU)以非常高的精度计算磁体的旋转角度。

基于ASA 2310的新型转子位置传感解决方案可在上至650000 rpm的高转速下提供高分辨率和精确的位置测量。这使得高速电机能够最大化扭矩并提高效率,这对于混合动力和电动车辆获得最大行驶里程至关重要。此外,传感器系统配置独立于电机极对数量工作,因此不需要复杂的硬件更改,这是相对于感应式旋转变压器技术的主要优势。这为未来混合动力和电动动力系统的开发提供了更多的灵活性。

凭借其过压和反极性保护(+/-18V),ASA2310具有出色的电气鲁棒性。与现成的放大器IC相比,ASA 2310更适合高安全要求的应用,因为信号调节IC简化了外部电路,从而降低了FIT率。此外,总系统大小、物料清单和装配工艺成本都得到了降低。

根据ISO 26262,该产品被定义为SEooC(独立安全单元)ASIL B就绪。为了实现最有效的故障定位和消除,ASA 2310提供了超过97%的单点故障度量(SPFM),甚至超过了ASIL B分类的标准要求。如果ASIL分解应用到系统层面,本产品也能集成进ASIL D系统里。除了对IC本身和外部TMR桥进行各种集成安全监控外,ASA2310还具有可选和独特的无磁通自检功能,允许系统在正常操作开始之前测试设备内部的完整信号路径。在应用设置中,该测试可用于检查整个信号路径的完整性,包括接线、外部输出电容器和ECU。最后,安全监控的多样性有助于增加诊断覆盖率,简化ECU侧的外部安全监控。

“ASA 2310是一种高性能IC,它扩展了高精度模拟TMR传感器的功能,并减少了因传感器模块与ECU分离并通过长线束连接的远程应用设置所导致的噪声和伴生因素的影响,” TDK-Micronas磁性位置传感器产品市场经理Frederik Berstecher说道。 “当其与TDK的TMR TAS传感器系列相结合时,客户可以根据精度、EMC或功能安全要求在商业上扩展其应用设置,因为ASA 2310可以同时运行多达四个TMR半桥传感器。因此,基于ASA 2310的转子位置传感解决方案可用于各种高安全要求应用,如动力转向、制动助力器或牵引电机.”*

TMR TAS传感器有广泛的封装组合(单芯片、双芯片),ASA 2310信号调节IC采用非常紧凑的3 x 3mm DFN12 SMD封装。TDK可应要求提供带有磁设计和信号调节芯片组传感器的参考评估板。

术语

  • TMR:隧道磁阻
  • PMHF: Probabilistic Metric for Random Hardware Failures
  • SPFM: Single-Point Fault Metric
  • LFM: Latent Fault Metric

主要应用*

  • 无刷直流(BLDC)和永磁同步电机(PMSM)在安全相关环境中换向,传感器和ECU之间有长线束
  • 电动车辆牵引电机转子位置(BLDC, PMSM, PMSR,…)
  • 电动助力转向电机
  • 替代旋变
  • 制动助力器
  • 激光雷达镜

主要特点和效益**

  • 支持各种TDK的TMR全桥和半桥
  • 各种模拟输出配置
    - 差分或者单端SIN/COS模拟输出信号(无需解调)
    - 与电源电压相关的非比率或比率模拟输出
  • 具有即时片上校准和集成安全监控的固有信号调节减少了ECU侧的工作量
  • 优化的TMR信号调节,如输出增益、偏置、0度角和正交校正
  • 外部TMR桥的集成保护供电
  • 适用于上至650000 rpm的应用
  • 工作电源和监督电压:3 V至5.5 V
  • 绝对值最大电源电压:±18 V
  • 通过产品的输出引脚编程,无需额外的编程引脚
  • 低电耗
  • 针对从-40°C到160°C的汽车环境温度范围进行了优化,集成保护电路具有出色的ESD和EMC鲁棒性
  • ISO 26262开发:ASIL B就绪SEooC((PMHF、SPFM、LFM)根据ASIL C)
  • 尺寸小的DFN12 3x3 mm封装

主要数据

 
型号ASA 2310
封装DFN12 (3 x 3 mm)
输出格式单端或者差分SIN/COS模拟输出
角度误差***± 0.5°或以下(温度变化和供电变化下,并且没有外部补偿时)
延迟时间最大3µs
安全ASIL B就绪SEooC((PMHF、SPFM、LFM)根据ASIL C)

* 我们并不宣告我们所提及产品的目标应用适合任何用途,因为这必须在系统级别进行检查。
** 所有操作参数必须由客户的技术专家根据每个应用来验证
*** .使用TDK芯片组方案

关于TDK公司
TDK株式会社总部位于日本东京,是一家为智能社会提供电子解决方案的全球领先的电子公司。TDK建立在精通材料科学的基础上,始终不移地处于科技发展的最前沿并以“科技,吸引未来”,迎接社会的变革。公司成立于1935年,主营铁氧体,是一种用于电子和磁性产品的关键材料。TDK全面和创新驱动的产品组合包括无源元件,如陶瓷电容器、铝电解电容器、薄膜电容器、磁性产品、高频元件、压电和保护器件、以及传感器和传感器系统(如:温度和压力、磁性和MEMS传感器)。此外,TDK还提供电源和能源装置、磁头等产品。产品品牌包括TDK、爱普科斯(EPCOS)、InvenSense、Micronas、Tronics以及TDK-Lambda。TDK重点开展如汽车、工业和消费电子、以及信息和通信技术市场领域。公司在亚洲、欧洲、北美洲和南美洲拥有设计、制造和销售办事处网络。在2022财年,TDK的销售总额为156亿美元,全球雇员约为117,000人。

 

关于TDK-Micronas
TDK-是TDK集团内的磁传感器和CMOS集成的竞争力中心。TDK--Micronas在超过25年的传感器和执行器生产中保持优秀表现,在1993年成为了第一家将基于霍尔片的传感器与CMOS技术集成的公司。此后,TDK-Micronas向汽车和工业市场交付了超过五十亿霍尔传感器。运营总部位于德国弗莱堡。目前,TDK-Micronas 约有1000名员工。

 

如欲获取更多有关本产品资料请点击 https://www.micronas.tdk.com/en/products/tmr-angle-sensors/asa-23xy

地区媒体联系方式
地域 联系人 电话号码 邮件地址
全球 Julia ANDRIS 女士 TDK-Micronas 德国弗莱堡 +49 761 517 2531 mic-media@tdk.com

Downloads