TDK bringt neuen Störfeld-robusten 3D HAL^®-Positionssensor mit SPC-Schnittstelle auf den Markt

• Hall-Effekt-basierter 3D-Positionssensor mit SPC-Schnittstelle und aktiver Störfeldkompensation
• Erfassung des Lenkwinkels durch Störfeld-robuste 360-Grad-Winkelmessung^*

30. September 2020

Die TDK Corporation kündigt die Portfolioerweiterung der Micronas masterHAL^®-Sensorfamilie durch die Einführung des neuen, Störfeld-robusten 3D HAL^®-Positionssensors HAL 3970 für Automobil- und Industrieanwendungen an. Der neue Sensor erlaubt eine hochgenaue Winkelmessung von 0 bis 360 Grad sowie eine lineare Positionserfassung. Zur Übertragung der berechneten Positionsinformationen werden Short PWM Code Frames (SPC) verwendet. SPC ist eine Erweiterung des Standard-SENT-Protokolls gemäß SAE J2716, wobei der Triggerimpuls einer externen ECU die Datenübertragung startet. Unterstützt werden Punkt-zu-Punkt-Verbindungen sowie der Ein-Draht-Bus-Modus mit bis zu vier Sensoren. Zeittakt, Frame-Format, Triggermodus, Slow-Channel-Format, Rolling Counter und weitere Parameter sind leicht konfigurierbar. Der HAL 3970 kann zur Störfeld-kompensierten Lenkwinkelerfassung eingesetzt werden^*. Muster werden im Laufe des vierten Quartals 2020 verfügbar sein.

Alle Sensoren der HAL 39xy-Familie basieren auf der patentierten 3D HAL-Pixelzellentechnologie^**. Der HAL 3970 nutzt eine spezielle Anordnung der Hall-Platten zur hochgenauen Messung von vertikalen und horizontalen Magnetfeldkomponenten. Aufgrund dieser besonderen Anordnung erfasst der Sensor Winkel bis zu 360 Grad und kompensiert die Wirkung externer magnetischer Störfelder. Zur Bestimmung eines Drehwinkels ist lediglich ein einfacher zweipoliger Magnet erforderlich. Zur Messung am Ende einer rotierenden Welle sollte der Magnet idealerweise über dem empfindlichen Sensorbereich platziert werden. Außerdem unterstützt der Sensor Störfeld-sichere Messungen neben der Wellenachse.

Die On-Chip-Signalverarbeitung des HAL 3970 berechnet einen Winkel aus den einzelnen Magnetfeldkomponenten und gibt ihn als Digitalwert aus. Der Sensor verfügt über einen leistungsfähigen DSP und einen eingebetteten Mikrocontroller. Der DSP ist für die schnelle Signalverarbeitung verantwortlich, während der Mikrocontroller die Schnittstellenkonfiguration übernimmt und die Funktionale Sicherheit gewährleistet. Wichtige Kennwerte, wie Verstärkung, Offset und Referenzposition können durch die Programmierung des nichtflüchtigen Speichers an den Magnetkreis angepasst werden. HAL 3970 ist definiert als SEooC (Safety Element out of Context) ASIL B ready, gemäß ISO 26262. Der HAL 3970 ist im SOIC8-SMD-Gehäuse erhältlich.

Glossar

• 3D HAL^®-Pixelzelle: Ermöglicht die direkte Messung von Magnetfeldern in drei Richtungen X, Y, Z.
• Störfeldkompensation: Moderne Hall-Effekt-Sensoren müssen unempfindlich gegen Störfelder sein, die von E-Motoren oder Stromleitungen in Hybrid (xHEV)- oder Elektrofahrzeugen (xEV) erzeugt werden.

Hauptanwendungen^*

• Lenkwinkelerfassung
• Linear Wegmessung in Getriebesystemen oder Kupplungsanwendungen

Haupteigenschaften und Vorteile^***

• Positionserkennung mit Störfeldkompensation (Linear und Rotation bis 360°) für ISO 11452-8-Anforderungen
• Kompensation von Gradientenstörfeldern bei 180°-Rotationsanwendungen
• Übertragung von Positions- und Temperaturdaten inklusive Absicherung der Übertragung über eine Rolling Counter
• SPC mit seriellem Sekundär Kanal mit 12-Bit-Nachrichtenformat einschließlich Temperaturinformationen
• Verschiedene SPC-Triggermodi (konstante/variable Länge und kurzer Triggerimpuls (Punkt-zu-Punkt))
• Programmierung über den Ausgangs-Pin des Sensors bei minimaler Versorgungsspannung
• SEooC ASIL B ready gemäß ISO 26262 zur Unterstützung von Anwendungen mit Funktionaler Sicherheit
• Großer Versorgungsspannungsbereich: 3,0 V… 16 V
• Abtastfrequenz von bis zu 16 kSps
• Dank des großen Umgebungstemperaturbereichs von –40 °C bis 150 °C für Automobilanwendungen geeignet

Kenndaten

* Jegliche Erwähnung unserer Produkte für Zielanwendungen erfolgt ohne Zusage auf Realisierbarkeit. Diese muss zunächst auf Systemebene überprüft werden.
** Der HAL 39xy verwendet Lizenzen des Fraunhofer Instituts für Integrierte Schaltungen (IlS).
*** Alle Betriebsparameter müssen für jede Kundenanwendung von technischen Experten des Kunden validiert werden.

Über die TDK Corporation
Die TDK Corporation mit Sitz in Tokio, Japan, ist ein weltweit führender Anbieter elektronischer Lösungen für eine smarte Gesellschaft. Basierend auf seinen umfassenden Materialkompetenzen fördert TDK unter der Devise „Attracting Tomorrow“ an der Spitze der technologischen Evolution den Wandel der Gesellschaft. Das Unternehmen wurde 1935 gegründet, um Ferrite zu vermarkten, die für die Herstellung von elektronischen und magnetischen Produkten Schlüsselmaterialien sind. Das umfassende, innovationsgetriebene Produktsortiment von TDK reicht von passiven Bauteilen wie Keramik-, Aluminium-Elektrolyt- und Folienkondensatoren bis zu magnetischen, Hochfrequenz-, Piezo- und Schutzbauelemente. Das Produktspektrum umfasst außerdem Sensoren und Sensorsysteme, z.B. Temperatur- und Drucksensoren sowie magnetische und MEMS-Sensoren. Außerdem liefert TDK Spannungsversorgungen und Energiekomponenten, Magnetköpfe und mehr. Diese Produkte werden unter den Marken TDK, EPCOS, InvenSense, Micronas, Tronics und TDK-Lambda vertrieben. TDK konzentriert sich auf anspruchsvolle Märkte in den Bereichen der Automotive-, Industrie- und Consumer-Elektronik sowie der Informations- und Kommunikationstechnik. Das Unternehmen verfügt über Entwicklungs- und Fertigungsstandorte sowie Vertriebsniederlassungen in Asien, Europa, Nord- und Südamerika. Im Geschäftsjahr 2020 erzielte TDK einen Umsatz von 12,5 Milliarden USD und beschäftigte rund 107.000 Mitarbeiter weltweit.

Über TDK-Micronas
TDK-Micronas ist das Kompetenzzentrum für Magnetfeldsensoren und CMOS-Integration innerhalb der TDK Gruppe. TDK-Micronas verfügt über mehr als 25 Jahre Erfahrung in der standorteigenen Herstellung von Halbleitern für Sensor- und Aktuator-Lösungen. Im Jahr 1993 gelang es dem Unternehmen als Erstem einen Hall-Effekt-Sensor in CMOS-Technologie zu fertigen. Seitdem hat TDK-Micronas insgesamt über fünf Milliarden Hall-Sensoren an den Automobil- und Industriemarkt ausgeliefert. Die operative Zentrale befindet sich in Freiburg im Breisgau. Derzeit beschäftigt TDK-Micronas rund 1.000 Mitarbeiter.

Den Text dieser Meldung sowie Bilder dazu können Sie unter https://www.micronas.tdk.com/de/tradenews/pr2003 herunterladen.
Weitere Informationen über die Produkte finden Sie unter https://www.micronas.tdk.com/de/produkte/direktwinkel-sensoren/hal-39xy.