Programmierbare 3D-Sensorfamilie zur Positionsbestimmung inklusive Störfeldkompensation

HAL 39xy ist eine neue Generation von 3D-Positionssensoren von TDK-Micronas, die den Bedarf an Streufeld-robusten Positionssensoren (linear und Winkel) sowie die ISO 26262-konforme Entwicklung adressiert. Diese Sensorfamilie besteht aus verschiedenen Mitgliedern. Die Sensoren können sowohl einen 360°-Winkelbereich als auch lineare Bewegungen messen. HAL/R 3900 und HAL/C/R 3930 unterstützen optional eine 3D-Positionserfassung. Je nach Sensor ist es möglich, temperaturkompensierte Werte von B_X, B_Y, B_Z oder bis zu zwei berechnete Winkel zu übertragen. Der HAL 3980 ist ebenfalls in der Lage, die Winkelgeschwindigkeit zu übertragen. Alle Sensoren bieten eine Linearisierung mittels Stützstellen mit entweder 33 äquidistant verteilten Stützstellen oder 17 variablen Stützstellen. Die Sensoren messen die Position eines Magneten auf Basis der 3D-HAL^®-Technologie von TDK-Micronas. Die Sensoren sind in der Lage, externe magnetische Streufelder zu unterdrücken, indem sie ein Array von Hall-Elementen verwenden. Zur Messung eines Drehwinkels ist nur ein einfacher zweipoliger Magnet erforderlich. Auch Messungen neben der Achse sind möglich.

Die Sensoren sind als SEooC (Safety Element out of Context) ASIL B/C ready gemäß ISO 26262 definiert. Wichtige Eigenschaften wie Verstärkung und Offset, Referenzposition usw. können durch Programmierung des nichtflüchtigen Speichers an den Magnetkreis angepasst werden. Die Geräte sind für den Betrieb in einem Umgebungstemperaturbereich von -40 °C bis 150 °C ausgelegt. Die HAL 39xy-Bauelemente sind in einem sehr kleinen achtpoligen SOIC8-Gehäuse erhältlich. Die HAC 39xy-Sensoren werden in einem dreipoligen, bedrahteten TO92UF-Gehäuse geliefert. In diesem Gehäuse sind bis zu zwei Kondensatoren (max. 330 nF) zusammen mit dem Sensorchip integriert. Mit den integrierten Kondensatoren erfüllt der HAC 39xy die strengen ESD- (Systemebene) und EMV-Anforderungen und macht eine Leiterplatte überflüssig wodurch sich die Gesamtgröße und die Kosten des Systems verringern. Die HAR 39xy-Bauelemente sind in einem kleinen SSOP16-Gehäuse mit sechzehn Pins und vollständiger Redundanz erhältlich. Jeder Sensor enthält zwei unabhängige Dies, die übereinander angeordnet, mechanisch getrennt und elektrisch isoliert sind. Die beiden Dies messen nahezu das gleiche Magnetfeld und sorgen so für synchrone Ausgangssignale.

HAL 39xy Familienübersicht

HAL 3900 / HAR 3900: SPI, bis zu zwei Winkel oder Werte von B_X, B_Y und B_Z , Stromsparmodus mit Wake-up durch Magnetfeld / Änderung der Positionsinformation / Wake-up Pin, 16-bit Daten mit CRC und Rolling Counter, 5 MHz SPI

HAL 3930 / HAC 3930 / HAR 3930: PWM/SENT/Schalt-Ausgang, bis zu zwei Winkel, Push-pull oder Open-Drain-Ausgang, programmierbare Schaltschwellen (nur HAL 3930 / HAR 3930)

HAL 3960: PWM, ein Winklel, 2-Draht PWM,

HAL 3970: SPC (Short PWM Code), ein Winkel und Temperatur, Secure Rolling Counter, Enhanced 12-bit Serial Message

HAL 3980 / HAC 3980: PSI5 rev. 2.2, ein Winkel und Winkelgeschwindigkeit, PSI5 rev. 2.2, unterstützt Frames rev. 1.3, asynchroner Modus / synchroner paralleler und Universal Bus Mode / variabler Zeit-getriggerter Bus-Modus

HAR 3927: Redundanz durch Dual-Die-Konzept, Ratiometrischer Analogausgang / SENT-Schnittstelle, ein Winkel

Lizenzhinweis:
​HAL 39xy, HAR 39xy und HAC 39xy verwenden Lizenzen des Fraunhofer Instituts für Integrierte Schaltungen IIS.