TDK, EV 모터 제어 애플리케이션을 위한 고속의 TMR 프런트 엔드 IC 출시

• 새로운 TMR 아날로그 프런트 엔드 IC, ASA 2310은 안전감시를 포함한 향상된 애플리케이션 보상 기능을 포함하여 TMR 브릿지 각도센서에 최적화된 신호 컨디셔닝을 제공합니다. 
• 강력한 출력 버퍼가 있는 ASA 2310을 기반으로 하는 회전자 위치 감지 솔루션은 동급 최고의 EMC 성능으로 원격 감지 애플리케이션을 위해 사용하기 쉬운 차동 또는 단일 종단 SIN/COS 출력을 제공합니다. 
• TAS 제품군의 아날로그 TMR 센서와 ASA 2310을 기반으로 하는 로터 위치 감지 솔루션은 인덕티브 리졸버에 비해 더 작고 유연한 센서 시스템을 제공합니다.

2022 년 11 월 10 일

TDK Corporation은 고속 자동차 및 산업용 전기 모터 애플리케이션을 위한 새로운 Micronas 신호 조절 집적 회로 (IC) ASA 2310으로 기존 TMR 센서 포트폴리오를 추가하였습니다. ASA 2310은 차동 또는 단일 종단 SIN/COS 입력 및 아날로그 출력이 있는 저드리프트, 저잡음, 고객 프로그래밍 가능 TMR 프런트 엔드 IC입니다. 현재 ASA 2310 샘플을 사용할 수 있으며 생산 시작은 2023년 말 예정입니다.

ASA 2310은 TAS 제품군의 고정밀 아날로그 TMR 센서를 인터페이스할수 있도록 설계되었습니다. 센서는 ASA 2310에서 공급 및 모니터링하여 x-y 평면에서 자기장 방향을 감지하고 ASA 2310의 입력으로 사용되는 SIN/COS 아날로그 전압 출력을 제공합니다. ASA 2310의 센서 인터페이스 및 신호 조절은 다음과 같습니다. TMR-Bridge 신호에 최적화되어 있으며 게인, 오프셋, (절대) 0각도, 직교성과 같은 주요 특성은 ASA 2310의 비휘발성 메모리를 프로그래밍하여 통합 신호 경로를 사용하여 조정할 수 있습니다. 서로 다른 대략적인 게인 설정을 통해 장치가 다양한 TMR 전체를 지원할 수 있으며 TDK의 하프 브리지도 지원합니다. ASA 2310의 증폭된 단일 또는 차동 종단 출력 신호는 외부 A/D 변환기와 전자 제어 장치(ECU)에 의해 매우 높은 정확도로 자석의 회전 각도를 계산하는데 사용할수 있습니다.

ASA 2310을 기반으로 하는 새로운 로터 위치 감지 솔루션은 최대 650,000rpm의 매우 높은 회전 속도에서 고해상도와 정확한 위치 측정을 제공합니다. 이를 통해 고속 모터는 최대 주행거리를 확보하기 위해 하이브리드 및 전기 자동차에 필수적인 토크를 최대화하고 효율성을 높일 수 있습니다. 또한 센서 시스템 구성은 모터 극 쌍 수와 독립적으로 작동하므로 복잡한 하드웨어 변경이 필요하지 않으며, 이는 인덕티브  리졸버 기술보다 큰 장점입니다. 이는 미래의 하이브리드 및 전기 파워트레인 개발에 더 많은 유연성을 제공합니다.

과전압 및 역극성 보호(+/-18V) 기능을 갖춘 ASA 2310은 전기적 문제에 대한 탁월한 견고성을 제공합니다. 기존 증폭기 IC와 비교할 때 ASA 2310은 신호 조절 IC가 외부 회로를 단순화하여 FIT 비율을 낮추기 때문에 안전이 중요한 애플리케이션에 더욱 적합합니다. 또한 전체시스템 크기, BOM 및 조립 공정 비용이 절감됩니다.

이 제품은 ISO 26262에 따라 SEooC(Safety Element out of Context) ASIL B 를 지원합니다. 가장 효율적인 고장 위치 파악 및 제거를 위해 ASA 2310은 97% 이상의 SPFM(Single-Point Fault Metric)을 제공하며 ASIL B 분류의 표준 요구 사항을 초과합니다. ASIL 분해가 시스템 수준에서 적용되는 경우 IC는 최대 ASIL D 시스템에 통합될 수 있으며 IC 자체 및 외부 TMR 브리지의 다양한 통합 안전 모니터링 외에도 ASA 2310은 선택적 고유한 플럭스리스 자가 테스트 기능을 제공합니다. 일반 작업이 시작되기 전에 시스템이 장치 내부의 전체 신호 경로를 테스트할수 있으며 애플리케이션 설정에서 테스트를 사용하여 배선, 외부 출력 커패시터 끝 ECU를 포함한 전체 신호 경로의 무결성을 확인할 수 있습니다. 마지막으로, 다양한 안전 모니터링은 진단 범위를 늘리고 ECU 측의 외부 안전 감독을 단순화하는 데 도움이 됩니다.

“ASA 2310은 매우 정밀한 아날로그 TMR 센서의 기능을 확장하고 센서 모듈이 ECU와 분리되어 있고 긴 전선으로 연결된 원격 애플리케이션 설정으로 인해 발생하는 노이즈 및 기생 구성 요소의 영향을 줄이는 고성능 IC입니다.”라고 TDK-Micronas의 자기 위치 센서 제품 마케팅 관리자인 Frederik Berstecher는 말합니다. "TDK의 TMR TAS 센서 제품군과 결합하면 ASA 2310이 최대 4개의 TMR 하프 브리지 센서를 동시에 작동할 수 있으므로 고객은 정확도, EMC 또는 기능 안전 요구 사항에 따라 애플리케이션 설정을 상업적으로 확장할 수 있습니다. 따라서 ASA 2310을 기반으로 하는 로터 위치 센서 솔루션은 파워 스티어링, 브레이크 부스터 또는 트랙션 모터와 같은 다양한 안전에 중요한 애플리케이션에 사용할 수 있습니다."*

TMR TAS 센서는 다양한 패키지 포트폴리오(싱글다이, 듀얼다이)로 제공되지만 ASA 2310 신호 조절 IC는 매우 컴팩트한 3 x 3mm DFN12 SMD 패키지로 제공됩니다. 마그넷 디자인과 센서 + 신호 컨디셔닝 칩셋으로 구성된 레퍼런스 평가 보드는 TDK의 요청에 따라 제공됩니다.

용어 사전

• TMR: Tunnel Magneto-Resistance(터널 자기 저항)
• PMHF: Probabilistic Metric for Random Hardware Failures
• SPFM: Single-Point Fault Metric
• LFM: Latent Fault Metric

주요 애플리케이션*

• 센서와 ECU 사이에 긴 와이어 하니스가 있는 안전 관련 환경에서 브러시리스 DC(BLDC) 및 영구 자석 동기 모터(PMSM) 정류
• 전기 자동차의 트랙션 모터 로터 위치(BLDC, PMSM, PMSR 등) 
• 전동 파워 스티어링 모터 
• 리졸버 대체
• 브레이크 부스터 
• LIDAR 미러

주요특징 및 장점**

• TDK의 다양한 TMR 풀 브리지 및 하프 브리지 지원
• 다양한 아날로그 출력 구성
  - 차동 또는 단일 종단 SIN/COS 아날로그 출력 신호(복조 불필요) 
  - 공급 전압과 관련된 비율 또는 비율 측정 아날로그 출력 
• 온칩 캘리브레이션 및 통합 안전 모니터링을 통한 본질적인 신호 컨디셔닝은 ECU 측의 노력을 줄여줍니다. 
•  출력 이득, 오프셋, 0각도 및 직교성 보정과 같은 TMR 신호에 대해 최적화된 신호 컨디셔닝 
• 외부 TMR 브리지를 위한 통합 보호 전원 
• 최대 650,000rpm의 애플리케이션을 위한 빠른 응답 시간 및 높은 출력 대역폭 
• 작동 공급 및 감시 전압: 3V ~ 5.5V
• 절대. 최대 공급 전압: ±18V
• IC의 출력 핀을 통한 프로그래밍. 추가 프로그래밍 핀이 필요하지 않음
• 낮은 전류 소비 
• 40°C ~ 160°C의 넓은 주변 온도 범위와 탁월한 ESD 및 EMC 견고성을 갖춘 통합 보호 회로가 있는 자동차 환경에 최적화됨 
• ISO 26262 개발: ASIL B ready SEooC(ASIL C에 따른 메트릭(PMHF, SPFM, LFM)) 
• 초소형 DFN12 3x3mm 패키지

주요 데이터

* 당사 제품의 대상 응용 프로그램에 대한 언급은 시스템 수준에서 확인해야 하므로 목적 적합성 주장 없이 작성되었습니다.
** 모든 작동 매개변수는 고객의 기술 전문가가 각 고객 애플리케이션에 대해 검증해야 합니다.
*** TDK의 칩셋 솔루션 사용.

TDK Corporation
TDK Corporation은 일본 도쿄에 기반을 둔 스마트 사회를 위한 전자 솔루션 분야의 세계적인 리더입니다. 재료 과학기술을 기반으로 구축된 TDK는  기술진보의 최전선을 이끌고 있으며 " Attracting Tomorrow " 를 모토로  사회 변화를 환영합니다. 전자 및 자성 제품의 핵심 소재 인 페라이트를 상용화하기 위해 1935 년에 설립되었으며 TDK의 포괄적이고 혁신주도적인 포트폴리오는 세라믹, 알루미늄 전해 및 필름 커패시터와 같은 수동 부품은 물론 자기, 고주파, 피에조 및 보호 장치를 특징으로 합니다. 제품 스펙트럼에는 온도 및 압력, 자기 및 MEMS 센서와 같은 센서 및 센서 시스템도 포함됩니다. 또한 TDK는 전원 공급 장치 및 에너지 장치, 자기 헤드 등을 제공합니다. 이러한 제품은 TDK, EPCOS, InvenSense, Micronas, Tronics 및 TDK-Lambda 제품 브랜드로 판매되고 있으며. TDK 는 자동차, 산업 및 소비자가전, 정보통신 기술의 시장에 중점을 두고 있으며 회사는 아시아, 유럽 및 북미, 남미지역에 설계 및 제조시설과 영업사무소 네트워크를 갖추고 있습니다. 2022년도 회계연도에 TDK 는 총 156억달러의 매출을 기록하였으며 전 세계적으로 약 117,000명의 직원을 고용하고 있습니다.

TDK-Micronas
TDK-Micronas는 TDK 그룹 내 자기장 센서 및 CMOS 통합 제품의  주력업체입니다. TDK-Micronas는 25 년 이상의 자체 제조를 통해 센서 및 액추에이터 생산을 위한 운영 우수성을 확보하였으며 1993 년에 홀 효과 기반 센서를 CMOS 기술에 통합한 최초의 회사입니다. 그 이후 TDK-Micronas는 50 억 개 이상의 홀 센서를 자동차 및 산업 시장에 출하했습니다. 본사는 Freiburg im Breisgau (독일)에 있으며 현재 TDK-Micronas는 약 1,000 명의 직원을 고용하고 있습니다.

에서 다운로드 할수 있으며 제품에 대한 자세한 정보는 https://www.micronas.tdk.com/en/products/tmr-angle-sensors/asa-23xy 에서 찾을 수 있습니다.