TDK為高要求的電動車電機(jī)控制應(yīng)推出高速的 TMR前端IC

• ■ 新型的TMR模擬前端ASA 2310為TMR橋角度傳感器提供了優(yōu)化的信號調(diào)節(jié)，以及增強(qiáng)的應(yīng)用補(bǔ)償功能和安全監(jiān)控

  本文引用地址：http://www.ex-cimer.com/article/202211/440360.htm

• ■ 基于ASA 2310的轉(zhuǎn)子位置傳感方案具有高魯棒性的輸出緩沖，為遙感應(yīng)用提供易用的差分或者單端SIN/COS輸出，具有一流的電磁兼容表現(xiàn)。

• ■ 與感應(yīng)式旋轉(zhuǎn)變壓器相比，基于TAS系列和ASA 2310的模擬TMR傳感器的轉(zhuǎn)子位置傳感解決方案提供了更小、更靈活的傳感系統(tǒng)

2022 年11月10日，TDK公司為現(xiàn)有的TMR傳感器產(chǎn)品組合補(bǔ)充了新的Micronas信號調(diào)節(jié)集成電路（IC）ASA 2310，用于高速汽車和工業(yè)電機(jī)應(yīng)用。ASA2310是一款溫漂低、噪聲低、客戶可編程的TMR前端IC，具有差分或單端SIN/COS輸入和模擬輸出。ASA 2310樣品現(xiàn)已可提供。計(jì)劃于2023年底開始生產(chǎn)。

ASA 2310 被設(shè)計(jì)為高精度模擬信號TAS系列TMR傳感器的接口。傳感器由ASA 2310供電和監(jiān)控，檢測x-y平面中的磁場方向，并提供SIN/COS模擬電壓輸出，用作ASA 2310的輸入。ASA 2310的傳感器接口和信號調(diào)節(jié)針對TMR橋信號進(jìn)行了優(yōu)化。通過對ASA 2310的非易失性存儲器進(jìn)行編程，可以使用集成信道調(diào)整增益、偏置、（絕對）0角度和正交性等主要特性。不同的粗調(diào)設(shè)置確保產(chǎn)品可以支持TDK的各種TMR全橋和半橋。ASA 2310經(jīng)放大的單端或差分端輸出信號可通過外部A/D轉(zhuǎn)換器和電子控制單元（ECU）以非常高的精度計(jì)算磁體的旋轉(zhuǎn)角度。

基于ASA 2310的新型轉(zhuǎn)子位置傳感解決方案可在上至650000 rpm的高轉(zhuǎn)速下提供高分辨率和精確的位置測量。這使得高速電機(jī)能夠最大化扭矩并提高效率，這對于混合動力和電動車輛獲得最大行駛里程至關(guān)重要。此外，傳感器系統(tǒng)配置獨(dú)立于電機(jī)極對數(shù)量工作，因此不需要復(fù)雜的硬件更改，這是相對于感應(yīng)式旋轉(zhuǎn)變壓器技術(shù)的主要優(yōu)勢。這為未來混合動力和電動動力系統(tǒng)的開發(fā)提供了更多的靈活性。

憑借其過壓和反極性保護(hù)（+/-18V），ASA2310具有出色的電氣魯棒性。與現(xiàn)成的放大器IC相比，ASA 2310更適合高安全要求的應(yīng)用，因?yàn)樾盘栒{(diào)節(jié)IC簡化了外部電路，從而降低了FIT率。此外，總系統(tǒng)大小、物料清單和裝配工藝成本都得到了降低。

根據(jù)ISO 26262，該產(chǎn)品被定義為SEooC（獨(dú)立安全單元）ASIL B就緒。為了實(shí)現(xiàn)最有效的故障定位和消除，ASA 2310提供了超過97%的單點(diǎn)故障度量（SPFM），甚至超過了ASIL B分類的標(biāo)準(zhǔn)要求。如果ASIL分解應(yīng)用到系統(tǒng)層面，本產(chǎn)品也能集成進(jìn)ASIL D系統(tǒng)里。除了對IC本身和外部TMR橋進(jìn)行各種集成安全監(jiān)控外，ASA2310還具有可選和獨(dú)特的無磁通自檢功能，允許系統(tǒng)在正常操作開始之前測試設(shè)備內(nèi)部的完整信號路徑。在應(yīng)用設(shè)置中，該測試可用于檢查整個(gè)信號路徑的完整性，包括接線、外部輸出電容器和ECU。最后，安全監(jiān)控的多樣性有助于增加診斷覆蓋率，簡化ECU側(cè)的外部安全監(jiān)控。

“ASA 2310是一種高性能IC，它擴(kuò)展了高精度模擬TMR傳感器的功能，并減少了因傳感器模塊與ECU分離并通過長線束連接的遠(yuǎn)程應(yīng)用設(shè)置所導(dǎo)致的噪聲和伴生因素的影響,” TDK-Micronas磁性位置傳感器產(chǎn)品市場經(jīng)理Frederik Berstecher說道。 “當(dāng)其與TDK的TMR TAS傳感器系列相結(jié)合時(shí)，客戶可以根據(jù)精度、EMC或功能安全要求在商業(yè)上擴(kuò)展其應(yīng)用設(shè)置，因?yàn)锳SA 2310可以同時(shí)運(yùn)行多達(dá)四個(gè)TMR半橋傳感器。因此，基于ASA 2310的轉(zhuǎn)子位置傳感解決方案可用于各種高安全要求應(yīng)用，如動力轉(zhuǎn)向、制動助力器或牽引電機(jī).”*

TMR TAS傳感器有廣泛的封裝組合（單芯片、雙芯片），ASA 2310信號調(diào)節(jié)IC采用非常緊湊的3 x 3mm DFN12 SMD封裝。TDK可應(yīng)要求提供帶有磁設(shè)計(jì)和信號調(diào)節(jié)芯片組傳感器的參考評估板。

術(shù)語

• ■ TMR：隧道磁阻

• ■ PMHF: Probabilistic Metric for Random Hardware Failures

• ■ SPFM: Single-Point Fault Metric

• ■ LFM: Latent Fault Metric

主要應(yīng)用*

• ■ 無刷直流（BLDC）和永磁同步電機(jī)（PMSM）在安全相關(guān)環(huán)境中換向，傳感器和ECU之間有長線束

• ■ 電動車輛牽引電機(jī)轉(zhuǎn)子位置(BLDC, PMSM, PMSR,…)

• ■ 電動助力轉(zhuǎn)向電機(jī)

• ■ 替代旋變

• ■ 制動助力器

• ■ 激光雷達(dá)鏡

主要特點(diǎn)和效益**

• ■ 支持各種TDK的TMR全橋和半橋

• ■ 各種模擬輸出配置
     - 差分或者單端SIN/COS模擬輸出信號（無需解調(diào)）
     - 與電源電壓相關(guān)的非比率或比率模擬輸出

• ■ 具有即時(shí)片上校準(zhǔn)和集成安全監(jiān)控的固有信號調(diào)節(jié)減少了ECU側(cè)的工作量

• ■ 優(yōu)化的TMR信號調(diào)節(jié)，如輸出增益、偏置、0度角和正交校正

• ■ 外部TMR橋的集成保護(hù)供電

• ■ 適用于上至650000 rpm的應(yīng)用

• ■ 工作電源和監(jiān)督電壓：3 V至5.5 V

• ■ 絕對值最大電源電壓：±18 V

• ■ 通過產(chǎn)品的輸出引腳編程，無需額外的編程引腳

• ■ 低電耗

• ■ 針對從-40°C到160°C的汽車環(huán)境溫度范圍進(jìn)行了優(yōu)化，集成保護(hù)電路具有出色的ESD和EMC魯棒性

• ■ ISO 26262開發(fā)：ASIL B就緒SEooC（（PMHF、SPFM、LFM）根據(jù)ASIL C）

• ■ 尺寸小的DFN12 3x3 mm封裝

主要數(shù)據(jù)

*我們并不宣告我們所提及產(chǎn)品的目標(biāo)應(yīng)用適合任何用途，因?yàn)檫@必須在系統(tǒng)級別進(jìn)行檢查。

** 所有操作參數(shù)必須由客戶的技術(shù)專家根據(jù)每個(gè)應(yīng)用來驗(yàn)證
*** .使用TDK芯片組方案